Опорный узел эндопротеза тазобедренного сустава

 

Изобретение относится к области травматологии и ортопедии, а именно к конструкции опорного узла эндопротеза тазобедренного сустава, используемого при оперативном лечении дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и износостойкости опорного узла эндопротеза тазобедренного сустава при достижении близких к естественным условий передачи функциональной нагрузки на бедренную кость. Опорный узел эндопротеза тазобедренного сустава содержит наклонный посадочный конус с насаженной на него сферической головкой и упругоэластичную шейку, сопряженную с наклонной опорной площадкой. Сферическая головка установлена в чаше протеза вертлужной впадины, имеющей сферическую контактную поверхность или снабженную вкладышем со сферической контактной поверхностью. Сферическая головка выполнена из вакуум-плотного мелкозернистого материала на основе высокочистой окиси алюминия. Упругоэластичная шейка и чаша протеза вертлужной впадины выполнены из неферромагнитного дисперсионно-твердеющего хромоникелевого сплава с добавками алюминия, железа, марганца, кремния, углерода, фосфора, серы при содержании компонентов Сr - в пределах 39-41 %, Ni - в пределах 54,5 - 56,7 %, Al - в пределах 3,3 - 3,8 %, Fy - равном 0,6 %, Мn - до 0,1 %, Si - до 0,1 %, С - до 0,03 %, Р - до 0,01%, S - до 0,01 %, или упругоэластичная шейка и вкладыш со сферической контактной поверхностью выполнены из указанного неферромагнитного дисперсионно-твердеющего хромоникелевого сплава указанного состава. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.

Изобретение относится к области травматологии и ортопедии, а именно к конструкции опорного узла эндопротеза тазобедренного сустава, используемого при оперативном лечении дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов.

Одной из важных задач, решаемых при конструировании эндопротезов (ЭГГ) тазобедренных суставов (ТБС), является обеспечение подвижности, надежности и износостойкости опорного узла ЭП. Работоспособность опорного узла определяется выбором пары материалов с низким коэффициентом трения, а надежность и износостойкость зависят как от механических свойств используемых материалов, так и от конструктивных особенностей опорного узла.

Известен опорный узел ЭП ТБС [1], содержащий вертлужную чашу из инертного металлического сплава, фиксируемую в вертлужной впадине, подшипник (вкладыш) из инертного полимерного материала высокой плотности, закрепленный в выемке чаши, и головку бедренного компонента ЭП, введенную во вкладыш вертлужной чаши. Бедренный компонент содержит продольный стержень, примыкающий к наклонной опорной площадке, от которой отходит сужающаяся наклонная шейка, оканчивающаяся коническим участком, на который насажена головка. Головка изготовлена из металлического инертного сплава и имеет гладкую сферическую наружную поверхность, контактирующую с поверхностью сферической выемки полимерного вкладыша вертлужной чаши.

Использование в узле подвижности полимерного вкладыша обеспечивает работоспособность опорного узла за счет хорошего скольжения пары трения. Кроме этого, эластичный полимерный вкладыш служит амортизирующей прокладкой между жесткими элементами конструкции.

Недостатком конструкции является ограниченный срок службы вкладыша из полимерного материала, который подвержен заметному износу и структурному разрушению. При этом попадание продуктов износа в организм человека может привести к катастрофическим последствиям.

Известна также конструкция опорного узла ЭП ТБС [2], в которой используют головку из более легкой, но достаточно прочной алюмоглиноземной керамики в паре с твердым биологически совместимым материалом с низким коэффициентом трения, из которого изготовлен внутренний сферический колпачок чаши вертлужной впадины. Наружная оболочка чаши изготовлена из титана или нержавеющей стали, а между наружной оболочкой и внутренним сферическим колпачком расположен вкладыш из эластичного материала, например, полиэтилена или пластмассы.

Введение амортизирующей полиэтиленовой прокладки в промежуток между внутренней и наружной оболочками вертлужной чаши предотвращает попадание продуктов износа в организм человека, а использование легкой керамической головки позволяет снизить контактное давление в паре трения, что в совокупности повышает надежность опорного узла эндопротеза.

Однако срок службы известного аналога также ограничен вследствие постепенного износа полиэтиленового вкладыша.

Другой подход к повышению надежности и долговечности конструкции опорного узла ЭП ТБС основан на введении упругоэластичных элементов, обеспечивающих защиту узла подвижности от контактных перегрузок, в головку или шейку бедренного компонента эндопротеза. При подборе соответствующих материалов пары трения с хорошим скольжением поверхностей это позволяет исключить полиэтиленовую прокладку из конструкции вертлужной чаши.

Известна конструкция головки эндопротеза с амортизирующими свойствами [3] . В головке выполнена выемка, в которую с зазором определенной формы помещен шляпообразный эластичный элемент, охватывающий посадочный конус.

В другой конструкции компенсационного ЭП ТБС [4] выемка в сферической головке выполнена с кольцевыми канавками, посадочный конус имеет выступы, расположенные напротив кольцевых канавок, а зазор между посадочным конусом и головкой заполнен силиконовым каучуком.

Обе конструкции обладают способностью демпфировать импульсы функциональной нагрузки и тем самым снижать контактное давление в узле подвижности эндопротеза.

Недостатком известных аналогов является ограниченная устойчивость опорного узла. Кроме этого, в обеих конструкциях головка эндопротеза зафиксирована на ножке через амортизационный элемент с линейной характеристикой деформации, которая не соответствует характеристике упругоэластичной шейки реальной бедренной кости, что приводит к нарушению условий биомеханического равновесия сборки эндопротез-кость при эксплуатации эндопротеза. Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемого изобретения, является упругоэластичная шейка эндопротеза [6], который содержит наклонный посадочный конус с насаженной на него сферической головкой, упругоэластичный участок шейки, отделенный от жесткого основания шейки разомкнутой криволинейной прорезью, и наклонную опорную площадку, сопряженную с жестким основанием шейки. На упругоэластичном участке шейки выполнены дополнительные прорези, расположенные концентрично разомкнутой прорези и верхней выпуклой стенке шейки.

Достоинством устройства-прототипа является возможность достижения таких величин прогиба шейки под действием функциональной нагрузки, при которых опорный узел эндопротеза надежно защищен от перегрузок.

Недостатком конструкции является линейный характер зависимости рабочего прогиба шейки под действием функциональной нагрузки, что не обеспечивает гармоничного и устойчивого взаимодействия опорного узла и бедренного компонента эндопротеза при передаче нагрузки на бедренную кость.

Задачей изобретения является повышение надежности и износостойкости опорного узла эндопротеза тазобедренного сустава при достижении близких к естественным условий передачи функциональной нагрузки на бедренную кость.

Для решения поставленной задачи в опорном узле эндопротеза тазобедренного сустава, включающем наклонный посадочный конус с насаженной на него сферической головкой и упругоэластичную шейку, сопряженную с наклонной опорной площадкой, сферическая головка установлена в чаше протеза вертлужной впадины, имеющей сферическую контактную поверхность или снабженную вкладышем со сферической контактной поверхностью, при этом сферическая головка выполнена из вакуум-плотного мелкозернистого материала на основе высокочистой окиси алюминия, а упругоэластичная шейка и чаша протеза вертлужной впадины выполнены из неферромагнитного дисперсионно-твердеющего хромоникелевого сплава с добавками алюминия, железа, марганца, кремния, углерода, фосфора, серы при содержании компонентов Cr - в пределах 39-41%, Ni - в пределах 54,5-56,7%, Al - в пределах 3,3-3,8%, Fe - равном 0,6%, Mn - до 0,1%, Si - до 0,1%, C - до 0,03%, P - до 0,01%, S - до 0,01%, или упругоэластичная шейка и вкладыш со сферической контактной поверхностью выполнены из неферромагнитного дисперсионно-твердеющего хромоникелевого сплава указанного состава.

При этом упругоэластичная шейка содержит жесткое основание, ограниченное сверху разомкнутой криволинейной прорезью, которая начинается на стенке, соединяющей воротничок наклонного посадочного конуса с нижним краем наклонной опорной площадки, и заканчивается вблизи наклонной опорной площадки, и упругоэластичный участок в форме кольцевого сектора с концентрично расположенными прорезями.

При этом разомкнутая прорезь и концентрично расположенные прорези упругоэластичной шейки имеют расположенные один над другим участки с калиброванными зазорами.

В первом варианте расположения радиальная плоскость симметрии участков с калиброванными зазорами находится под углом 10 - 15^o от нижнего края разомкнутой прорези, примыкающего к наклонной опорной площадке, причем длина участка с калиброванным зазором разомкнутой прорези составляет 2,5 - 3 мм, а длина каждого из участков с калиброванным зазором расположенных концентрично прорезей составляет 3 - 5 мм.

Во втором варианте расположения все участки с калиброванными зазорами начинаются от наклонной опорной площадки и заканчиваются на уровне сечения упругоэластичной шейки радиальной плоскостью, расположенной под углом 6 - 15^o от нижнего края разомкнутой прорези, примыкающего к наклонной опорной площадке.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены: фиг. 1 - опорный узел эндопротеза тазобедренного сустава; фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; фиг. 3 - вид B на фиг. 1; фиг. 4 - графики расчетных зависимостей рабочих прогибов упругоэластичной шейки.

Опорный узел ЭП ТБС содержит наклонный посадочный конус 1 с насаженной на него сферической головкой 2, упругоэластичную шейку 3 и наклонную опорную площадку 4. Сферическая головка 2 установлена в чаше 5 протеза вертлужной впадины, которая имеет сферическую контактную поверхность и снабжена средствами для крепления в вертлужной впадине, например, наружной резьбой. Чаша 5 может быть выполнена монолитной или снабжена вкладышем 6, который закреплен в выемке чаши 5 и имеет сферическую контактную поверхность. Для создания оптимальных условий передачи функциональной нагрузки через опорный узел эндопротеза на бедренную кость в предлагаемой конструкции наклонный посадочный конус 1 расположен под углом α = 145 - 150^o к продольной оси стержня 7 эндопротеза, а наклонная опорная площадка 4 расположена под углом β = 60 - 67^o30' к указанной оси.

Упругоэластичная шейка 3 содержит жесткое основание 8, плавно сопряженное с верхней плоскостью наклонной опорной площадки 4, и упругоэластичный участок 9, отделенный от жесткого основания 8 сквозной криволинейной прорезью 10, края которой разомкнуты со стороны наклонной стенки 11, соединяющей воротничок 12 посадочного конуса с нижним краем наклонной опорной площадки 4 (далее - разомкнутая прорезь). Величина δ₀ зазора разомкнутой прорези составляет δ₀ = 200-250 мкм.

Криволинейная направляющая цилиндрической поверхности разомкнутой прорези 10 представляет собой дугу окружности радиусом R₀ с центром O. Центр O расположен на пересечении засечек радиусом R из центра O₁ основания посадочного конуса 1 и крайней верхней точки "А" большой оси установочной поверхности опорной площадки 4. Таким образом, упругоэластичный участок 9 имеет форму кольцевого сектора в сечении шейки 3 фронтальной плоскостью и прямоугольную форму в сечении радиальной плоскостью A-A (см. фиг. 2). Толщина a упругоэластичного участка 9 соответствует диаметру воротничка 12 посадочного конуса. Величина радиуса R, определяющего кривизну верхней стенки 13 упругоэластичного участка 9, составляет R = 40 - 43 мм. Ширина b участка 9 кольцевого сектора определяется соотношением R₀R, которое выбирают в пределах R₀R = 0,6-0,75.

На участке 9 кольцевого сектора выполнено от одной до четырех (в рассматриваемом примере - две) сквозных концентрично расположенных прорезей 14₁, 14₂, которые равномерно распределены по ширине участка 9. Прорези 14₁, 14₂ начинаются от наклонной опорной площадки 4 и заканчиваются на уровне сечения шейки 3 плоскостью Б-Б, проходящей от края верхней стенки 13 шейки, примыкающего к воротничку 12 посадочного конуса, к нижнему краю опорной площадки. При этом плоскость Б-Б расположена под углом ϕ = 40 - 50^o к оси наклонного посадочного конуса 1. Величины δ₁, δ₂ зазоров прорезей 14₁, 14₂ составляют 100-120 мкм.

Разомкнутая прорезь 10 и концентрично расположенные прорези 14₁, 14₂ имеют участки 10', 14'₁, 14'₂ с калиброванными зазорами соответственно. Размеры калиброванных зазоров удовлетворяют соотношениям: 35 - 40 мкм, 20 мкм, + 5 мкм. Участки 10', 14'₁, 14'₂ расположены один над другим в радиальном направлении относительно центра О направляющих дуг участка 9 кольцевого сектора шейки. Участки с калиброванными зазорами могут быть ограниченной длины или протяженными.

В первом варианте (см. фиг. 3) середина участка 10' расположена под углом γ = 10 - 15^o от нижнего края разомкнутой прорези 10, примыкающего к опорной площадке 4, а радиальная плоскость сечения, проходящая через середину участка 10', является плоскостью симметрии участков 14'₁, 14'₂ концентричных прорезей 14₁, 14₂. Длина l'₀ участка 10' составляет 2,5-3 мм, а длины 1'₁, 1'₂ участков 14'₁, 14'₂ - 3-5 мм.

Во втором варианте (на фиг. 1 не показан) все участки 10', 14'₁, 14'₂ начинаются от опорной площадки и заканчиваются на уровне радиальной плоскости сечения, которая расположена под углом γ = 6 - 15^o.

В предлагаемой конструкции опорного узла ЭП ТБС используются следующие материалы.

Сферическая головка 2 выполнена из вакуум-плотного мелкозернистого (размер частиц до 30 мкм) материала на основе высокочистой окиси алюминия, примером которого может служить конструкционная керамика К-95. Этот материал характеризуется оптимальным значением выдерживаемой контактной нагрузки, износоустойчив в парах трения и используется в ряде конструкций эндопротезов, освоенных отечественной промышленностью.

Упругоэластичная шейка 3 с посадочным конусом 1 и опорной площадкой 4, а также чаша 5 протеза вертлужной впадины выполнены из неферромагнитного дисперсионно твердеющего хромоникелевого сплава 40ХНЮ-ВИ [6]. Сплав 40ХНЮ-ВИ содержит хром и никель с добавками алюминия, железа, марганца, кремния, углерода, фосфора и серы при следующем содержании компонентов: Cr - в пределах 39-41%, Ni - в пределах 54,5-56,7%, Al - в пределах 3,3-3,8%, Fe - равном 0,6%, Mn - до 0,1%, Si -до 0,1%, C - до 0,03%, P - до 0,01%, S - до 0,01%. На наружную поверхность чаши 5, закрепляемую в вертлужной впадине, нанесено биосовместимое пленочное покрытие из титана толщиной 4-5 мкм, выполненное методом ионоплазменного напыления. В варианте исполнения чаши 5 с вкладышем 6 чаша может быть изготовлена из биосовместимого материала (например, титана марок ВТ5, ВТ6), а вкладыш - из сплава 40ХНЮ-ВИ. Данные о механических свойствах сплава 40ХНЮ-ВИ в сопоставлении с наиболее широко используемыми для изготовления имплантатов титановыми сплавами ВТ5, ВТ6 и дисперсионно-твердеющим сплавом 36НХТЮ приведены в табл. 1.

Выбор сплава 40ХНЮ-ВИ определяется сочетанием высокой износостойкости и упругих свойств. Остаточная деформация сплава составляет 0,005-0,0001%, а условный предел текучести не более 0,001%. Эти показатели значительно превосходят характеристики титановых сплавов, которые обладают заметной ползучестью под напряжением и подвержены усталостному разрушению. По упругим и прочностным характеристикам сплав 40ХНЮ-ВИ превосходит также кобальтоникелевые и кобальто-хромовые сплавы, используемые при изготовлении ЭП ТБС.

Работоспособность, износостойкость и надежность предлагаемой пары трения керамика К-95 - сплав 40ХНЮ-ВИ подтверждается испытаниями образцов пар трения, составленных из различных материалов. Исследования проводились на образцах, один из которых, вращающийся, представлял собой шаровой сегмент, а второй, неподвижный, - плоский диск, прижатый к поверхности шарового сегмента грузом. Интенсивность износа образцов определялась расчетным путем по результатам измерений глубины лунки и площади поверхности лунки, образующейся на неподвижном диске. Коэффициент трения определялся как отношение силы трения, измеряемой динамометром при остановке электродвигателя, вращающего шаровой сегмент, к нагрузке. Исследования проводились при нормальной нагрузке P = 1 кг, соответствующей исходному контактному давлению головки эндопротеза при медленной ходьбе человека (до 1 кг/мм²), и уменьшенной нагрузке P = 0,2 кг. Результаты испытаний приведены в табл. 2 и 3.

Среди образцов, испытанных при пониженной нагрузке, наилучшие значения по показателям интенсивности износа и выдерживаемой контактной нагрузки имеет пара трения керамика - керамика. Однако эта же пара испытывает в зоне контакта наибольшую силу трения, которая при нагрузке 1 кг через несколько часов испытаний достигала величин, приводящих к остановке электродвигателя.

Оптимальное значение по всем показателям имеет пара трения материалов с тонкопленочными покрытиями из нитрида титана и алмазоподобного углерода. Однако и эта пара неработоспособна при нормальной нагрузке вследствие быстрого износа (растрескивания) покрытия.

Пара трения титан - высокомолекулярный полиэтилен низкого давления характеризуется наименьшим значением коэффициента трения при нормальной нагрузке, но подвержена наибольшему усталостному разрушению. В конце испытаний наблюдалось "намазывание" титана на полиэтиленовый диск, которое в дальнейшем ввиду способности вновь образованной пары трения титан - титан к слипанию поверхностей может привести к быстрому разрушению контактных поверхностей.

Из табл. 2, 3 видно, что предлагаемая пара трения керамика К-95 - сплава 40ХНЮ-ВИ обеспечивает хорошее скольжение поверхностей как при пониженной, так и при нормальной нагрузке, не уступая по значению коэффициента трения паре титан - полиэтилен. По показателям интенсивности износа и выдерживаемого контактного давления предлагаемая пара существенно превосходит базовую пару керамика - полиэтилен, используемую в современных конструкциях эндопротезов.

Сочетание в опорном узле ЭП ТБС пары трения керамика К-95 сплав 40ХНЮ-ВИ с упругоэластичной шейкой является условием нормального функционирования опорного узла. Упруго-эластичная шейка 3 воспринимает через сферическую головку 2 и посадочный конус 1 импульсы функциональной нагрузки, воздействующие на опорный узел при ходьбе человека, сглаживает их, предотвращая отдачу в вертлужную впадину, и обеспечивает оптимальный уровень контактного давления по поверхности сочленения головки 2 с чашей 5.

Расположение оси посадочного конуса 1 под углом α = 145-150^o соответствует направлению вектора воздействующих на голову 2 мышечных сил. При нормальной нагрузке 1G (70 кг) вектор мышечных сил проходит через наиболее широкую часть овала опорной площадки 4, а при повышенных нагрузках направлен по нормали и не выходит за край опорной площадки. Выполнение наклона опорной площадки под углом β = 60 - 61^o30' позволяет сохранить наиболее прочные участки бедренной кости (шейку и область дуги Адамса), воспринимающие основную долю нагрузки в реальных условиях.

Упругоэластичный участок 9 шейки 3, отделенный от жесткого основания 8 разомкнутой прорезью 10, представляет собой систему изогнутых балок, которые упруго прогибаются под действием функциональной нагрузки. Величина продольного перемещения (рабочего прогиба шейки) зависит от упругих свойств материала шейки и от конструктивных параметров участка 9: ширины b кольцевого сектора, количества концентричных прорезей 14 и параметров их зазоров. Введение в прорези 10 и 14 участков 10', 14' с калиброванной величиной зазора позволяет целенаправленно изменять крутизну характеристики рабочих прогибов упругоэластичной шейки, приближая ее к характеристике продольной деформации шейки бедренной кости.

Работа упругоэластичной шейки 3 под действием функциональной нагрузки 1G-5G иллюстрируется представленными на фиг. 4 графиками расчетных зависимостей рабочих прогибов шейки, приведенных к продольному перемещению Δl_"Б" точки "Б" упругоэластичного участка 9, расположенной на краю разомкнутой прорези 10. Зависимость I соответствует шейке со сплошным участком 9, зависимости II, III - шейкам с одной и двумя концентричными прорезями 14, а зависимость IV - шейке с двумя прорезями 14₁, 14₂ при наличии участков 10', 14'₁, 14'₂ с калиброванными зазорами. Расчеты выполнялись для шеек из сплава 40ХНЮ-ВИ при следующих величинах конструктивных параметров: R₀ = 27 мм, R = 43 мм, δ₀ = = 220 мкм, δ₁ = δ₂ = 100 мкм, γ = 15^o, 40 мкм, 20 мкм, 25 мкм, l₀ = 2,5 мм, l₁ = l₂ = 3 мм.

Как показано на фиг. 4, шейка 1 с разомкнутой прорезью 10 и сплошным участком 9 имеет линейно возрастающую характеристику рабочих прогибов, расположенную с небольшим наклоном к оси абсцисс, что свидетельствует о незначительной упругости и слабой чувствительности к росту функциональной нагрузки. Введение в шейку концентричных прорезей 14 позволяет резко повысить чувствительность и довести значения рабочих прогибов у шейки III до 50-100 мкм при нормальных нагрузках 1G-2G. Однако обе шейки II и III имеют, как и шейка I, линейные характеристики рабочих прогибов. В то же время реальная шейка бедренной кости, обладающая высокой упругостью при нормальных нагрузках, становится жесткой при повышенных нагрузках. Введение в зазоры прорезей 10, 14 участков 10', 14'₁, 14'₂ с калиброванными зазорами позволяет сгладить характеристику рабочих прогибов при повышенных нагрузках, что иллюстрируется зависимостью IV. При медленной ходьбе и среднем шаге человека шейка IV обладает высокой чувствительностью к росту функциональной нагрузки. При увеличении нагрузки до 2G и достижении величины прогиба Δl_"Б" = 85 мкм замыкается зазор калиброванного участка 10' разомкнутой прорези 10. Длина упругой балки, ограниченной прорезями 10 и 14₁, укорачивается и соответственно возрастает ее жесткость, что приводит к появлению на графике более пологого участка, соответствующего нагрузкам в диапазоне 2G - 3G. При увеличении прогиба точки "Б" еще на 20 мкм под давлением со стороны замкнутого участка 10' замыкается зазор калиброванного участка 14'₁ первой концентричной прорези 14₁. Это приводит к увеличению жесткости следующей балки, ограниченной прорезями 14₁, 14₂, и к следующему развороту кривой рабочих прогибов. При дальнейшем росте функциональной нагрузки замыкается зазор участка 14'₂ концентричной прорези 14₂, и кривая приобретает еще более пологий характер.

На примере зависимости IV видно, что на базе предлагаемой конструкции возможно моделировать характеристику рабочих прогибов шейки с любыми заданными свойствами, приближая ее к реальной шейке бедренной кости. Итерация осуществляется путем подбора количества и параметров прорезей и их калиброванных участков.

Преимущества предлагаемой конструкции упругоэластичной шейки, а именно ее способность с высокой чувствительностью демпфировать импульсы знакопеременной нагрузки и нелинейная характеристика рабочих прогибов особенно ярко выражены при использовании сплава 40ХНЮ-ВИ, имеющего модуль упругости и показатели размерной стабильности, существенно превышающие характеристики титановых сплавов.

Предлагаемая конструкция обеспечивает надежную защиту контактных поверхностей опорного узла эндопротеза от перегрузок, и это позволяет отказаться от использования в паре трения упруго-вязкого элемента из высокомолекулярного полиэтилена, заменив его более прочным, устойчивым к структурному разрушению материалом, который обеспечивает свободное скольжение керамической головки, не уступая по этому показателю полиэтилену. Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемый опорный узел эндопротеза тазобедренного сустава может быть изготовлен в соответствии с приведенными чертежами и описанием из известных материалов путем механической и электроэрозионной обработки монолитных заготовок и использован со стержнями различной конструкции для оперативного лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний тазобедренного сустава.

Список литературы 1. US патент N 5004476, МПК A 61 F 2/36, публикация 02.04.91.

2. ЕР заявка N 453694, МПК A 61 F 2/34, публикация 30.10.91.

3. DE заявка N 3802213, МПК A 61F 2/30, публикация 27.09.89.

4. RU патент N 1805936, МПК A 61F 2/32, публикация 30.03.93.

5. RU патент N 2082357, МПК A 61 F 2/32, публикация 27.06.97, прототип.

6. Прецизионные сплавы. Справочник под ред. Мотовилова В.В. - М.: Металлургия. - 1983.- с. 267, 271, 312.

Формула изобретения

1. Опорный узел эндопротеза тазобедренного сустава, включающий накопленный посадочный конус с насаженной на него сферической головкой и упругоэластичную шейку, сопряженную с наклонной опорной площадкой, отличающийся тем, что сферическая головка установлена в чаше протеза вертлужной впадины, имеющей сферическую контактную поверхность или снабженную вкладышем со сферической контактной поверхностью, при этом сферическая головка выполнена из вакуум-плотного мелкозернистого материала на основе высокочистой окиси алюминия, а упругоэластичная шейка и чаша протеза вертлужной впадины выполнены из неферромагнитного дисперсионно твердеющего хромоникелевого сплава с добавками алюминия, железа, марганца, кремния, углерода, фосфора, серы при содержании компонентов Cr - в пределах 39 - 41%, Ni - в пределах 54,5 - 56,7%, Al - в пределах 3,3 - 3,8%, Fe - равном 0,6%, Mn - до 0,1%, Si - до 0,1, С - до 0,03, Р - до 0,01%, S - до 0,01% или упругоэластичная шейка и вкладыш со сферической контактной поверхностью выполнены из неферромагнитного дисперсионно-твердеющего хромоникелевого сплава указанного состава.

2. Опорный узел по п.1, отличающийся тем, что упругоэластичная шейка содержит жесткое основание, ограниченное сверху криволинейной разомкнутой прорезью, которая начинается на стенке, соединяющей воротничок наклонного посадочного конуса с нижним краем наклонной опорной площадки и заканчивается вблизи наклонной опорной площадки, и упругоэластичный участок в форме кольцевого сектора с концентрично расположенными прорезями.

3. Опорный узел по п. 2, отличающийся тем, что разомкнутая прорезь и концентрично расположенные прорези имеют расположенные один над другим в радиальном направлении участки с калиброванными зазорами.

4. Опорный узел по п. 3, отличающийся тем, что радиальная плоскость симметрии участков с калиброванными зазорами расположена под углом 10 - 15^o от нижнего края разомкнутой прорези, примыкающего к наклонной опорной площадке, при этом длина участка с калиброванным зазором разомкнутой прорези составляет 2,5 - 3 мм, а длина участков с калиброванными зазорами концентрично расположенных прорезей составляет 3 - 5 мм.

5. Опорный узел по п.3, отличающийся тем, что все участки с калиброванными зазорами выполнены протяженными, начинаются у наклонной опорной площадки и заканчиваются на уровне сечения упругоэластичной шейки радиальной плоскостью, расположенной под углом 6 - 15^o от нижнего края разомкнутой прорези, примыкающего к наклонной опорной площадке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6