Сборный тотальный эндопротез тазобедренного сустава и проксимального конца бедренной кости

 

Сборный тотальный эндопротез тазобедренного сустава и проксимального конца бедренной кости предназначен для достижения стабильной фиксации эндопротеза на длительное время при замене больших дефектов бедренной кости. Эндопротез содержит чашу, полиэтиленовый вкладыш, головку, метафизарный и диафизарный компоненты, опорное кольцо и ножку. За счет наличия трех типоразмеров головки и двух типоразмеров метафизарной части эндопротез имеет регулируемую по длине шейку. Метафизарный компонент, диафизарные втулки и опорное кольцо в дистальных отделах выполнены с деротационными пазами. Диафизарные втулки и опорное кольцо в проксимальных отделах имеют деротационные выступы. Диафизарные втулки имеют различную высоту - 10, 30, 50 и 100 мм. Вход во впадину полиэтиленового вкладыша уменьшен по сравнению с диаметром головки на 1,5 мм, а глубина вкладыша увеличина на величину 1 мм и более. 10 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и онкологии.

Для замещения дефектов после резекции проксимального конца бедренной кости известен эндопротез с удлиненной ножкой (Авт. св. N 940764, с приорит. от 2 марта 1978 г.).

Однако этот протез имеет особенности конструкции, которые не позволяют изменить длину резецируемой кости в зависимости от ситуации, неразборность процесса делает операцию более трудоемкой, конусная ножка при резекциях более 1/3 бедренной кости способствует подвижности дистального конца ножки эндопореза в расширенном костномозговом канале нижней трети бедренной кости, фиксация головки эндопротеза в гнезде приводит к постоянному вырывающему действию на гнездо эндопротеза (из вертлужной впадины) в фазу переноса конечности.

Известен также эндопротез KMFTR (модульная бедренно-большеберцовая реконструктивная система Котца), который позволяет произвести различные по величине резекции как проксимального, так и дистального конца бедренной кости (R. Kotz. Tumor endoprosthesis in malignant tumors. / Orthopade. 1993. Yun, 22(3), 160-166).

Однако эндопротез имеет метафизарный компонент одного типоразмера, что не позволяет достаточно широко регулировать длину шейки эндопротеза, а следовательно, восстановить необходимое натяжение мышц, прикасающихся к большому и малому вертелам, и угол между осью бедренной кости и продольной осью тела.

Известна также "Sistema protesico per grandi resezioni PGR" (проспект: "Seipi" Divisione Ortopedica, адрес: Via Quarenghi, 27, CentroCommerciale Bonola, 20151 Milano - Italia, Tel. [phone] -Fax [phone]), которая также имеет метафизарный компонент одного типоразмера, а соединение диафизарных втулок и опорного кольца имеет винтовую резьбу, что снижает деротационную устойчивость цилиндрической ножки эндопротеза с тремя продольными пазами. Этот протез принят за прототип.

С целью достижения стабильной фиксации эндопротеза на длительную перспективу при замене больших дефектов бедренной кости и исключения недостатков прототипа предлагается эндопротез, имеющий набор диафизарных втулок с деротационными выступами на проксимальном конце и пазами на дистальном конце, втулки обеспечивают замещение резецированного сегмента необходимой протяженности, цилиндрическую ножку с тремя продольными пазами, покрытую пористым титаном, предотвращающую ротационные движения в костномозговом канале; вкладыш с впадиной, углубленной на величину от 1 мм, обеспечивает люфт головки и приводит к появлению поршневого эффекта, что исключает вырывающее действие на чашу (из вертлужной впадины) в период переноса конечности, а выход во впадину вкладыша уменьшен на 1,5 мм по отношению к наибольшему диаметру головки - это предотвращает вывихивание головки; головку трех типоразмеров, сточенную на конус со стороны шейки эндопротеза, что приводит к уменьшению диаметра головки по конусу на 2 мм и способствует защелкиванию ее во впадине вкладыша; метафизарный компонент двух типоразмеров, обеспечивающий совместно с тремя типоразмерами головки соответствующую длину шейки; соединение ножки эндопротеза с метафизарным компонентом за счет конуса с резьбой и опорное кольцо с деротационными выступами, что усиливает деротационный эффект ножки эндопротеза.

Цель достигается тем, что набор диафизарных втулок имеет четыре типоразмера - 10, 30, 50 и 100 мм. Различная их вариация способна заменить различные по величине рециркулируемые проксимальные концы бедренной кости, а по два выступа и по два паза на противоположных концах обеспечивают деротационный эффект ножки эндопротеза.

Цилиндрическая ножка, покрытая пористым титаном, имеет три паза, в которые врастает костная ткань и которые обеспечивают прочную фиксацию в костномозговом канале и предотвращают ротационные движения; четыре типоразмера по диаметру - 12, 14, 16 и 18 мм, что обеспечивает подбор необходимой ножки по диаметру костномозгового канала во время операции; длину ножки трех типоразмеров -230, 280 и 330 мм, что позволяет произвести резекцию половины бедренной кости с сохранением стабильного положения эндопротеза.

Головка с диаметром 28 мм конусообразно сточена со стороны, где имеется отверстие для соединения с шейкой метафизарного протеза. Это приводит к уменьшению диаметра головки на 2 мм и вправлению ее через уменьшенный вход во впадину вкладыша при придании головке определенной ориентации по отношению к входу. Головка имеет несквозное конусное отверстие трех типоразмеров с разницей глубины посадки на конус шейки метафизарного компонента в 6 мм (станд. , +6 и -6 мм).

Впадина полиэтиленового вкладыша по диаметру соответствует диаметру головки, однако размер входа на 1,5 мм меньше большего диаметра головки и соотносится с меньшим диаметром головки по ее конусной части - это обеспечивает направление головки во впадину вкладыша и предотвращает вывихивание головки из вкладыша, а углубление впадины на величину от 1 мм приводит к появлению люфта и поршневого эффекта, уменьшающих вырывающее действие на чашу эндопротеза.

Метафизарный компонент эндопротеза имеет два типоразмера с длиной шейки от оси бедренной кости до центра стандартной головки - 38 и 46 мм, что обеспечивает совместно с головкой трех типоразмеров восстановление правильного угла между осью бедренной кости и продольной осью тела (в норме он равен 6 градусам) и восстановление необходимого натяжения мышц, прикрепляющихся к большому и малому вертелам.

Соединение ножки с метафизарным компонентом эндопротеза осуществляется с помощью конуса, имеющего на своем конце резьбу с широким шагом, и приводится по методике прессовой посадки с использованием инерционного молотка. На дистальном конце метафизарного компонента имеется цилиндрическая втулка с двумя пазами, расположенными для удобства сборки эндопротеза в сагитальной плоскости один напротив другого. В эти пазы устанавливаются деротационные выступы диафизарных втулок или опорного кольца, что обеспечивает усиление деротационного эффекта ножки.

Эндопротез на фиг. 1 состоит из вертлужного компонента - чаши 1, представляющей собой полусферу с наружной резьбой в три витка 2, на полусфере имеются шесть отверстий 3 для врастания костной ткани, а при необходимости они могут быть использованы для фиксации чаши с помощью винтов. В центре полусферы имеется отверстие 4, предназначенное для защелкивания цангового замка 5 полиэтиленового вкладыша 6, обеспечивающего фиксацию вкладыша в чаше. Наружная полусфера чаши покрыта пористым титаном. Чаша имеет 10 типоразмеров диаметром 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64 мм. В чашу устанавливается полиэтиленовый вкладыш (фиг. 2). Вкладыш имеет замок-цангу (фиг. 2-1), предназначенный для замыкания в центральном отверстии чаши. Впадина вкладыша соответствует размеру головки эндопротеза (фиг. 1-7), однако ее входное отверстие (фиг. 2-2) на 1,5 мм меньше большего диаметра головки, а впадина (фиг. 2-3) углублена на величину от 1 мм, что приводит к появлению люфта и поршневого движения головки во впадине вкладыша. Вкладыши имеют пять типоразмеров A, B, C, D и E, которые соответствуют десяти типоразмерам чаш. Головка эндопротеза конусообразно сточена (фиг. 3-1) со стороны отверстия под шейку метафизарного компонента эндопротеза (фиг. 1-9), это приводит к уменьшению диаметра головки по конусу на 2 мм и вправлению ее во впадину вкладыша. Головка имеет три типоразмера конусного отверстия (+6, стандартная и -6) (фиг.3) и крепится к метафизарному компоненту с помощью конуса Морзе (фиг. 1-8, фиг. 4-4). Метафизарный компонент двух типоразмеров (38 и 46 мм от оси бедра до центра стандартной головки) (фиг. 4-1) имеет отверстия для подшивания мышц, прикрепляющихся к большому (фиг. 4-2) и малому вертелам (фиг. 4-3). Правильный подбор длины шейки эндопротеза осуществляется подбором головки и метафизарного компонента и восстанавливает необходимое натяжение указанных мышц и угол между осью бедренной кости и продольной осью тела, а это обеспечивает нормальную биомеханику тазобедренного и коленного суставов. В дистальной части метафизарного компонента имеется узел соединения (фиг. 1-10) с ножкой эндопротеза (фиг. 1-11). Соединение осуществляется с помощью конуса (фиг. 5-1), на конце которого имеется резьба с широким шагом (фиг. 5-2), и производится по методике прессовкой посадки с использованием специального ключа и инерционного молотка. Ножка эндопротеза цилиндрическая с тремя продольными пазами (фиг. 5-3), которые предотвращают ротационные движения ее в костномозговом канале благодаря врастанию кости. Ножка покрыта пористым титаном для врастания костной ткани, что обеспечивает вторичную фиксацию. Для усиления деротационного эффекта в дистальной части метафизарного компонента выполнена цилиндрическая втулка с двумя пазами один напротив другого (фиг. 4-5). В пазы втулки устанавливаются деротационные выступы диафизарного компонента (фиг. 6--1). Таким же образом устанавливается опорное кольцо, которое в проксимальной части имеет аналогичные выступы (фиг. 7-1). На дистальном конце диафизарного компонента имеется втулка с пазами (фиг. 6-2), подобная втулке с пазами метафизарного компонента. На эту втулку насаживается другая втулка или опорное кольцо. Внутренний диаметр опорного кольца соответствует диаметру ножки эндопротеза. В дистальной части опорного кольца имеется один деротационный выступ (фиг. 7-2), который вбивается в остаток бедренной кости, что способствует предотвращению ротационных движений эндопротеза относительно бедренной кости и более стабильному положению эндопротеза.

Промышленное изготовление эндопротеза демонстрируется фотографиями (фиг. 8 и фиг. 9).

Применение эндопротеза осуществляется следующим образом.

Доступ, абластичность и радикальность операции - типичные.

После удаления проксимального конца бедренной кости вертлужная впадина обрабатывается специальными фрезами, имеющими десять типоразмеров (от 46 до 64 мм с шагом 2 мм). При обработке вертлужной впадины фрезы погружаются полностью до внутренней вертикальной пластинки. В подготовленную таким образом впадину специальным инструментом вводится чаша (фиг. 1-1) эндопротеза, соответствующая диаметру последней фрезы (их десяти типоразмеров от 46 до 64 мм). Чаша имеет винтовую резьбу (фиг. 1-2) и вводится в вертлужную впадину так, чтобы ось ее располагалась под углом 30-45^o к сагиттальной плоскости и под углом антеверсии 10-15^o. Правильная установка чаши предотвращает вывих головки эндопротеза из вкладыша. В чашу эндопротеза вводится полиэтиленовый вкладыш (фиг. 1-6), соответствующий поставленной чаше эндопротеза (их пяти типоразмеров от A до E), при этом происходят защелкивание крепежного механизма вкладыша (фиг. 1-5) в специальном отверстии чаши (фиг. 1-4) эндопротеза и прочная его фиксация.

Обработку костномозгового канала производят цилиндрическими сверлами от набора, предназначенного для введения четырехгранных штифтов ЦИТО до четырех типоразмеров (диаметр 12, 14, 16 и 18 мм), которые соответствуют четырем типоразмерам ножек эндопротеза по диаметру (12, 14, 16 и 18 мм).

Сборку эндопротеза начинают, соединяя метафизарный компонент (фиг. 1-9) эндопротеза с ножкой (фиг. 1-11) эндопротеза. Метафизарный компонент представляет собой вертикальную область с местами для крепления ягодичных (фиг. 4-2) и пояснично-подвздошной (фиг. 4-3) мышц и имеет шейку с конусом на конце для посадки головки эндопротеза. Шеечно-диафизарный угол составляет 135^o. Соединение метафизарного компонента (фиг. 4) с ножкой (фиг. 5) осуществляется с помощью резьбы и конуса по методике прессовой посадки (при помощи инерционного молотка). Такое крепление гарантирует прочную фиксацию.

Длина резецированной части бедренной кости замещается диафизарным компонентом (фиг. 6) эндопротеза - цилиндрическими втулками с деротационными выступами (фиг. 6-1) и пазами (фиг. 6-2) на противоположных концах. По высоте втулки имеют четыре типоразмера: 100, 50, 30 и 10 мм. Диафизарные втулки (фиг. 6) и опорное кольцо (фиг. 7) устанавливают на ножку эндопротеза. Длина втулок подбирается в зависимости от протяженности резецированной части бедренной кости. При этом к метафизарному компоненту, который равен 70 мм от центра головки, прибавляют высоту втулки диафизарного компонента и высоту опорного кольца (10 мм) до восстановления длины резецированного участка бедренной кости.

Типоразмер метафизарного компонента и длина ножки необходимого эндопротеза и ее диаметр определяются по рентгенограмме при предоперационном планировании.

С помощью специального импактора и инерционного молотка вбивают в костномозговой канал ножку эндопротеза так, чтобы опил бедренной кости плотно прилегал к торцу опорного кольца. При забивании ножки эндопротеза шейку протеза ориентируют на место резецированного малого вертела - это предотвращает ротационное смещение дистальной части конечности.

На конус шейки протеза (фиг. 1-8) устанавливают головку (фиг. 1-7) и фиксируют с помощью импактора прессовой посадкой. Головка (фиг. 3) эндопротеза имеет три типоразмера (+6, стандартная и -6 мм) и совместно с двумя типоразмерами метафизарного компонента (фиг. 4) обеспечивает подбор длины шейки эндопротеза, необходимого для достаточного натяжения мышц, прикрепляющихся к большому и малому вертелам, а также для восстановления угла между осью бедренной кости и продольной осью тела, что нормализует биомеханику тазобедренного и коленного суставов. Головка (фиг. 1-7) эндопротеза вправляются во впадину вкладыша (фиг. 1-8) в положении сгибания в тазобедренном суставе с одновременной максимальной наружной или внутренней ротацией конечности. В таком положении уменьшенный по конусу размер головки соответствует размеру входа во впадину вкладыша. При этом эндопротез становится неразборным. Во время движения головка эндопротеза совершает небольшой люфт во впадине вкладыша эндопротеза, создавая эффект амортизации, а следовательно, ведет к профилактике нестабильности.

Тотальный сборный эндопротез тазобедренного сустава и проксимального конца бедренной кости используется для замещения дефектов после обширных резекций проксимального конца бедренной кости вместе с тазобедренным суставом у больных с опухолями и опухолеподобными заболеваниями. Эндопортез может быть использован как ревизионный при реэндопротезировании тазобедренного сустава.

Данный эндопротез впервые применен в отделении костной патологии взрослых ЦИТО в ноябре 1995 г. В настоящее время прооперировано 8 больных. Послеоперационные результаты хорошие.

Приводим пример больного К. 47 лет, И.Б. n781/95 г., находившегося в отделении костной патологии взрослых ЦИТО с 05.11.95 по 28.11.95. Диагноз: остеобластокластома проксимального конца правой бедренной кости, осложненная патологическим переломом. 19.11.95 произведена резекция проксимального конца правой бедренной кости вместе с опухолью и замещение дефекта сборным тотальным эндопротезом тазобедренного сустава и проксимального конца бедренной кости (фиг. 10). Результат лечения больного через 1 г. хороший.

Формула изобретения

Сборный тотальный эндопротез тазобедренного сустава и проксимального конца бедренной кости, имеющий чашу, полиэтиленовый вкладыш, головку, метафизарный и диафизарный компоненты, опорное кольцо и ножку, отличающийся тем, что его головка, конусообразная со стороны шейки, имеет три типоразмера, метафизарная часть - два типоразмера, а в совокупности - регулируемую по длине шейку, при этом метафизарный компонент, диафизарные втулки и опорное кольцо в дистальных отделах выполнены с деротационными пазами, диафизарные втулки и опорное кольцо в проксимальных отделах имеют деротационные выступы, а диафизарные втулки имеют различную высоту - 10, 30, 50, 100 мм, вход во впадину полиэтиленового вкладыша уменьшен на 1,5 мм по сравнению с диаметром головки, а глубина вкладыша увеличена на величину 1 мм и более.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10