РАСТУЩИЙ ПРОТЕЗ Российский патент 2013 года по МПК A61F2/00 

Изобретение относится к растущему протезу, содержащему костный протез, в частности заменитель сустава, протезный стержень, стержневой крепежный элемент и элемент с соответствующим приводом, предназначенный для удлинения растущего протеза, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Из уровня техники известен ряд растущих протезов.

Растущие протезы преимущественно состоят из выполненной с возможностью удлинения протезной части и стержневого крепежного элемента, который фиксируется в кости. Электрический привод находится в протезной части. В качестве электрического привода преимущественно используются роликовинтовые системы. Приводной узел такого типа описан в ЕР 0776432 В1. Устройство преобразует вращательное движение в осевое при помощи расположенных на периферии на одинаковом расстоянии планетарных роликов, приводимых в движение от приводного вала, выходящего из неподвижного корпуса привода, и ползуна, перемещаемого планетарными роликами в осевом направлении.

Благодаря движению приводного узла телескопический протезный элемент выдвигается и протез удлиняется. Стержневой крепежный элемент может иметь различные длину и поперечное сечение, и может иметь модульную конструкцию для приспособления к различным размерам костномозгового пространства.

Из ЕР 1371346 В1 известен имплантируемый протез для замены человеческого тазобедренного или коленного сустава и соседних частей костей. Протез содержит суставный элемент, стержневой крепежный элемент и расположенный между ними стержневой заменяющий элемент. Стержневой заменяющий элемент и искусственный сустав имеют сквозные центральные отверстия, расположенные соосно друг другу. Стержневой крепежный элемент образован в данном протезе интрамедуллярным гвоздем для вытяжения и вставлен в центральные отверстия. После желаемого удлинения кости при помощи вытяжения костной мозоли, т.е. после образования новой костной ткани, такие интрамедуллярные гвозди, как правило, должны удаляться и заменяться стабилизатором, так как они не обладают достаточной стабильностью для длительного нахождения в протезе.

В DE 19906423 А1 описан активный интрамедуллярный гвоздь для вытяжения костных частей, который состоит из двух подвижных друг относительно друга элементов, протезов и т.п., и содержит по меньшей мере один электрический приводной элемент. Необходимая для приводного элемента электрическая энергия подводится к интрамедуллярному гвоздю по меньшей мере через один штекерный элемент, выполненный с возможностью многократного разъединения. Если интрамедуллярный гвоздь интегрирован в протез, то такая конструкция имеет преимущество, состоящее в том, что по окончании вытяжения нужно удалить только электрический штекерный соединитель, а не весь интрамедуллярный гвоздь. Однако из-за того, что протез имеет заданную установочную длину, при его установке нужно удалить значительную часть здоровой кости.

Недостатком растущих протезов, содержащих приводы с планетарными роликами, является, прежде всего, относительно большой диаметр. Такие протезы пригодны для замены тазобедренных и коленных суставов детей и подростков лишь в ограниченной мере. Существенным недостатком является и большая минимальная длина протеза, обусловленная относительно большой длиной привода, так что для создания пространства для имплантируемого протеза у детей из-за большой длины протеза приходится удалять большее количество кости, чем нужно.

Поэтому задачей изобретения является создание растущего протеза, который не основан на принципе вытяжения костной мозоли и имеет при этом уменьшенную длину и уменьшенный диаметр протеза, чтобы его можно было проще использовать для детей и подростков или для людей малого роста.

Эта задача решается посредством растущего протеза, содержащего протезный стержень, заменитель сустава, стержневой крепежный элемент и элемент с соответствующим приводом, предусмотренный для удлинения растущего протеза, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения представлены по меньшей мере рациональные варианты выполнения и усовершенствования растущего протеза.

Элемент растущего протеза, названный заменителем сустава, имеет такую форму и геометрию, что он похож на заменяемый сустав, например коленный, тазобедренный и т.д. Обычно этот элемент изготовлен из стали, пригодной для имплантации, или из подобных известных материалов.

Заменитель сустава вставлен в протезный стержень и они зафиксированы друг относительно друга от проворачивания.

Стержневой крепежный элемент расположен напротив заменителя сустава и протезного стержня и вводится в костномозговое пространство кости с фиксацией в ней. После удаления тазобедренного или коленного сустава из-за костной опухоли сначала, как правило, не наблюдается укорочения ноги и потому нет необходимости в вытяжении кости. Однако у детей и подростков вследствие естественного роста костей уже спустя небольшое время ноги будут иметь разную длину, что требует медицинского лечения.

Поэтому растущий протез содержит снабженный приводом элемент, который служит для удлинения всего протеза и может компенсировать послеоперационное различие длины конечностей.

Согласно изобретению, элемент, предусмотренный для удлинения растущего протеза, представляет собой ходовой винт, расположенный в стержневом крепежном элементе.

Благодаря этому длина и диаметр растущего протеза значительно уменьшаются и протез становится особенно пригодным при лечении детей и подростков с небольшими костями.

Растущий протез имеет модульную конструкцию, т.е. отдельные составные части протеза можно выбирать и комбинировать в соответствии с анатомическими особенностями. Например, отдельные элементы протеза могут быть взаимозаменяемыми и применяться в соответствии с диаметром и длиной соответствующих костей.

Кроме того, благодаря модульной конструкции растущего протеза становится возможным простое извлечение ходового винта и привода из протеза по завершении процесса удлинения.

Также обеспечивается возможность имплантации протеза после удаления опухоли, сначала без привода, и установки привода лишь после успешного проведения химиотерапии.

Чтобы можно было вставить ходовой винт в стержневой крепежный элемент, в последнем выполнено отверстие, соответствующее по длине и форме ходовому винту и проходящее почти на всю длину стержневого крепежного элемента.

Внутренняя резьба для удерживания ходового винта может быть выполнена непосредственно в стержневом крепежном элементе, в винте, служащем для соединения стержневого крепежного элемента и протеза, или в резьбовом элементе, вставленном с геометрическим замыканием.

Диаметр отверстия стержневого крепежного элемента выбран таким, что в нем можно разместить достаточно большой ходовой винт, способный прикладывать силу, необходимую для удлинения растущего протеза, но в то же время это отверстие не должно значительно снижать прочность стержневого крепежного элемента.

В устройстве согласно изобретению наружная резьба ходового винта соответствует по шагу и диаметру резьбе, выполненной в стержневом крепежном элементе. Она выполнена так, что обеспечивается желательная непрерывность движения, отсутствие зазора и надежное сохранение достигнутой величины перемещения.

Привод ходового винта размещен предпочтительно в заменителе сустава. Компактное расположение привода может быть реализовано благодаря соответствующей величине отверстия на конце заменителя сустава, при этом не нужно думать о существенном уменьшении стабильности, так как материалами костного протеза, как было сказано, являются сталь, пригодная для имплантации, керамика и подобные материалы.

Привод ходового винта предпочтительно включает двигатель с понижающей передачей.

Возможно выполнение привода в виде пьезоэлектрического исполнительного элемента, исполнительного элемента с эффектом памяти формы, электромагнитного или магнитного привода. В этом отношении изобретение не ограничено.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения в отверстии на конце стержневого крепежного элемента установлена с геометрическим замыканием сопряженная с ходовым винтом деталь в виде резьбового элемента, имеющего сквозное отверстие с внутренней резьбой.

Этот резьбовой элемент служит опорным средством для ходового винта.

Резьбовой элемент может быть изготовлен, например, из стали, пригодной для имплантации, керамики или синтетического материала. Эти материалы обеспечивают необходимую стабильность и прочность резьбового элемента.

Резьбовой элемент предпочтительно имеет наружный контур, препятствующий проворачиванию. Таким образом, резьбовой элемент образует вставное соединение с геометрическим замыканием, которое позволяет легко вводить и извлекать ходовой винт благодаря тому, что перед введением ходового винта на него устанавливают резьбовой элемент, который затем можно зафиксировать в стержневом крепежном элементе посредством геометрического замыкания, без трудоемкого ввинчивания.

Благодаря вставному соединению и модульной конструкции растущего протеза после его полного удлинения можно удалить привод вместе с ходовым винтом.

Следовательно, привод можно вставить в растущий протез даже спустя некоторое время после собственно имплантации растущего протеза, если по медицинским показаниям удлинение должно быть выполнено в более поздний момент времени.

Растущий протез пригоден прежде всего для медицинского обеспечения при лечении костных опухолей у маленьких детей и подростков, рост которых еще не закончился и которые имеют небольшие кости и потому особенно нуждаются в таких протезах. Возникновение костных опухолей во многих случаях приводит к ампутации расположенных вблизи них тазобедренных, коленных, локтевых, кистевых или плечевых суставов. Сначала отсутствующий сустав заменяется заменителем сустава и затем с помощью ходового винта можно компенсировать разницу в длине конечностей, вызванную естественным и еще не закончившимся ростом костей. Благодаря узкой и короткой конструкции растущего протеза при его имплантации нужно удалять меньшее количество здорового костного материала.

Следующим преимуществом, обусловленным малой длиной резекции, является благоприятное соотношение костей и протеза, следствием чего является более высокая стабильность.

Согласно следующему варианту осуществления изобретения, стержневой крепежный элемент и протезный стержень выполнены как одно целое. В этом случае не нужен винт для соединения этих элементов и можно также отказаться от резьбового элемента. Соответствующая ходовому винту резьба может быть выполнена, например, непосредственно в стержневом крепежном элементе.

Растущие протезы могут применяться для лечения взрослых пациентов, которые имеют врожденную, вызванную заболеванием или несчастным случаем разную длину ног. В таких областях применения компактный и уменьшенный протез легче имплантировать и проще удалять привод или ходовой винт.

Ниже более подробно описан вариант осуществления изобретения со ссылками на чертежи, где:

фиг.1 схематично изображает растущий протез согласно изобретению,

фиг.2 изображает подробно винт с резьбовым элементом и

фиг.3 - вид сверху винта с резьбовым элементом.

Как показано на фиг.1, растущий протез состоит из заменителя 1 сустава, протезного стержня 2, стержневого крепежного элемента 3, ходового винта 4 и привода 5 ходового винта 4.

Заменитель 1 сустава расположен в протезном стержне 2, открытом сверху.

Заменитель 1 сустава служит для замены по меньшей мере части удаленного коленного или тазобедренного сустава и изготовлен из пригодной для имплантации стали, керамики или аналогичных материалов. В отверстии 7 заменителя 1 сустава размещен привод 5 ходового винта 4. Размеры отверстия 7 и привода 5 выбраны таким образом, чтобы не произошло существенного уменьшения стабильности протеза.

Во вдвинутом состоянии ходовой винт 4 находится в отверстии, выполненном в стержневом крепежном элементе 3, и занимает очень большую часть его длины. Стержневой крепежный элемент 3 зафиксирован в кости 6 пациента. Благодаря этой конструкции существенно сокращается общая длина растущего протеза, а также его диаметра в области привода.

Наружная резьба ходового винта 4 соответствует по шагу и размерам резьбе 10 резьбового элемента 8 и служит для удерживания ходового винта 4 и для преобразования вращательного движения в поступательное. Эта наружная резьба обеспечивает необходимое отсутствие зазора и надежное сохранение достигнутой ранее величины перемещения благодаря соответствующему шагу резьбы.

Заменитель 1 сустава и протезный стержень 2 зафиксированы от проворачивания друг относительно друга. Привод 5 должен быть установлен в заменителе сустава с фиксацией от смещения в осевом направлении и от проворачивания.

В отверстии на конце стержневого крепежного элемента 3 или протезного стержня 2 размещен винт 9 с резьбовым элементом 8, служащим как сопряженная деталь для ходового винта 4 (фиг.2).

Как показано на фиг.3, винт 9 имеет выемку или углубление в форме листа клевера, в которое с геометрическим замыканием вставлен резьбовой элемент 8 с резьбой 10, и служит для фиксации ходового винта 4 относительно стержневого крепежного элемента 3.

Благодаря этому вставному соединению с геометрическим замыканием можно осуществить простое введение и извлечение ходового винта 4, а именно, перед введением ходового винта 4 на него можно навинтить резьбовой элемент 8, который затем можно зафиксировать посредством геометрического замыкания в стержневом крепежном элементе 3, без трудоемкого ввинчивания ходового винта 4. Извлечение ходового винта осуществляется таким же образом.

Например, ходовой винт 4 и привод 5, который в данном примере представляет собой двигатель 11 с передачей 12, можно просто вынуть через отверстие 7 заменителя 1 сустава, если они больше не нужны для дальнейшего лечения. Достигнутая величина вытяжения может сохраняться путем установки эквивалентного элемента/дистанционирующего элемента.

Список обозначений

1 заменитель сустава 2 протезный стержень 3 стержневой крепежный элемент 4 ходовой винт 5 привод 6 кость 7 отверстие в заменителе сустава 8 резьбовой элемент 9 винт с углублением в форме листа клевера 10 резьба 11 двигатель 12 передача

Группа изобретений относится к медицине. Растущий протез содержит заменитель сустава, протезный стержень, стержневой крепежный элемент и предусмотренный для удлинения растущего протеза элемент с соответствующим приводом. Для удлинения растущего протеза предусмотрен ходовой винт, расположенный в стержневом крепежном элементе. Привод ходового винта интегрирован в заменитель сустава. В отверстии стержневого крепежного элемента вставлена сопряженная с ходовым винтом деталь в виде винта с резьбовым элементом. Резьбовой элемент соединен с геометрическим замыканием с винтом и служит для фиксации ходового винта относительно стержневого крепежного элемента. Предлагается применять вышеуказанный растущий протез при медицинском обеспечении лечения костных опухолей у маленьких детей и подростков, рост которых еще не закончился. Предлагается применять вышеуказанный растущий протез при медицинском обеспечении лечения взрослых пациентов с врожденной, вызванной заболеванием или несчастным случаем, разной длиной ног. Изобретения обеспечивают создание растущего протеза, который не основан на принципе вытяжения костной мозоли и имеет при этом уменьшенную длину и уменьшенный диаметр протеза, чтобы его можно было проще использовать для детей и подростков или для людей малого роста. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Растущий протез, содержащий заменитель (1) сустава, протезный стержень (2), стержневой крепежный элемент (3) и предусмотренный для удлинения растущего протеза элемент с соответствующим приводом (5), причем для удлинения растущего протеза предусмотрен ходовой винт (4), расположенный в стержневом крепежном элементе (3), отличающийся тем, что привод (5) ходового винта (4) интегрирован в заменитель (1) сустава, а в отверстии стержневого крепежного элемента (3) вставлена сопряженная с ходовым винтом (4) деталь в виде винта (9) с резьбовым элементом (8), причем резьбовой элемент (8) соединен с геометрическим замыканием с винтом (9) и служит для фиксации ходового винта (4) относительно стержневого крепежного элемента (3).

2. Растущий протез по п.1, отличающийся тем, что он имеет модульную конструкцию.

3. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что ходовой винт (4) и/или привод (5) могут вставляться и снова удаляться после выполненной имплантации.

4. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что стержневой крепежный элемент (3) имеет отверстие для размещения ходового винта (4).

5. Растущий протез по п.4, отличающийся тем, что диаметр отверстия стержневого крепежного элемента (3) выбран таким, что в нем может размещаться достаточно большой ходовой винт (4), способный прикладывать силу для удлинения растущего протеза, и при этом не происходит существенного уменьшения прочности стержневого крепежного элемента (3).

6. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что привод (5) ходового винта (4) состоит из двигателя (11) с передачей (12).

7. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что привод (5) ходового винта (4) образован пьезоэлектрическим двигателем.

8. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что привод (5) ходового винта (4) содержит исполнительный элемент с эффектом памяти формы.

9. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что ходовой винт (4) проходит в резьбовом элементе (8) или винте (9).

10. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что резьбовой элемент (8) или винт (9) с резьбой (10) служат в качестве опорного средства для ходового винта (4).

11. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что резьбовой элемент (8) изготовлен из стали, пригодной для имплантации, керамики или синтетического материала.

12. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что привод (5) ходового винта может быть удален или вставлен при продолжающейся имплантации.

13. Растущий протез по п.1 или 2, отличающийся тем, что стержневой крепежный элемент (3) и протезный стержень (2) выполнены в виде одного элемента.

14. Растущий протез по п.4, отличающийся тем, что после удаления привода и ходового винта после окончания процесса вытяжения длина вытяжения сохраняется путем вставки эквивалентного элемента/дистанционирующего элемента.

15. Применение растущего протеза по одному из пп.1-14 при медицинском обеспечении лечения костных опухолей у маленьких детей и подростков, рост которых еще не закончился.

16. Применение растущего протеза по одному из пп.1-14 при медицинском обеспечении лечения взрослых пациентов с врожденной, вызванной заболеванием или несчастным случаем разной длиной ног.