ТОТАЛЬНЫЙ ЭНДОПРОТЕЗ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА Российский патент 1998 года по МПК A61F2/32 

Изобретение относится к области медицины, в частности, травматолиогии и может быть использовано для эндопротезирования тазобедренного сустава при травмах и заболеваниях.

В настоящее время в медицинской практике при бесцементном эндопротезировании используются модели тотальных эндопротезов тазобедренного сустава, в которых вертлужный компонент выполнен в виде металлической полусферы с дополнительными отверстиями под фиксирующие ленты, на наружной поверхности которой имеется пористое покрытие (керамическое или металлическое), внутри вертлужного компонента установлен полиэтиленовый вкладыш, бедренный компонент выполнен также из металла, в проксимальной интрамодулярной части которого имеется пористое напыление (керамическое или металлическое) и съемная головка (металлическая или керамическая).

Известен тотальный металлический эндопротез тазобедренного сустава, вертлужный компонент которого выполнен в виде металлической чашки с двумя фиксирующими выступами, с пористым металлическим покрытием по наружной поверхности и с полиэтиленовым вкладышем внутри, бедренный компонент выполнен в виде металлического интрамедулярного стержня с пористым металлическим покрытием в проксимальной части и съемной металлической головой, принятый нами за прототип (Howmedica, P. C. A. Total Hip System. Orthopedics, Vol. 15, N 2, 1992 p. 138-139).

Недостатками известного эндопротеза являются:
1. Повышенный износ полиэтиленового вкладыша, контактирующего с металлической головкой, что сопровождается образованием продуктов износа полиэтилена и их отрицательным действием на окружающие ткани.

2. Повышенная вероятность расшатывания компонентов эндопротеза по причине малой биосовместимости с костной тканью. После проведения операции наблюдаются случаи, когда пациент вынужден обращаться снова по причине расшатывания металлического эндопротеза и его замене.

3. Слишком большой вес эндопротеза, так как удельный вес титана составляет ≈ 4,5 г/см³ и ≈ 8,5-10 г/см³ для легированных сплавов, что приводит к появлению больших моментов при ходьбе, приводящих к преждевременному расшатыванию бедренного компонента.

Задачей, стоящей перед авторами, являлось - создание конструкции эндопротеза тазобедренного сустава, который обеспечивает повышенный ресурс и надежность его эксплуатации.

Данная задача решается за чет того, что бедренный и вертлужные компоненты выполнены из биосовместимой высокопрочной корундовой керамики с пористым покрытием из того же материала в области контакта элементов эндопротеза с губчатой костью наружной поверхности вертлужного компонента и в проксимальной части пустотелого бедренного компонента.

Изготовление всего эндопротеза из биосовместимой высокопрочной корундовой керамики позволяет свести к минимуму износ в месте контакта головки с вертлужным компонентом. Пара трения, образующаяся в этом случае - керамика-керамика обладает высокими антифрикционными свойствами. Исследования по применению керамических эндопротезов коленного сустава (Новоселов К.А. Оперативное лечение дегенеративно-дистрофических заболеваний коленного сустава. Дисс. докт. мед. наук. - С.-Пб., 1994, с. 399, Ермолаев Е.К. Эндопротезирование коленного сустава. Дисс. канд. мед. наук. С.-Пб., 1994, с. 179) показали, что после их эксплуатации в течение 2-3 лет износа керамики в зоне контакта бедренного и большеберцового компонентов не наблюдалось. По трибологическим характеристикам пары трения керамика-керамика является идеальной в среде синовиальной жидкости, присутствующей в суставах. Кроме того, замена металла на керамику и изготовление бедренного компонента пустотелым позволяет в значительной степени уменьшить весовые характеристики эндопротеза, что немаловажно для предотвращения его расшатывания.

Пористое покрытие, нанесенное на поверхность компонентов эндопротеза, контактирующее с костной тканью, способствует образованию демпферного слоя на границе кость-керамика, релаксирующего все напряжения, возникающие по причине слишком большой разницы по твердости и жесткости керамики и костной ткани. Демпферный слой представляет собой керамический каркас с размером пор 0,4-0,63 мм, проросший костной тканью и по свойствам представляет что-то среднее между костной тканью и керамикой.

Керамические компоненты не отторгаются костной тканью и обладают высокой биосовместимостью (Interceram N 4, 5, 1996).

Именно изготовление эндопротеза из биосовместимой корундовой керамики, с пористым покрытием из того же материала, что и компоненты эндопротеза, и изготовление бедренного компонента пустотелым позволяет увеличить его ресурс и надежность.

Сущность предлагаемого изобретения показана на чертеже.

Тотальный эндопротез тазобедренного сустава состоит из компонентов: вертлужного и бедренного.

Вертлужный компонент содержит:
чашку 1 с пористым покрытием 2 и фиксирующими выступами 3.

Бедренный компонент содержит:
сферическую пустотелую головку 4;
пустотелую шейку 5;
пустотелую ножку 6 с пористым покрытием 2 в проксимальной зоне.

Тотальный эндопротез тазобедренного сустава используется следующим образом. Осуществляем доступ к тазобедренному суставу и производим его размыкание. Обработав вертлужную впадину полусферическими фрезами и сформировав отверстия под стабилизирующие выступы, производим "вбивание" вертлужного компонента во впадину. Далее сверлами и рашпилями производим обработку костномозгового канала бедренной кости для установки бедренного компонента. После этого устанавливаем в подготовленное костное ложе тест-эндопротез и производим контрольное вправление головки эндопротеза в вертлужный компонент. Далее удаляем тест-эндопротез, "вбиваем" бедренный компонент в подготовленное костное ложе и производим замыкание эндопротеза.

Анализ существующего уровня техники показывает отсутствие аналогов, совокупность признаков которых была бы сходна с совокупностью существенных признаков изобретения. Поэтому заявленное техническое решение отвечает требованиям критерия "новизна".

Объект по изобретению может изготавливаться промышленным способом. При его использовании в медицине оно обеспечивает описанный выше положительный эффект. Поэтому предлагаемое техническое решение удовлетворяет требованиям критерия "промышленной применяемости".

Поставленная задача решается промышленным способом, позволяющим максимально использовать свойства керамического материала, поэтому изобретение соответствует требованиям критерия "изобретательского уровня".

Тотальный эндопротез предназначен для замены тазобедренного сустава при травмах и заболеваниях и может быть использован в травматологии и ортопедии. Технический результат от его использования заключается в обеспечении повышенного ресурса и надежности эксплуатации. Для этого бедренный и вертлужный компоненты тотального эндопротеза тазобедренного сустава выполнены из биосовместимой высокопрочной корундовой керамики с пористым покрытием из того же материала в области контакта элементов эндопротеза с губчатой костью наружной поверхности вертлужного компонента и в проксимальной части пустотелого бедренного компонента. 1 ил.

Тотальный эндопротез тазобедренного сустава, состоящий из вертлужного и бедренного компонентов, отличающийся тем, что оба компонента эндопротеза выполнены из корундовой керамики с пористым покрытием из того же материала в области контакта элементов эндопротеза с губчатой костью, а бедренный компонент выполнен пустотелым.