Эндопротез тазобедренного сустава

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для замещения деструктированного тазобедренного сустава в травматологии и ортопедии, и может быть использовано для достижения демпфирования разнонаправленных знакопеременных нагрузок и повышения стабильности положения эндопротеза в костной ткани. Эндопротез тазобедренного сустава содержит головку, шейку, вертельный отдел, ножку. Шейка размещена в канале вертельного отдела. Канал вертельного отдела выполнен цилиндрическим с коническим расширением и сферической частью для образования шарнира при соединении с соответствующим основанием шейки. При этом шейка закреплена в канале с возможностью отклонения в различных направлениях и снабжена упругим элементом для обеспечения демпфирования. 2 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии. Оно используется для замены разрушенного в результате травмы или какого-либо патологического процесса тазобедренного сустава.

Известно большое количество различных конструкций эндопротезов тазобедренных суставов. Одним из них в качестве примера может служить эндопротез тазобедренного сустава (Авт. св. СССР N 1560180, 1990, (1), содержащий тазовую опору с каналом, внутри которого размещен подпружиненный с обоих концов стержень. К числу недостатков данного протеза следует отнести то, что он демпфирует знакопеременные нагрузки только вдоль оси его стержня. В нем, кроме того, отсутствует шейка, а в результате отсутствия шеечно-диафизарного угла нарушается биомеханика сустава в целом.

Другим аналогом может служить компенсационный эндопротез (Патент РФ N 1805936, 1993) (2). В головке этого протеза выполнено отверстие с кольцевыми проточками. Штифт, соединяющий головку с ножкой, т.е. шейка протеза, имеет выступы, расположенные против кольцевых проточек. Зазор между отверстием головки и штифтом заполнен эластичным материалом. В отличие от приведенного аналога данная система обеспечивает демпфирование разнонаправленных нагрузок, действующих на головку. Однако шейка протеза представляет собой плечо, через которое эти нагрузки, хотя и частично демпфированные, передаются с головки на ножку, приводя к постепенной потере стабильности ее положения в диафизе бедра.

Наиболее близким по своему техническому решению к заявляемому является устройство для эндопротезирования тазобедренного сустава (Авт. св. СССР N 1708329, 1992), принятое за прототип. Проксимальный булавовидный отдел ножки устройства содержит сквозное отверстие, расположенное своей осью под углом 125 - 130^oC к оси ножки, причем отверстие выполнено в форме встречных усеченных конусов. В медиальной (длинной) конической части отверстия установлен латеральный конический отдел шейки, который неподвижно закреплен посредством винта с конической поверхностью головки, введенного через латеральную (короткую) коническую часть булавы ножки.

К недостаткам устройства - прототипа следует отнести размещение упругого сферического компенсатора между чашей впадины и сферой головки. Шейка так же, как и в устройстве (2), представляет собой плечо, передающее частично демпфированные нагрузки с головки на ножку, что приводит к потере стабильности последней в диафизе бедра.

Сущность изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата, заключающегося в более приближенном к физиологическому демпфированию разнонаправленных знакопеременных нагрузок, падающих на головку эндопротеза при его работе, и в итоге к повышению стабильности в системе "металл-кость".

Сущность изобретения заключается в том, что с медиальной стороны канал вертельного отдела имеет цилиндрическую форму, латеральнее приобретает сферическую и открывается, конически расширяясь, на латеральной поверхности вертельного отдела, шейка протеза состыкована с вертельным отделом посредством сферического шарнира, образованного сферическим ее основанием и сферической частью канала вертельного отдела, в то же время вдоль оси шейки, начиная от ее основания, выполнен слепой резьбовой канал, а сферическое основание соединено с вертельным отделом винтом с конической шейкой, между которой и стенкой конической части канала размещен упругий элемент, причем латеральная поверхность вертельного отдела, а также контактирующая с ней поверхность головки винта выполнены с возможностью взаимного скольжения сферическими и имеющими общий со сферическим шарниром, образованным основанием шейки и сферической частью канала вертельного отдела, центр, а шейка, конически суживающаяся по направлению к головке, установлена с возможностью отклонения в различных направлениях в пределах зазора между ней и цилиндрической частью канала вертельного отдела протеза.

Шарнирное соединение шейки эндопротеза с его вертельным отделом обеспечивает возможность отклонения шейки в процессе функционирования устройства. Выполнение же шарнира сферическим обеспечивает отклонение шейки в различных направлениях под воздействием разнонаправленных знакопеременных нагрузок. Упругий элемент демпфирует эти нагрузки, приближая эволюции шейки протеза к физиологическим, имеющим место в "живом" суставе. Помимо радиальных отклонений за счет упругого элемента становятся возможными и торсионные перемещения шейки, которые также имеют место в костной структуре шейки тазобедренного сустава.

Выполнение шейки винта, соединяющего шейку протеза с вертельным отделом, конической формы и размещение его в коническом отверстии канала, а также сферическая конгруэнтность контактирующих поверхностей головки винта и вертельного отдела при общем центре со сферическим шарниром, образованным основанием шейки и сферической частью канала вертельного отдела, обеспечивают нормальное функционирование этого шарнира, а наличие упругого элемента позволяет эффективно демпфировать самые разнообразные по величине и направлению нагрузки, падающие на головку протеза. Это в итоге позволяет существенно уменьшить передачу нагрузок с головки на ножку эндопротеза, предотвращая ее асептическую нестабильность.

То, что эндопротез выполнен разъемным, дает возможность подбора перед операцией головки необходимого диаметра, а также шейки необходимой длины. Кроме того, обеспечивается возможность в случае возникающей необходимости производить замену головки-шейки на отдаленных сроках, не извлекая из диафиза бедра ножки эндопротеза.

На фиг. 1 изображен эндопротез; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Эндопротез содержит головку 1, шейку 2, вертельный отдел 3 и ножку 4. В вертельном отделе выполнен канал 5, имеющий переменное сечение. Начинаясь на медиальной поверхности вертельного отдела 3, канал 5 имеет цилиндрическую форму ближе к латеральной части вертельного отдела 3, канал 5 приобретает сферическую форму (радиус r), открываясь расширением конической формы на латеральной поверхности вертельного отдела 3 эндопротеза. Ось канала 5 отклонена от оси ножки 4 на угол α , равный шеечно-диафизарному. Шейка 2 представляет собой усеченный конус, неподвижно соединенный узким концом с головкой 1 протеза. Основание 6 шейки 2 выполнено сферическим (радиус r), соответствующим по размеру сферической части канала 5, которые образуют сферический шарнир, обеспечивающий отклонение шейки 2 в различных направлениях в пределах зазора между шейкой и цилиндрической частью канала 5. Вдоль оси шейки 2, начиная с вершины ее основания 6, выполнен слепой резьбовой канал 7. Элементы сферического шарнира, образованного основанием 6 шейки 2 и сферической частью канала 5, соединены между собой посредством винта 8 с конической шейкой 9. Между шейкой 9 винта 8 и стенкой конической части канала 5 по всей окружности размещен упругий элемент 10, выполненный, например, из устойчивой к знакопеременным нагрузкам силиконовой резины. Латеральная поверхность вертельного отдела 3 и контактирующая с ней поверхность головки винта 8 выполнены с возможностью взаимного скольжения, сферическими (радиус R) и имеют общий со сферическим шарниром, образованным основанием шейки и сферической частью канала, центр.

Эндопротез тазобедренного сустава используется следующим образом.

Одним из известных доступов достигают область тазобедренного сустава и освобождают его от капсулы. Производят реакцию проксимального отдела бедра. Подготавливают ложе в костно-мозговом канале под ножку 4 эндопротеза, которую и погружают в это ложе. Ножку 4 заколачивают в ложе или фиксируют цементом. После резекции вертлужной впадины устанавливают и закрепляют в ней заранее подобранный по головке 1 протез впадины. Производят вправление головки эндопротеза 1 в протез впадины.

Формула изобретения

Эндопротез тазобедренного сустава, содержащий головку, шейку, ножку и вертельный отдел с каналом переменного сечения, открытым в медиальную и латеральную стороны, и осью, отклоненной от оси протеза на угол, равный шеечно-диафизарному, отличающийся тем, что с медиальной стороны канал имеет цилиндрическую форму, латеральнее приобретает сферическую и открывается, конически расширяясь, на латеральной поверхности вертельного отдела, шейка протеза соединена с вертельным отделом при помощи сферического шарнира, образованного сферическим ее основанием и сферической частью канала вертельного отдела, в то же время вдоль оси шейки, начиная от ее основания, выполнен слепой резьбовой канал, а сферическое основание шейки соединено с вертельным отделом винтом с конической шейкой, между которой и стенкой конической части канала размещен упругий элемент, причем латеральная поверхность вертельного отдела, а также контактирующая с ней поверхность головки винта выполнены с возможностью взаимного скольжения, сферическими и имеющими общий со сферическим шарниром, образованным основанием шейки и сферической частью канала вертельного отдела, центр, а шейка, конически суживающаяся по направлению к головке, установлена с возможностью отклонения в различных направлениях в пределах зазора между ней и цилиндрической частью канала вертельного отдела протеза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2