ЭНДОПРОТЕЗ КОЛЕННОГО СУСТАВА Российский патент 2000 года по МПК A61F2/38 

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургической ортопедии, травматологии и костной онкологии и предназначено для восстановления функций коленного сустава у больных с различными последствиями негнойных воспалительных заболеваний, дегенеративно-дистрофических процессов, травм, а также опухолевых и пограничных процессов в области коленного сустава.

Известен эндопротез коленного сустава, содержащий большеберцовую часть, бедренную часть, тибиальное плато, ось, серьгу, полиэтиленовые втулки и заглушку, снабженный стержнем, установленным в отверстие серьги и имеющим на конце, обращенном к бедренной части, скос с установленным на нем упором из высокомолекулярного полиэтилена для взаимодействия с бедренной частью, при этом другим концом стержень установлен в отверстие тибиального плато и закреплен от перемещений винтом, а тибиальное плато выполнено с выступом на наружной поверхности для взаимодействия с пазом, выполненным в большеберцовой части, и ограничение ротации этих элементов относительно друг друга (патент РФ N 2085149, кл. A 61 F 2/38, 1994 г.)
К недостаткам эндопротеза относятся:
несоответствие коленного сустава биомеханике его движения при сгибании, т.к. ось вращения бедренного компонента постоянно находится в одном и том же положении относительно кости;
наличие резьбовых соединений, что может привести к самопроизвольному выкручиванию деталей;
повышенный износ полиэтиленовой втулки из-за большой площади контакта с трущимися поверхностями (снизу и сверху).

Известен также эндопротез коленного сустава, содержащий опорную ножку, предназначенную для заделки одним концом в срез головки большеберцовой кости, установленное на другом конце опорной ножки тибиальное плато и опирающийся на тибиальное плато мыщелок со штырями, предназначенными для заделки в срез бедренной кости (патент США 4959071, кл. A 61 F 2/38, 1990 г.)
К недостаткам эндопротеза относятся:
отсутствие биомеханической ротации мыщелка относительно тибиального плато, что снижает функциональные характеристики эндопротеза;
отсутствие упора для мыщелка при полном разгибании колена, что может приводить к переразгибанию колена и связанному с ним растяжению или разрыву связок.

Известен также эндопротез коленного сустава, содержащий ножку, выполненную с опорной и заделываемой в срез головки большеберцовой кости частями, установленное на опорной части ножки тибиальное плато с межмыщелковым возвышением и опирающийся на тибиальное плато мыщелок со штырями, предназначенными для заделки в срез бедренной кости, и с пазом, в котором расположено межмыщелковое возвышение тибиального плато, при этом он снабжен демпфирующим элементом, опорная часть ножки выполнена с бортиком по периметру и с выступом, демпфирующий элемент установлен между тибиальным плато и опорной частью ножки, тибиальное плато выполнено с углублением, в котором размещен упомянутый выступ опорной части ножки, а паз выполнен в задней части мыщелка сквозным и открытым с расширением в открытую сторону.

Также в описываемом эндопротезе коленного сустава заделываемая часть ножки выполнена в виде трехгранной пирамиды с выборками по граням, а в теле ножки выполнены сквозные отверстия. Выборки могут быть выполнены коническими или цилиндрическими (патент РФ N 2114580, кл. A 61 F 2/38).

Указанное техническое решение является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, однако оно имеет следующие недостатки:
текучесть пластины из эластомера в процессе длительных нагрузок приведет к перекашиванию тибиального плато, что отрицательно скажется на всей биомеханике коленного сустава;
отсутствие приспособления от выпадания мыщелка, опирающегося на тибиальное плато в процессе сгибания, говорит о низких эксплуатационных качествах устройства при повышенных и пиковых нагрузках, особенно в период после операционной реабилитации, приводящие к недостаточной надежности эндопротеза.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств путем повышения надежности и долговечности и расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в ножке большеберцовой кости выполнено цилиндрическое отверстие, в котором расположен цилиндрический посадочный выступ опорной площадки тибиального плато, опорная площадка в верхней части снабжена прямоугольным посадочным выступом и элементом крепления, на котором устанавливается полиэтиленовый вкладыш с выступом и мыщелок, подвижно закрепленный по отношению к вкладышу тибиального плато с помощью направляющей защелки. Также в описываемом эндопротезе коленного сустава опорная площадка соединена с основанием тибиального плато штифтом, при этом штырь мыщелка выполнен с наклоном, а сквозной паз мыщелка по ширине имеет больший размер, чем выступ вкладыша. Направляющая защелка обеспечивает зажим мыщелка в крайнем положении при разгибании колена, кроме того, вкладыш и поверхность направляющей защелки выполнены из одного материала.

Сущность изобретения основана на том, что скольжение сложной анатомически приближенной к естественной поверхности мыщелка по тибиальному плато при сгибании и разгибании колена осуществляется не только при помощи сухожилий и мышц, а и с помощью направляющей защелки, которая удерживает эндопротез от разъема и обеспечивает ротацию мыщелка относительно тибиального плато в выбранных пределах за счет подбора размеров сквозного паза мыщелка по ширине и выступа вкладыша. При этом ось вращения мыщелка смещается в сторону, противоположную сгибанию, что соответствует биомеханике движения коленного сустава человека. Расширение функциональных возможностей также связано с наклоном установочных штырей мыщелка на 5 - 7^o, при этом направление наклона определяется анатомическим строением конечностей и выбирается в зависимости от установки мыщелка на правую или левую ногу.

На фиг. 1 изображен общий вид в разрезе описываемого эндопротеза коленного сустава в сборе; на фиг. 2 - вид спереди; на фиг. 3 - вид сверху; на фиг. 4 - сечение В-В по элементу крепления мыщелка к тибиальному плато; фиг. 5 - сечение Г-Г по штифту; фиг. 6 - сечение Д-Д по ножке с ребрами жесткости.

Эндопротез коленного сустава (фиг. 1) состоит из ножки с цилиндрическим отверстием 1 большеберцового компонента, выполненной с опорной площадкой 2 и ребрами жесткости 3, тибиальное плато, выполненное в виде основания 4 с цилиндрическим посадочным выступом 5, прямоугольным посадочным выступом 6 и резьбовым элементом крепления 7, кроме того, в состав тибиального плато входит полиэтиленовый вкладыш 8 с выступом Л и межмыщелковым возвышением 9, причем опорная площадка 2 соединена с основанием тибиального плато 4 штифтом 10. Мыщелок 11 бедренного компонента опирается с одной стороны на вкладыш 8, а с другой стороны подвижно закрепляется с помощью направляющей защелки 12 к элементу крепления 7. В состав направляющей защелки 12 также входит разрезная гайка 13 и крышка 14. На внутреннем кронштейне 15 мыщелка 11 установлена наклонная ножка 16.

Эндопротез коленного сустава устанавливается и работает следующим образом. После установки с использованием специального хирургического инструмента заделываемой части 3 ножки 1 в срез большеберцовой кости в цилиндрическое отверстие ножки 1 вставляется цилиндрический посадочный выступ 5 основания 4, которое соединяется с опорной площадкой 2 с помощью штифта 10. Затем на прямоугольный посадочный выступ 6 и резьбовой крепежный элемент 7 надевается полиэтиленовый вкладыш 8 с выступом Л, высота которого после установки на крепежный элемент 7 направляющей защелки 12 обеспечивает подвижное соединение с мыщелком 11. Крепится защелка 12 с помощью разрезной гайки 13 (после завинчивания гайка стопорится) и закрывается крышкой 14. Конечная сборка как показано пунктиром (на фиг. 1) связана с установкой мыщелка 1 своим сквозным пазом Е между вкладышем 8 и защелкой 12, а затем его поворот до упора с межмыщелковым выступом 9 и защелкой 12, с последующим заделом в опил бедренной кости мыщелка 11 с наклонной ножкой 16, установленной на кронштейне 15. При сгибании колена мыщелок 11 двигается в направлении, противоположном сгибанию, и за счет большего размера сквозного паза Е мыщелка 11 по ширине, чем размер выступа вкладыша К тибиального плато 8, обеспечивается ротация до 25 градусов внутрь и наружу при угле сгибания колена до 120 градусов.

Эффективность использования данной конструкции эндопротеза коленного сустава состоит в том, что она обеспечивает полную замену коленного сустава при необходимости и может использоваться как при травматологии, так и костной онкологии.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургической ортопедии и травматологии, и предназначено для восстановления функций коленного сустава у больных с различными последствиями негнойных воспалительных заболеваний, дегенеративно-дистрофических процессов, травм, а также опухолевых и пограничных процессов в области коленного сустава. Технический результат изобретения заключается в улучшении эксплуатационных качеств путем повышения надежности и долговечности и расширении функциональных возможностей. Эндопротез коленного сустава содержит ножку с опорной и заделываемой в срез большеберцовой кости частями, установленное на одной части ножки тибиальное плато с межмыщелковым возвышением и опирающийся на тибиальное плато бедренный компонент (мыщелок) со штырями, предназначенными для заделки в опил бедренной кости, и сквозным пазом, выполненным в задней части мыщелка. В ножке выполнено цилиндрическое отверстие, в котором расположен цилиндрический посадочный выступ опорной площадки тибиального плато, опорная площадка в верхней части снабжена прямоугольным посадочным выступом и элементом крепления, на который устанавливается полиэтиленовый вкладыш с выступом и мыщелок, подвижно закрепленный по отношению к вкладышу тибиального плато с помощью направляющей защелки. 5 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Эндопротез коленного сустава, содержащий ножку с опорной и заделываемой в срез большеберцовой кости частями, установленное на одной части ножки тибиальное плато с межмыщелковым возвышением и опирающийся на тибиальное плато бедренный компонент (мыщелок) со штырями, предназначенными для заделки в опил бедренной кости, и сквозным пазом, выполненным в задней части мыщелка, отличающийся тем, что в ножке выполнено цилиндрическое отверстие, в котором расположен цилиндрический посадочный выступ опорной площадки тибиального плато, опорная площадка в верхней части снабжена прямоугольным посадочным выступом и элементом крепления, на который устанавливается полиэтиленовый вкладыш с выступом и мыщелок, подвижно закрепленный по отношению к вкладышу тибиального плато с помощью направляющей защелки. 2. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что опорная площадка соединена с основанием табиального плато штифтом. 3. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что штырь мыщелка выполнен с наклоном. 4. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что сквозной паз мыщелка по ширине имеет больший размер, чем выступ вкладыша. 5. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что направляющая защелка обеспечивает зажим мыщелка в крайнем положении (нога выпрямлена). 6. Эндопротез по п.4, отличающийся тем, что вкладыш и поверхность направляющей защелки выполнены из одного материала.