Эндопротез сустава Советский патент 1993 года по МПК A61F2/38 

сти. На сопряженном с шарниром 6 конце каждого стержня 1 жестко закреплена опорная шайба 8 из упругого материала, например высокомолекулярного полиэтилена, имеющая форму конуса, обращенного вер- шиной к шарниру 6. Наружный диаметр и угол конусности этой шайбы 8 выбираются такими, чтобы, с одной стороны, обеспечить свободное введение стержня 1 в костномозговой канал 2 или 4, ас другой стороны, после распрямления шайбы 8 до плоской или близкой к плоской формы, она плотно перекрывала сечение костномозгового канала. Наличие сквозных отверстий в этой шайбе, облегчит введение в костномозговой канал лекарственных препаратов и улучшит условия диффузии тканевой жидкости.

Согласно изобретению, фиксация каждого из стержней 1 в костномозговом канале осуществляется с помощью втулки 9, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы, например, нике- лида титана, имеющего следующий состав: титан 54,5 мас,%, никель 45,5 мас.%. В качестве материала втулки 9 может быть ис- пользован и любой другой сплав, восстановление исходной формы которого происходит при температуре около 37°С.

Втулка 9 изготавливается из конической заготовки 10, показанной на фиг. 2. Эта за- готовка имеет для никелида титана, указанного выше состава, следующие размеры: длина заготовки превышает длину стержня 1 на 10-15% средний наружный диаметр заготовки больше среднего диаметра кост- номозгового канала на 5-7%, средний внутренний диаметр заготовки, меньше среднего диаметра стержня 1 примерно на 10%. При этом пористость материала втулки 9, например, увеличивается в радиальном на- правлении от ее внутренней поверхности к наружной, например, на 40-60%. Так, в случае изготовления втулки из никелида титана значения пористости могут изменяться от 30-40% до 70-ЙО% (средний диаметр пор изменяется от 100 до 800 мкм). Изменения пористости материала втулки 9 по ее поперечному сечению достигается с помощью традиционных методов порошковой металлургии.

Заготовку 10 (фиг. 2) обрабатывают путем, обжатия в специальном штампе при 0°С, уменьшая ее наружные размеры, и увеличивая размер ее отверстия так, чтобы она свободно надевалась на стержень 1 (фиг. 1) и свободно входила в костномозговой канал. Полученная е результате такой обработки втулка 9 соответствует изображенной на фиг. 1. На пример, для никелида титана наружные размеры втулки 9 должны быть

изготовлены меньше соответствующих наружных размеров заготовки 10 (фиг. 2) на 20-25%, а размеры отверстия втулки должны быть больше на такую же величину размеров отверстия заготовки 10.

Очевидно, что относительные размеры заготовки 10 и втулки 9 (фиг. 7), изменение величины пористости по ее поперечному сечению, а также размеры втулки 9 зависят от физико-химических свойств ее материала и выбираются такими, чтобы усилие, развиваемое в процессе восстановления формы материалом втулки 9 в сторону стенки костно-мозгового канала 2 или 4, не превышало предела прочности соответствующей кости, обеспечивая в то же время надежное соединение с нею втулки 9, а усилие, действующее на стержень 1, было как можно больше для достижения прочной связи втулки 9 со стержнем 1.

Имплантация предлагаемого эндопро- теза осуществляется следующим образом. После обработки костномозговых каналов костей, образующих сустав, эндопротез извлекают из стерильной упаковки, ножки эн- допротеза 1 с надетыми на них втулками 9 и центрирующими элементами 7 вводят в костномозговые каналы. Эндопротез удерживают в необходимом положении 30-60 с. За это время в связи с нагревом втулок 9 от окружающих тканей примерно до 37°С начинает проявляться эффект памяти формы никелида титана, и каждая втулка 9 стремится восстановиться до формы и размеров своей исходной заготовки 10. показанной на фиг. 2. При этом она давит на опорные шайбы 8, заставляя последние распрямляться. При распрямлении шайбы 8 плотно прижимаются по краям к стенкам костномозгового канала, как видно из фиг. 3, перекрывая сечение костно-мозговых каналов. Когда длина втулок 9 станет равной длине стержней 1 и дальнейшее расширение никелида титана в продольном направлении бу- дет ограничено опорными шайбами 8 и центрирующими элементами 7, восстановление формы втулок 9 будет происходить в радиальном направлении - в сторону стенок , костномозговых каналов ив сторону стержней 1

Достигнув своей наружной поверхностью внутренней поверхности стенок костномозговых каналов, втулки 9 прижимаются к ним с требуемым усилием, врезаясь порами в кортикальный слой кости, В результате осуществляется надежное соединение втулок с костью. Благодаря высокой пористости материала периферийных частей втулок 9 давление, оказываемое каждой втулкой на соответствующую кость распределяется

равномерно по внутренней поверхности стенок костно-мозгового канала, поэтому кость не растрескивается и ее прочность не снижается. При этом за счет пористости материала втулки 9 сохраняется возможность циркуляции тканевой жидкости.

Одновременно происходит уменьшение размеров внутреннего отверстия каждой втулки 9, и она плотно обжимает стержень 1. Ввиду изначально малой пори- стости материала на внутренней поверхности втулки 9 и большого усилия (30-60 кг/кв.мм), развиваемого этим материалом в процессе восстановления формы, при контакте втулки и стержня происходит холод- ная диффузионная сварка, обеспечивающая жесткое крепление стержня в костномозговом канале. После окончания деформации втулок, практически весь объем костномозгового канала оказывается заполненным пористым материалом (фиг. 3).

По истечению определённого времени после имплантации эндопротеза в поры втулки прорастает костная ткань, что увеличивает прочность фиксации протеза и пред- отвращает его асептическое расшатывание.

Удаление эндопротеза, если возникает такая необходимость, осуществляют путем охлаждения стержней до температуры, при которой возникают пластические свойства материала, обладающего эффектом памяти формы, в клинической практике наиболее удобно производить охлаждение орошением конструкции хлорэтилом. После этого втулки уменьшаются по своим наружным размерам на 3-5% и вместе со стержнями свободно отделяются от стенок костномозговых каналов, при этом в отличие от эндоп- ротезов, ножки которых имеют резьбовую нарезку или фиксируются при помощи цемента, отмечается незначительная травма- тизация стенок костномозгового канала. Более того, втулки 9 со стержнями 1 остаются пригодными для дальнейшего использования после соответствующей обработки. Формула изобретения

1. Эндопротез сустава, содержащий два стержня, соединенные последовательно посредством шарнира, и два центрирующих элемента, из которых каждый размещен на свободном конце соответствующего стержня, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации, на каждом из стержней установлены упругая опор- ная шайба и втулка, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы с переменной в радиальном направлении пористостью и имеющей возможность контакта с одной стороны с опорной шайбой, а с другой стороны - с центрирующим элементом.

2. Эндопротез по п, 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что опорная шайба выполнена в виде конуса, у которого вершина направлена в сторону шарнира и имеет сквозные отверстия.