Имплантат суставной ямки височной кости для эндопротезирования височно-нижнечелюстного сустава Российский патент 2025 года по МПК A61F2/28 A61F2/30 

Изобретение относится к области медицины, а именно к конструкциям имплантатов суставных ямок височной кости при эндопротезировании височно-нижнечелюстного сустава (далее - ВНЧС).

Известен имплантат суставной ямки височной кости для эндопротезирования височно-нижнечелюстного сустава, включающий тело блокообразной формы имплантата суставной ямки височной кости, выполненное из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с суставной поверхностью для контакта с имплантатом мыщелкового отростка нижней челюсти, имеющее выступ из того же материала с поверхностью, предназначенной для контакта с височной костью, причем в выступе образованы сквозные отверстия для винтов для соединения с височной костью [1].

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога заявленного изобретения по максимальному числу общих существенных признаков.

Его преимуществом является малый вес и малые размеры, сравнительно невысокий износ. Недостатком является то, что сверхвысокомолекулярный полиэтилен инертен и не соединяется с костной тканью. Иначе говоря, не обеспечивается надежность соединения по причине того, что не происходит прорастание костной ткани в сверхвысокомолекулярный полиэтилен.

Технической задачей заявленного устройства является повышение надежности соединения имплантата суставной ямки с височной костью.

Таким образом, в соответствии с поставленной технической задачей техническим результатом, достигаемым заявленным имплантатом суставной ямки височной кости для эндопротезирования височно-нижнечелюстного сустава являются повышение надежности соединения имплантата суставной ямки с височной костью, а также расширение ассортимента средств данного назначения.

Поставленная техническая задача и указанный технический результат достигаются заявленным имплантатом суставной ямки височной кости для эндопротезирования височно-нижнечелюстного сустава, включающем тело блокообразной формы имплантата суставной ямки височной кости, выполненное из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с суставной поверхностью для контакта с имплантатом мыщелкового отростка нижней челюсти, имеющее выступ из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с поверхностью, предназначенной для контакта с височной костью, причем в выступе образованы сквозные отверстия для винтов для соединения с височной костью, при этом, согласно изобретению, на поверхности выступа, предназначенной для контакта с височной костью, закреплена при помощи соединения пористая структура из титана или титанового сплава с возможностью прорастания в нее костной ткани, причем соединение представляет собой частично внедренную пористую структуру из титана или титанового сплава в поверхностный слой выступа из сверхвысокомолекулярного полиэтилена низкой плотности в результате его размягчения повышенной температурой с последующим остыванием.

Приведенная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемого изобретения. Она необходима и достаточна во всех случаях его реализации.

Такое техническое решение имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

повышение надежности соединения имплантата суставной ямки с височной костью без значительного увеличения общих габаритов имплантата, а также расширение ассортимента средств данного назначения.

Кроме того, применительно к заявленному изобретению заявитель считает необходимым выделить следующие развития и/или уточнения совокупности его существенных признаков, относящихся к частным случаям выполнения или использования.

Для обеспечения надежности и долговечности имплантата желательно, чтобы нагрев сверхвысокомолекулярного полиэтилена был бы осуществлен до температуры, не превышающей начало деструкции сверхвысокомолекулярного полиэтилена, например, до температуры, не превышающей 145°С.

Пористая структура из титана или титанового сплава с возможностью прорастания в нее костной ткани может иметь различную конструкцию, например, она может представлять собой жесткое пространственное тело, одна поверхность которого по форме соответствует поверхности выступа тела блокообразной формы, предназначенной для контакта с височной костью, а противоположная поверхность которого соответствует поверхности височной кости, или может представлять собой гибкую сетку.

Желательно также, чтобы в качестве сверхвысокомолекулярного полиэтилена использовался бы сверхвысокомолекулярный полиэтилен марки RSN - 10000 Chirulen стандарта ISO 5834-2 тип 1 или тип 2 или ASTMF-648 фирмы Hoechst.

Предпочтительно, чтобы пористая структура была бы выращена из титанового сплава марки Ti6Al4V.

Возможны многочисленные другие модификации заявленного устройства.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен имплантат суставной ямки височной кости для эндопротезирования височно-нижнечелюстного сустава после его установки на черепе;

На фиг. 2 изображен заявленный имплантат, вид снизу, аксонометрия;

На фиг. 3 - то же, продольный разрез по А-А на фиг. 2;

На фиг. 4 - то же, поперечный разрез по Б-Б на фиг. 2;

На фиг. 5 изображен заявленный имплантат, вид сбоку, аксонометрия;

На фиг. 6 - то же, поперечный разрез по В-В на фиг. 5.

Имплантат 1 суставной ямки височной кости для эндопротезирования височно-нижнечелюстного сустава включает тело 2 блокообразной формы имплантата суставной ямки височной кости, выполненное из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с суставной поверхностью 3 для контакта с имплантатом 4 мыщелкового отростка нижней челюсти. Тело 2 блокообразной формы имплантата суставной ямки височной кости имеет выступ 5 также из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с поверхностью 6, предназначенной для контакта с височной костью 7. В выступе 5 образованы сквозные отверстия 8 для винтов 9 для соединения с височной костью 7. С целью увеличения силы соединения тела 2 блокообразной формы с костной тканью височной кости 7 без существенного увеличения габаритов имплантата на поверхности 6 выступа 5, предназначенной для контакта с височной костью 7, закреплена при помощи соединения 10 пористая структура 11 из титана или титанового сплава с возможностью прорастания в нее костной ткани, причем соединение 10 представляет собой частично внедренную пористую структуру 11 из титана или титанового сплава в поверхностный слой 12 тела 2 блокообразной формы, выполненного из сверхвысокомолекулярного полиэтилена в результате его размягчения повышенной температурой с последующим остыванием.

Пористая структура 11 из титана или титанового сплава с возможностью прорастания в нее костной ткани может иметь различную конструкцию, например, она может представлять собой жесткое пространственное тело, одна поверхность которого по форме соответствует поверхности 6 выступа тела блокообразной формы, предназначенной для контакта с височной костью 7 (этой поверхностью она внедрена в сверхвысокомолекулярный полиэтилен), а противоположная поверхность которого соответствует поверхности височной кости, или может представлять собой гибкую сетку.

Примечание: поскольку конструкции пористой структуры 11 из титана или титанового сплавав виде жесткого пространственного тела или в виде гибкой сетки очевидны, то заявитель не стал приводить их на фигурах по отдельности.

Пористая структура 11 из титана или титанового сплава с возможностью прорастания в нее костной ткани в виде гибкой сетки универсальна в том плане, что ее можно внедрить (установить) на поверхность 6 любой формы выступа 5. Гибкая сетка изготавливается отдельно, а после этого устанавливается (внедряется) в поверхность 6 выступа 5 из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.

Пористая структура 11 в виде жесткого пространственного тела, одна поверхность которого по форме соответствует поверхности 6 выступа 5 тела блокообразной формы, предназначенной для контакта с височной костью 7 (этой поверхностью она внедрена в сверхвысокомолекулярный полиэтилен), а противоположная поверхность которого соответствует поверхности височной кости, осуществляется одновременно с изготовлением тела 2 блокообразной формы имплантата 1 суставной ямки височной кости.

Способ выращивания обоих вышеперечисленных пористых структур 11 из титана или титанового сплава, является общеизвестным, не является предметом настоящего изобретения и поэтому не рассматривается в рамках данной заявки (различные способы изготовления см., например, в публикации в Интернете: https://trends.rbc.ru/trends/futurology/6284222d9a79472c8b9a67bc или в патенте РФ № 2638894).

Как отмечено выше преимущество пористой структуры 11, выращенной из титана или титанового сплава, состоит в том, что в нее способна прорастать костная ткань на определенную глубину, что приводит к дополнительной фиксации имплантата 1 суставной ямки височной кости. Это явление имеет место дополнительно помимо соединения при помощи ввинченных в сквозные отверстия 8 в выступе 5 винтов 9 для соединения с височной костью 7. Пока височная кость не срослась с выступом 5 на определенную глубину, то удерживают их между собой винты 9, а через, например, полгода, когда достаточно прочно срастется височная кость с выступом 5, то это срастание также подключается к соединению и дополнительно его усиливает.

В заявленном изобретении заявитель рекомендует особенно использовать пористую структуру из титанового сплава, например, марки Ti6Al4V, у которого следующие конструкционные преимущества:

• Модуль упругости приближается к модулю упругости кости человека;

• Кость прорастает в поры, то есть происходит остеоинтеграция.

Заявитель считает необходимым особо обратить внимание на следующее дополнительное преимущество.

Если бы структура была бы не пористой, а монолитной, например, из стали, то была бы жесткая конструкция. Как известно, модули упругости стали и кости человека имеют значительное отличие. Когда устанавливают имплантат на кость, то, желательно, чтобы модуль упругости у контактирующей с костной поверхностью структуры приближался бы к модулю упругости кости человека, что имеет место в настоящем изобретении.

Вид пористой структуры 11 может быть разный, однако наиболее предпочтительно - додекаэдр (оптимальная пористость для зацепления с костной тканью).

После выращивания пористой структуры 11, например, в виде жесткого пространственного тела, одна поверхность которого по форме соответствует поверхности 6 выступа 5 тела блокообразной формы, предназначенной для контакта с височной костью 7 (этой поверхностью она должна быть внедрена в сверхвысокомолекулярный полиэтилен тела 2 блокообразной формы), а противоположная поверхность которого соответствует поверхности височной кости, она поверхностью, которая по форме соответствует поверхности 6 выступа 5 фиксируется (устанавливается) на соответствующую поверхность выступа 5. Затем собранная сборка обрабатывается потоком горячего воздуха, например, производимым фэном, так, чтобы горячий воздух направлялся со стороны жесткого пространственного тела и проникал через поры (сквозные отверстия) до поверхности выступа 5 из сверхвысокомолекулярного полиэтилена низкой плотности и размягчал бы его. Одновременно на наружную поверхность жесткого пространственного тела оказывают небольшое давление, достаточное для проникновения его вглубь сверхвысокомолекулярного полиэтилена, например, на на 0,5 мм. После проникновения осуществляют остывание сборки.

Аналогично производят закрепление пористого материала из титана или титанового сплава, представляющего собой гибкую сетку, которую просто укладывают на поверхность сверхвысокомолекулярного полиэтилена низкой плотности, фиксируют ее, аналогично осуществляют нагрев горячим воздухом с одновременным вдавливанием по мере размягчения вглубь сверхвысокомолекулярного полиэтилена под воздействием горячего воздуха.

Ниже приводим пример использования заявленного изобретения.

На основании клинических и рентгенологических данных (трехмерное компьютерное томографическое сканирование) ставится диагноз: костный анкилоз левого и фиброзный анкилоз правого ВНЧС, развившийся на фоне посттравматического гемартроза; вторичная деформация лицевого черепа. Нейтральный левосторонний перекрестный прикус с глубоким резцовым перекрытием. Макродентия. Сужение верхней и нижней челюсти, скученность зубов. Тортопозиция зубов 2.2 и 2.3. Нарушение дыхательной и жевательной функции.

После этого намечается план лечения:

1) клинико-лабораторное обследование и составление плана ортодонтического лечения;

2) по данным 3D-компьютерной томографии, изготовление индивидуальной объемной стереолитографической модели лицевого черепа пациента;

3) изготовление индивидуального эндопротеза ВНЧС с ответной частью в виде имплантата суставной ямки височной кости согласно заявленному изобретению с телом 2 блокообразной формы из высокомолекулярного полиэтилена с выступом на основании стереолитографической модели;

4) изготовление пористой структуры в виде жесткого пространственного тела, одна поверхность которого по форме соответствует поверхности выступа тела блокообразной формы, предназначенной для контакта с височной костью, по форме соответствующая поверхности выступа тела блокообразной формы, предназначенной для контакта с височной костью, а противоположная поверхность которого соответствует поверхности височной кости;

5) устанавливают пористую структуру на предназначенную для контакта с поверхностью височной кости поверхность выступа или смежные участки поверхности тела блокообразной формы с последующим соединением их между собой (см. выше).

После этого на трехмерной стереолитографической модели лицевого черепа пациента проводят предварительное внеоперационное моделирование этапов операции по эндопротезированию левого ВНЧС.

Затем выполняют операцию под эндотрахеальным наркозом зачелюстным и предушным доступом к анкилозированному ВНЧС слева, костный конгломерат между мыщелковым отростком и височной костью обнажают и с помощью фрез и долота удаляют, формируют ложе для индивидуального эндопротеза ВНЧС вместе с суставной ямкой. Затем в сформированное ложе в области скуловой кости устанавливают имплантат 1 суставной ямки височной кости, который фиксируют при помощи винтов 9, ввинченных через сквозные отверстия 8 в выступе 5, с прижатием пористой структуры 11, выращенный из титана или титанового сплава, к поверхности височной кости 7.

Дальнейшие действия касаются действий по вводу и фиксации мыщелкового отростка нижней челюсти в суставной ямке, что являются общеизвестным, не является предметом настоящего изобретения и поэтому не рассматривается.

Заявленное изобретение позволяет:

• повысить надежность соединения имплантата с височной костью,

• а также расширить ассортимент средств данного назначения.

Источники информации

1. Патент РФ № 2332189, кл. А61F 2/30, приоритет 16.10.2006 г., рис. 9 (ближайший аналог).

Изобретение относится к медицине. Имплантат суставной ямки височной кости для эндопротезирования височно-нижнечелюстного сустава включает тело блокообразной формы имплантата суставной ямки височной кости, выполненное из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с суставной поверхностью для контакта с имплантатом мыщелкового отростка нижней челюсти, имеющее выступ из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с поверхностью, предназначенной для контакта с височной костью. В выступе образованы сквозные отверстия для винтов для соединения с височной костью. На поверхности выступа, предназначенной для контакта с височной костью, закреплена при помощи соединения пористая структура из титана или титанового сплава с возможностью прорастания в нее костной ткани. Соединение представляет собой частично внедренную пористую структуру из титана или титанового сплава в поверхностный слой выступа из сверхвысокомолекулярного полиэтилена в результате его размягчения нагревом с последующим остыванием. Изобретение позволяет повысить надежность соединения имплантата с височной костью и расширить ассортимент средств данного назначения. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Имплантат суставной ямки височной кости для эндопротезирования височно-нижнечелюстного сустава, включающий тело блокообразной формы имплантата суставной ямки височной кости, выполненное из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с суставной поверхностью для контакта с имплантатом мыщелкового отростка нижней челюсти, имеющее выступ из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с поверхностью, предназначенной для контакта с височной костью, причем в выступе образованы сквозные отверстия для винтов для соединения с височной костью, отличающийся тем, что на поверхности выступа, предназначенной для контакта с височной костью, закреплена при помощи соединения пористая структура из титана или титанового сплава с возможностью прорастания в нее костной ткани, причем соединение представляет собой частично внедренную пористую структуру из титана или титанового сплава в поверхностный слой выступа из сверхвысокомолекулярного полиэтилена в результате его размягчения нагревом с последующим остыванием.

2. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что пористая структура из титана или титанового сплава с возможностью прорастания в нее костной ткани представляет собой жесткое тело, одна поверхность которого по форме соответствует поверхности выступа тела, предназначенной для контакта с височной костью, а противоположная поверхность которого соответствует поверхности височной кости.

3. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что пористая структура из титана или титанового сплава с возможностью прорастания в нее костной ткани представляет собой гибкую сетку.

4. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сверхвысокомолекулярного полиэтилена использован сверхвысокомолекулярный полиэтилен марки RSN - 10000 Chirulen.

5. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, пористая структура выращена из титанового сплава марки Ti6A14V.