Устройство для перемещения тел относительно друг друга

 

Изобретение относится к устройствам для перемещения двух тел относительно друг друга, например протезов. Устройство содержит две детали (11, 12) со средствами, предназначенными для присоединения их к двум телам. Выступающая часть (14), жестко закрепленная на одной (11) из деталей, расположена в полости (13), выполненной в другой (12) детали. Имеются средства (15) для приложения усилия между деталями (11, 12). Деталь (12), в которой выполнена полость (13), изготовлена из материала, способного переходить из первого твердого недеформируемого состояния во второе тестообразное деформируемое состояние и возвращаться в первоначальное состояние. Твердое недеформируемое состояние является состоянием, при котором выступающая часть (14) другой детали расположена без возможности деформирования указанного материала под действием усилия, приложенного между двумя деталями. Деформируемое тестообразное состояние является таким состоянием, при котором выступающая часть (14) расположена с возможностью проникания в указанный материал под воздействием усилия, а указанный материал способен обтекать выступающую часть (14) детали (II), выполненной из, по существу, недеформируемого материала. Устройство снабжено средствами (18) для управления переходом, по крайней мере, части (19) материала, охватывающего полость (13), из указанного первого состояния во второе состояние и обратно. Полость (13) имеет форму, соответствующую, по крайней мере, одному участку выступающей части (14). Конструкцией обеспечивается легкость применения в условиях ограниченного доступа. 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для перемещения двух тел относительно друг друга, которые применяются особенно успешно для изготовления протезов, имплантируемых в тело человека, или для каких-либо аналогичных целей.

В многочисленных случаях применения этих устройств необходимо обеспечить перемещение двух тел относительно друг друга и одновременно контроль этого перемещения. В случае, когда два тела расположены с возможностью открытого доступа или же они расположены в полостях с большим объемом и легко доступны для оператора, то очень легко обеспечить такое перемещение и его контроль, но все это гораздо сложнее, в случае, когда нет непосредственного доступа к этим двум телам. Например, такое устройство может состоять из двух частей протеза, имплантируемого в тело ребенка, когда необходимо обеспечить возможность перемещения одного тела относительно друг друга для того, чтобы обеспечить возможность воспроизведения роста, или двух частей одного устройства для исправления деформации тела человека, к которому прикладывают напряжение, а человек хочет повторить это напряжение с ощущением легкости его выполнения, перемещая эти две части.

Известно устройство, содержащее две детали со средствами, предназначенными для присоединения их к двум телам соответственно, установленные с возможностью перемещения относительно друг друга таким образом, что выступающая часть, жестко закрепленная на одной из деталей, расположена в полости, выполненной в другой детали, средства, предназначенные для приложения усилия между указанными деталями, причем деталь, в которой выполнена полость, изготовлена из материала, способного переходить из первого твердого недеформируемого состояния во второе тестообразное деформируемое состояние и возвращаться в первоначальное состояние, причем твердое недеформируемое состояние является таким состоянием, при котором выступающая часть другой детали расположена без возможности деформирования указанного материала под действием усилия, а деформируемое тестообразное состояние является таким состоянием, при котором указанная выступающая часть расположена с возможностью проникания в указанный материал под воздействием усилия, приложенного к двум деталям, таким образом, что указанный материал способен проникать в текучем состоянии вокруг указанной выступающей части первой детали, выполненной из, по существу, недеформируемого материала (ЕР 0333687А2, кл. G 05 D 23/13, опубл. 20.09.89).

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, которое обеспечивало бы возможность перемещения двух тел относительно друг друга и конструкция которого обеспечивала бы его легкое применение даже в трудных условиях ограниченного доступа, в тяжелых условиях внешней среды и в сложных условиях габаритных размеров, которое поэтому обеспечивало бы его особенно успешное применение для изготовления протезов или имплантируемых устройств.

Для решения поставленной задачи устройство для перемещения двух тел относительно друг друга, содержащее две детали со средствами, предназначенными для присоединения их к двум телам соответственно, установленные с возможностью перемещения относительно друг друга таким образом, что выступающая часть, жестко закрепленная на одной из деталей, расположена в полости, выполненной в другой детали, средства, предназначенные для приложения усилия между указанными деталями, причем деталь, в которой выполнена полость, изготовлена из материала, способного переходить из первого твердого недеформируемого состояния во второе тестообразное деформируемое состояние и возвращаться в первоначальное состояние, причем твердое недеформируемое состояние является таким состоянием, при котором выступающая часть другой детали расположена без возможности деформирования указанного материала под действием усилия, приложенного между двумя деталями, а деформируемое тестообразное состояние является таким состоянием, при котором указанная выступающая часть расположена с возможностью проникания в указанный материал под воздействием вышеуказанного усилия, а указанный материал способен обтекать выступающую часть детали, выполненной из, по существу, недеформируемого материала, снабжено средствами для управления переходом, по крайней мере, части материала, охватывающего полость, из указанного первого состояния во второе состояние и обратно, а упомянутая полость имеет форму, соответствующую, по крайней мере, одному участку выступающей части.

Устройство снабжено средствами для направления двух деталей при их перемещении.

Средства для управления переходом, по крайней мере, части материала, охватывающего полость, из первого состояния во второе состояние и обратно, выполненные в виде средств, предназначенных для размягчения под действием контролируемого поглощения калорий, по крайней мере, часть этого материала образует стенку полости, расположенной перед выступающей частью относительно направления перемещения детали, с которой жестко соединена указанная выступающая часть. Причем указанные детали выполнены из труб, одна из которых установлена в полом гнезде, выполненном в другой трубе таким образом, что образуется узел цилиндр-поршень.

Средства, предназначенные для приложения усилия между деталями, образованы пружиной, расположенной в полом гнезде.

Выступающая часть детали выполнена в форме кольца, охватывающего по наружной поверхности одну из труб с возможностью входа в полость, выполненную во внутренней стенке другой трубы, придавая ей кольцеобразную форму.

Средства для управления переходом, по крайней мере, части материала, охватывающего полость, из первого состояния во второе состояние и обратно, содержит электропроводящий слой, расположенный на выступающей кольцеобразной части детали и образующий замкнутый электрический контур с возможностью взаимодействия с генератором магнитного поля.

Деталь с выступающей частью выполнена из двух цилиндрических прутков, а выступающая часть состоит, по крайней мере, из жесткого провода, соединяющего указанные прутки.

Средства, предназначенные для управления переходом, по крайней мере, части материала, охватывающего полость, из первого состояния во второе состояние и обратно, содержат, по крайней мере, один генератор электрического тока, соединенный с двумя прутками, изготовленными так же, как и жесткий провод из электропроводящего материала, при этом активное сопротивление на единицу длины указанного провода имеет величину больше величины активного сопротивления на длину прутков, а материал, из которого выполнена деталь с полостью, изготовлен из неэлектропроводящего материала.

Деталь с выступающей частью выполнена из цилиндрической трубы, в которую введена деталь с полостью.

Вторая деталь с полостью выполнена из вставки, расположенной в щели, выполненной в усиливающей детали.

Выступающая часть выполнена, по крайней мере, из одной шпонки, расположенной с возможностью прохода насквозь через вставку.

Шпонка состоит из сердечника, выполненного из материала, обладающего высокой механической, электрической и термической прочностью, и покрытого слоем изолирующего материала с хорошей механической прочностью.

Средства для управления переходом, по крайней мере, части материала, который охватывает полость, из первого состояния во второе состояние и обратно, выполненные, по крайней мере, из одного тонкого провода из электропроводящего материала, намотанного на шпонку, одного генератора электрического тока и средств, предназначенных для соединения последнего с указанным тонким проводом.

В дальнейшем, признаки и преимущества изобретения будут понятны из нижеследующего описания, приведенного в качестве не ограничивающего примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано: - фиг. 1 и 2 схематически изображают способ выполнения устройства согласно изобретению, предназначенного для перемещения двух тел первого и второго относительно друг друга при их работе соответственно в двух состояниях; - фиг. 3 - схематический вид в разрезе способа выполнения протезного сегмента, предназначенного, например, для замены верхней части большой берцовой кости ребенка, и в котором применено устройство согласно изобретению; - фиг. 4 - схематический вид в разрезе способа выполнения стержня с регулируемой длиной, предназначенного для осуществления восстановительной операции рахита, и с помощью которого осуществляется применение устройства согласно изобретению; - фиг. 5 и 6 изображают два схематических продольных разреза примера выполнения медуллярного гвоздя, который используется для удлинения длинной трубчатой кости, такой как бедренная кость, с помощью которого осуществляется применение устройства согласно изобретению, при этом разрез, представленный на фиг. 6, выполнен по линии VI-VI на фиг. 5, а разрез, представленный на фиг. 5, выполнен по линии V-V на фиг. 6.

Вышеописанные и прилагаемые к настоящему описанию фиг. 1-6 изображают различные примеры выполнения устройства согласно изобретению. Однако для облегчения понимания этого описания одни и те же элементы обозначены одинаковыми позициями независимо от фигуры, на которой они изображены, и независимо от способа выполнения этих элементов.

Фиг. 1 и 2 изображают схематически пример выполнения устройства, предназначенного для перемещения двух тел: первого тела 1 и второго тела 2 относительно друг друга.

Это устройство содержит первую деталь 11 и вторую деталь 12, первые средства 16 для соединения первой детали 11 с первым телом 1 и вторые средства 17 для соединения второй детали 12 со вторым телом 2. Совершенно очевидно, что эти средства, предназначенные для присоединения детали 11, 12 к телу 1, 2, могут быть выполнены согласно любой конструкции и типа так, чтобы специалист в этой области мог без каких-либо трудностей привести эти средства в действие независимо, в частности, от вида материалов, образующих тела, от вида материалов, использованных для изготовления деталей, от функциональных характеристик элементов, образующих устройство, от назначения применения устройства и т.д. Примеры выполнения средств 16 и 17 будут приведены и/или изложены в нижеследующем описании некоторых вариантов применения устройства согласно изобретению.

Средства 15 предусматриваются для обеспечения приложения усилия между деталями 11 и 12. Это усилие может быть приложено непосредственно между двумя деталями или через какую-либо деталь, например, так, как это представлено на фиг. 1 и 2 посредством второго тела 2. Эти средства, предназначенные для приложения усилия между двумя деталями 11 и 12, могут быть выполнены также согласно любой конструкции. Эти средства могут быть выполнены в виде средств, которые создают растягивающее усилие или усилие давления, в виде эластичных средств или в виде аналогичных средств и согласно различным конструкциям. Примеры выполнения устройств 15 будут описаны ниже.

Выступающая часть 14, которая жестко прикреплена к одной из двух деталей, к детали 11 согласно изображенным примерам выполнения, входит в полость 13, выполненную в другой детали 12, и является дополнительной деталью, по крайней мере, одной части выступающей части 14. Обе детали 11, 12 установлены относительно друг друга так, что они могут перемещаться так, как будет описано ниже, и так, чтобы выступающая часть 14 постоянно находилась в полости, выполненной во второй детали 12.

Для того, чтобы облегчить и обеспечить безопасность этого относительного движения двух деталей 11, 12, устройство снабжено, кроме того, средствами для направления движения этих двух деталей. Эти направляющие средства схематически изображены на чертежах и обозначены позицией 22, примеры их выполнения будут описаны ниже.

Деталь 12, в которой выполнена полость 13, изготовлена из первого материала, который может переходить из первого твердого недеформируемого состояния во второе деформируемое тестообразное состояние и возвращаться в первоначальное состояние. Так как твердое недеформируемое состояние является таким состоянием, при котором выступающая часть 14 не может деформировать материал под действием приложенного к этой выступающей детали усилия, а тестообразное деформируемое состояние является состоянием, при котором выступающая часть 14 может перемещаться или же проникать в материал под действием того же самого усилия таким образом, чтобы материал мог обтекать вокруг этой выступающей части 14. Деталь 11, которая жестко соединена с выступающей частью 14, изготовлена, наоборот, из второго материала, который, по существу, не деформируется.

В данном описании иногда используют термин "литься" вместо термина "течь, сочиться". Конечно, эти два термина обозначают одно и то же действие, имеющее один и тот же результат.

Этот переход первого материала из первого состояния во второе состояние может быть достигнут с помощью различных способов. Одним из наиболее рациональных является способ, заключающийся в том, что первый материал может размягчаться в результате поглощения контролируемого количества калорий.

Кроме того, устройство содержит средства, предназначенные для управления перехода первого материала из одного состояния в другое и обратно. Эти средства управления, схематически изображенные на фиг. 1 и 2 и обозначенные позицией 18, позволяют управлять переходом из первого состояния во второе состояние и обратно, по крайней мере, части 19 первого материала, который определяет стенку полости 13, расположенную перед выступающей частью 14 относительно направления движения под действием усилия детали 11, к которой жестко прикреплена выступающая часть.

Вышеописанное устройство работает следующим образом.

Предположим сначала, что в первоначальном состоянии устройство находится в состоянии, изображенном на фиг. 1. Так как было уже сказано выше, первый материал находится в первом твердом состоянии. В этом случае, выступающая часть 14 блокирована в состоянии упора в жесткую стенку полости 13 как спереди, так и сзади. Оба тела 1 и 2 располагаются друг от друга на заданном расстоянии.

В случае, когда требуется отодвинуть друг от друга оба корпуса, дают команду с помощью средства 18 и в течение времени, измеряемого заданной длительностью, для изменения состояния (команду для перехода из первого состояния во второе состояние), по крайней мере, части 19 первого вышеописанного материала. Благодаря тому, что материал становится тогда относительно мягким, твердая стенка полости 13 не удерживает более выступающую часть 14. Под действием усилия, созданного средствами 15, которое согласно показанному примеру выполнения является упругим толкающим усилием, созданным, например, одной пружиной, обе детали 11, 12 удаляются друг от друга, увлекая за собой при своем перемещении оба тела 1, 2.

При взаимном перемещении детали 11 относительно детали 12 часть 19 первого материала "течет", "просачивается" через зазор вокруг выступающей части 14 и заполняет сзади этой части относительно направления перемещения детали 11 освобожденное пространство в детали 12 в результате перемещения детали 11.

После того, как обе детали 11 и 12 и, следовательно, оба тела 1 и 2 удалены друг от друга на заданное расстояние, останавливают размягчение первого материала, например, с помощью управления средствами 18. Первый материал возвращается в свое первоначальное твердое недеформируемое состояние, что вызывает блокировку поступательного движения выступающей части 14 к передней части стенки полости 13, которая "переместилась" некоторым образом из своего первоначального положения 20, изображенного пунктирной линией на фиг. 2, во второе положение 21. Однако, кроме того, благодаря тому, что материал детали 12, охватывающий выступающую часть, которая входит в нее, возвращается в свое твердое состояние, взаимное положение двух деталей 11 и 12 оказывается зафиксированным. Обе детали не могут больше ни приблизиться, ни удалиться друг от друга.

Приводя в действие, например, последовательно средства 18, можно контролировать переход из первого состояния во второе состояние, по крайней мере, части 19 первого материала, образующего деталь 12. Таким образом можно обеспечить постепенное удаление обеих деталей 1 и 2 относительно друг друга и контролировать это удаление друг от друга.

Совершенно очевидно, что можно было бы контролировать таким образом сближение двух тел. В этом случае усилие, которое действует между обеими деталями 11 и 12, было бы растягивающим усилием, а не толкающим усилием, как в вышеописанном примере выполнения.

Вышеописанная конструкция устройства представляет интерес и это устройство может быть использовано в очень эффективных вариантах, в частности, для изготовления медицинских протезов, имплантируемых в тело человека. Ниже приводятся три примера выполнения.

Первый пример выполнения, изображенный на фиг. 3, относится к протезному сегменту, предназначенному для резекции одной длинной кости, например, у ребенка. Этот протезный сегмент имеет вышеописанные в соответствии с фиг. 1 и 2 элементы. По этому варианту применения устройства согласно изобретению оба тела 1 и 2 состоят, например, из концов 30 и 31 двух цилиндрических труб 32 и 33, причем труба 32 образует деталь 11, на которой выполнена вышеупомянутая выступающая часть 14, а часть 30 является, например, средством, предназначенным для соединения протезного сегмента с остающейся костью, а конец 31 является средством, предназначенным для сочленения этого сегмента на другой протезной детали, например, для образования сустава.

Что касается детали 12, то она состоит из другой трубы 34, которая имеет полое гнездо 35, в которое вставлена труба 32 таким образом, что образуется узел цилиндр-поршень, который образует вышеописанные средства 22, предназначенные для направления перемещения трубы 32 относительно трубы 34.

Пружина 15 расположена в полом гнезде 35 и создает толкающее усилие между концом трубы 34 и концом трубы 32.

Выступающая часть 14 выполнена в виде кольца, охватывающего по наружной поверхности трубу 32, и расположена в дополнительной кольцеобразной полости 13, выполненной во внутренней стенке трубы 34. Для облегчения установки вокруг трубы 32 труба 34 предпочтительно выполнена из двух полукокилей.

Эта труба 34 изготовлена из материала, присутствие которого хорошо переносится организмом человека, а также термоизоляционного и электроизоляционного, немагнитного, обладающего достаточной механической прочностью, в частности прочностью на сжатие, который мог бы хорошо размягчаться при нагревании при температуре ниже температуры, при которой могут размягчаться материалы, из которых изготовлены другие элементы, составляющие протез, и которые восстанавливают после того, как они были размягчены в результате нагрева, при охлаждении свои характеристики до величин, близких к первоначальным характеристикам или же до одинаковых величин. Например, в качестве материала может быть использован, например, полиэтилен.

Что касается трубы 32 и выступающей части 14, то они изготавливаются, например, в виде одной единой детали из термоизоляционного и электроизоляционного, немагнитного, обладающего достаточной механической прочностью и хорошо переносимого организмом человека материала, например, из такого материала, как циркониевая керамика (на основе SiO), а труба 33 может быть изготовлена также из циркониевой керамики.

В этом случае средства 18, предназначенные для управления перехода, по крайней мере, части 19 первого материала, охватывающего полость 13, из первого состояния во второе состояние и обратно, предпочтительно выполнены в виде электропроводящего слоя 36, нанесенного на выступающую часть 14 для образования электрического замкнутого контура. Этот слой выполняют, например, посредством плазменного напыления на выступающую часть 14, которая находится в контакте с частью вышеупомянутого первого материала 19, некоторой толщины электропроводящего вещества, хорошо переносимого организмом человека такого, как золото или титан.

Этот замкнутый контур может взаимодействовать с генератором магнитного поля так, как это будет описано ниже для того, чтобы произвести в этом контуре электрический ток. Согласно известному способу, этот возникший в результате магнитной индукции ток нагревает посредством эффекта Джоуля электропроводящий слой 36, который в результате электрической проводимости, в свою очередь, подогревает вышеупомянутую часть материала 10 и вызывает ее размягчение.

Пружина 15 состоит, например, из системы, которая может накапливать и возвращать механическую энергию, например, из такой системы, как пружина сжатия, которая изготовлена из прочного и хорошо совместимого с организмом человека материала такого, как "ФИНОКС" (зарегистрированный товарный знак) или еще две пружины, предназначенные для вращения в противоположных направлениях, или же другой аналогичной системы.

Предпочтительно, чтобы полое гнездо 35 было соединено, например, с помощью отверстия, обозначенного на схеме позицией 37, с окружающей средой для того, чтобы обеспечить возможность газам крови компенсировать изменения объема полого гнезда 35.

Кроме того, предпочтительно, чтобы линейное перемещение трубы 32 в трубе 34 направлялось с помощью, например, штифта, который жестко прикреплен к одной из двух труб, и конец которого расположен в выполненном в другой трубе пазу. Штифт и паз показаны на фиг. 3 пунктирными линиями.

Специалистам в данной области известен такой способ имплантации протеза и поэтому он не будет здесь описан.

Вышеописанный пример выполнения протезного сегмента позволяет управлять снаружи организма, в который имплантирован протез, с помощью индукции, изменениями геометрических размеров сегмента протеза в зависимости от роста симметричной здоровой кости.

В случае, когда необходимо изменить длину протезного сегмента, который был имплантирован для замены верхней части большой берцовой кости ребенка так, как это было описано со ссылкой на фиг. 3, достаточно расположить часть ноги, в которой находится указанный сегмент в магнитное поле, которое было бы ориентировано предпочтительно перпендикулярно относительно замкнутого электрического контура, образованного электропроводящим слоем 36 и было бы достаточно интенсивным и быстро изменяемым для того, чтобы создать в замкнутом электрическом контуре электрический ток и, следовательно, потери в результате эффекта Джоуля, достаточные для того, чтобы вызвать посредством кондуктивного нагрева размягчение части первого материала 19, охватывающего в виде кольца выступающую часть 14, но не вызывая при этом разрушения этого материала в результате нагрева. Труба 34 образует больше твердой опоры для выступающей части 14. Размягченный объем (материала) 19 просачивается или течет (через зазор) вокруг выступающей части 14, из зон с наиболее высоким давлением к зонам с более низким давлением, более или менее быстро в зависимости от вязкости объема размягченного материала 19 и от величины усилий, создаваемых пружинами 15, характеристики которых были определены таким образом, чтобы эти усилия были достаточно высокими, чтобы они были больше сопротивлений, действующих в противоположном направлении при перемещении выступающей части 14 в часть 19 первого материала.

Вызванное таким образом перетекание материала обусловливает перемещение внутренней трубы 32 относительно трубы 34 в направлении, противоположном направлению перетекания размягченного объема (материала) (через зазор) вокруг выступающей части 14. Направление внутренней трубы 32 продолжает осуществляться при ее перемещении не размягченным объемом трубы 34 и, в случае необходимости, концом штифта, который опирается на соответствующий паз. При этом время и интенсивность нагревания контролируются, а размягченный объем (материала) 19 остается в любой момент в замкнутом пространстве между неразмягченными частями, что позволяет сохранять геометрическую форму трубы 34.

После охлаждения части 19 материала трубы 34, полиэтилен возвращается вновь в свое твердое недеформируемое состояние и большеберцовый сегмент может вновь выполнять свою механическую функцию.

На фиг. 4 изображен пример выполнения имплантируемого устройства, предназначенного для применения устройства согласно изобретению и состоящего из стержня, который предназначен для осуществления хирургической операции постепенного исправления рахита без хирургического промежуточного вмешательства.

Согласно примеру выполнения, изображенному на фиг. 4, первая деталь 11 состоит из двух цилиндрических прутков 41 и 42, которые устанавливаются параллельно в два дополнительные отверстия 45, 46, выполненные во второй детали 12, а выступающая часть 14 состоит, согласно изображенному примеру, по крайней мере, из жесткого провода 43, предпочтительно, из множества проводов, который(е) соединяет(ют) оба прутка 41, 42, проходя через полости 13, выполненные в части 49 второй детали 12, которая расположена между двумя стержнями.

Согласно данному примеру выполнения установка двух цилиндрических прутков 41, 42 в дополнительные отверстия 45, 46 обеспечивает создание вышеупомянутого управляющего устройства 22.

Оба прутка 41, 42 и провода 43 изготовлены из электропроводящего материала, но активное сопротивление на единицу длины проводов 43 должно иметь достаточную величину, чтобы оно было больше активного сопротивления на длину прутков 41, 42.

Вторая деталь 12 может быть выполнена из двух частей 12-1 и 12-2 так, как изображено на фиг. 4. Однако в этом случае, часть 12-1, в которой выполнены полости 13, может быть изготовлена только одна эта часть из первого материала, такого, который был уже определен ранее, а другая часть 12-2 изготавливается из электроизоляционного материала, например, такого, как керамика для обеспечения общей высокой твердости стержня протеза.

В этом примере выполнения не были описаны особым образом детально средства 15, предназначенные для создания усилия между двумя прутками 41, 42 и второй деталью 12. Эти средства, которые необходимы для того, чтобы обеспечить перемещение двух тел 1 и 2 так, как это было уже описано, могут быть выполнены в этом случае в виде любых средств, например, в виде известных наружных средств для создания растягивающего усилия для рахита пациента или же в каких-либо аналогичных случаях, которые будут воздействовать на концы 47, 48 обоих прутков 41, 42 и на конец 44 второй детали 12 посредством крючков, которые соединяют известным способом стержень к рахиту.

В целях увеличения жесткости стержня, согласно предпочтительному примеру выполнения, вторая деталь 12 заключена в муфту 40 из твердого материала, такого, как титан.

В этом примере выполнения тело 1 может быть образовано концами 47, 48 двух прутков 41, 42, а тело 2 может быть образовано концом 44 детали 12-1 и или, по крайней мере, частью муфты 40.

Для того, чтобы обеспечить возможность перемещения обоих прутков 41, 42 относительно второй детали 12, можно пропустить электрический ток через оба прутка и через провода 43, производимый генератором любого типа, схематически изображенным на фиг. чертежа, который образует совместно с прутками и проводами вышеописанные средства управления 18. Проходящий по проводам 43 ток является достаточно сильным для того, чтобы нагреть и размягчить часть 19 материала второй детали 12, которая охватывает эти провода, и для того, чтобы обеспечить возможность перемещения прутков относительно второй детали 12 таким образом, как это было уже описано ранее.

На фиг. 5 и 6 представлены два продольных разреза одного из примеров выполнения другого имплантируемого устройства, посредством которого осуществляется применение устройства согласно изобретению, которое выполнено в виде медуллярного гвоздя, обеспечивающего возможность осуществлять удлинения или перемещения костей.

Это устройство предназначено для введения, например, в медуллярный (костномозговой, спиномозговой) канал требующей лечения кости, выполненный в случае необходимости, и часто его занимает почти полностью. Каждый конец этого гвоздя жестко крепится к одному из сегментов костей, который необходимо отодвинуть медленно друг от друга, для того, чтобы прежде, чем произойдет зарубцевание, осуществить вытяжку рубцевой ткани, которая образовалась между двумя сегментами после остеотомии, таким образом, как это осуществляют с помощью наружных фиксаторов. Гвоздь можно удлинить между его точками крепления к костным сегментам, выдвигая его части, например, на величину от одной четверти миллиметра до одного миллиметра в день.

Этот пример выполнения содержит первую деталь 11, состоящую из цилиндрической полой трубы 51, в которую введена вторая деталь 12, установленная в усиливающую деталь 52, которая может образовывать второе тело 2.

Эта вторая деталь 12 состоит из вставки 53, выполненной, например, из полиэтилена в щели 60, предусмотренной в усиливающей детали 52. Геометрическая форма этой вставки выбрана таким образом, чтобы вставка надежно удерживалась в конструкции усиливающей детали 52, в которую она установлена.

Другие средства 15 расположены между концом трубы 51 и второй деталью 12 и телом 2.

Выступающая часть 14 состоит из шпонки 54, которая проходит насквозь через вставку 53, через отверстие 55, образующее вышеупомянутую полость 13. Эта шпонка состоит, например, из сердечника, изготовленного из материала с высокой механической прочностью из такого как "ФИНОКС". Он изолирован электроизоляционным и термоизолирующим слоем, изготовленным из другого, обладающего достаточной механической и изоляционной прочностью, из такого, как упомянутая циркониевая керамика, нанесенная посредством плазменного напыления.

Тонкая проволока из электропроводящего материала 56, такого, как "ФИНОКС" (диаметр которого колеблется в пределах от 0,1 до 0,3 мм), наматывается на этот изоляционный слой, который обрабатывают, в случае необходимости, таким образом, чтобы на нем был спиралевидный паз, позволяющий устранить контакт двух витков проволоки. Один конец 57 этой проволоки приваривается, например, с помощью лазера к трубе 51, а другой конец 58 соединен с первым концом 61 электропроводника 62, такого, как золотая проволока, которая изолирована, например, оболочкой из политетрафторэтилена, который проходит по выполненному из наружной поверхности трубы 51 пазу до закрытого конца 59 этой трубы.

Именно, в намотанной на изоляционный слой шпонки проволоке создаются потери в результате эффекта Джоуля для размягчения части 19 первого материала, охватывающего шпонку 54. Шпонка может быть выполнена с таким профилем, чтобы облегчить ее перемещение в необходимом направлении внутри первого материала после того, как он размягчен.

Например, труба 51 и второй конец 63 электропроводника 62 соединены с электрическим контуром, не показана, которая имплантируется в тело человека, например, в положение под кожу. Этот контур может быть подвергнут воздействию быстро изменяемого магнитного поля для создания в контуре электрического тока и для питания тонкой проволоки 56, которая становится очагом подогревания с помощью вышеупомянутого эффекта Джоуля.

Работу изображенного на фиг. 5 и 6 гвоздя можно очень легко понять из рассмотрения работы других вышеописанных протезов и поэтому она не будет подробно описана.

В вышеизложенном описании были приведены некоторые отдельные примеры выполнения направляющих средств 22. Что касается средств 16 и 17, предназначенных для соединения деталей 11, 12 к телам 1, 2, то они могут быть выполнены согласно различным примерам выполнения. Например, согласно примеру выполнения, изображенному на фиг. 3, средства 17 выполнены посредством введения трубы 34 в трубу 33, кроме того, труба 34 неподвижно соединена с трубой 33 с помощью любого способа, такого, как склеивание, шпоночное соединение, с помощью гайки или какого-либо другого аналогичного способа. Согласно этому примеру выполнения, средства 16 состоят, по крайней мере, из одной части самой детали 11 или из какой-либо дополнительной детали, жестко соединенной с деталью 11 с помощью любого способа, такого, как сварка, выполнение за одно целое в виде одной детали и т.д. Эти средства 16 и 17 не уточнялись в случае примеров выполнения, изображенных на фиг. 4, 5 и 6, но специалист в данной области сможет их изготовить без каких-либо трудностей.

В вышеописанных примерах перемещение обоих тел относительно друг друга является линейным поступательным движением. Однако понятно, что изобретение может также применяться к любому другому виду движения, такому как вращение, скручивание или любая комбинация этих видов движения с поступательным перемещением.

Формула изобретения

1. Устройство для перемещения двух тел (1,2) относительно друг друга, содержащее две детали (11,12) со средствами, предназначенными для присоединения их к двум телам соответственно, установленные с возможностью перемещения относительно друг друга таким образом, что выступающая часть (14), жестко закрепленная на одной (11) из деталей, расположена в полости (13), выполненной в другой (12) детали, средства (15), предназначенные для приложения усилия между указанными деталями (11,12), причем деталь (12), в которой выполнена полость (13), изготовлена из материала, способного переходить из первого твердого недеформируемого состояния во второе тестообразное деформируемое состояние и возвращаться в первоначальное состояние, причем твердое недеформируемое состояние является таким состоянием, при котором выступающая часть (14) другой детали расположена без возможности деформирования указанного материала под действием усилия, приложенного между двумя деталями, а деформируемое тестообразное состояние является таким состоянием, при котором указанная выступающая часть (14) расположена с возможностью проникания в указанный материал под воздействием вышеуказанного усилия, а указанный материал способен обтекать выступающую часть (14) детали (11), выполненной из, по существу, недеформируемого материала, отличающееся тем, что оно снабжено средствами (18) для управления переходом, по крайней мере, части (19) материала, охватывающего полость (13), из указанного первого состояния во второе состояние и обратно, а упомянутая полость (13) имеет форму, соответствующую, по крайней мере, одному участку выступающей части (14).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено средствами (22) для направления двух деталей (11, 12) при их перемещении.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что средства для управления переходом (18), по крайней мере, части (19) материала, охватывающего полость (13), из первого состояния во второе состояние и обратно, выполнены в виде средств, предназначенных для размягчения под действием контролируемого поглощения калорий, по крайней мере, часть этого материала образует стенку полости (13), расположенной перед выступающей частью (14) относительно направления перемещения детали (11), с которой жестко соединена указанная выступающая часть.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что детали (11, 12) выполнены из труб (32, 34), одна из которых (32) установлена в полом гнезде (35), выполненном в другой трубе (34), таким образом, что образуется узел цилиндр-поршень.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средства (15), предназначенные для приложения усилия между деталями (11, 12), образованы пружиной (15), расположенной в полом гнезде (35).

6. Устройство по одному из пп.4 и 5, отличающееся тем, что выступающая часть (14) детали (11) выполнена в форме кольца, охватывающего по наружной поверхности одну из труб (32) с возможностью входа в полость (13), выполненную во внутренней стенке другой трубы (34), придавая ей кольцеобразную форму.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средства (18) для управления переходом, по крайней мере, части (19) материала, охватывающего полость (13), из первого состояния в второе состояние и обратно, содержат электропроводящий слой (36), расположенный на выступающей кольцеобразной части (14) детали (11) и образующий замкнутый электрический контур с возможностью взаимодействия с генератором магнитного поля.

8. Устройство по одному из пп.1 - 3, отличающееся тем, что деталь (11) с выступающей частью выполнена из двух цилиндрических прутков (41, 42), установленных параллельно в двух дополнительных отверстиях (45, 46), выполненных во второй детали (12), а выступающая часть (14) состоит, по крайней мере, из жесткого провода (43), соединяющего указанные прутки (41, 42).

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что средства (18), предназначенные для управления переходом, по крайней мере, части (19) материала, охватывающего полость (13), из первого состояния во второе состояние и обратно, содержат, по крайней мере, один генератор электрического тока, соединенный с двумя прутками (41, 42), изготовленными также как и жесткий провод (43) из электропроводящего материала, при этом активное сопротивление на единицу длины указанного провода (43) имеет величину больше величины активного сопротивления на длину прутков (41, 42), а материал, из которого выполнена деталь (12) с полостью, изготовлен из неэлектропроводящего материала.

10. Устройство по одному из пп.1 - 3, отличающееся тем, что деталь (11) с выступающей частью выполнена из цилиндрической трубы (51), в которую введена деталь (12) с полостью.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что вторая деталь (12) с полостью выполнена из вставки (53), расположенной в щели (60), выполненной в усиливающей детали (52).

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что выступающая часть (14) выполнена, по крайней мере, из одной шпонки (54), расположенной с возможностью прохода насквозь через вставку (53).

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что шпонка (54) состоит из сердечника, выполненного из материала, обладающего высокой механической, электрической и термической прочностью, и покрытого слоем изолирующего материала с хорошей механической прочностью.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что средства (18) для управления переходом, по крайней мере, части (19) материала, который охватывает полость (13), из первого состояния во второе состояние и обратно, выполнены, по крайней мере, из одного тонкого провода из электропроводящего материала (56), намотанного на шпонку (54), одного генератора электрического тока и средств, предназначенных для соединения последнего с указанным тонким проводом (56).

РИСУНКИ

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



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех областях народного хозяйства в разъемных и неразъемных соединениях

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в хирургической стоматологии для повышения состоятельности протеза при его применении

Изобретение относится к медицинской технике, и может быть использовано при эндопротезировании лучезапястного сустава при травмах и заболеваниях

Изобретение относится к способам соединения двух деталей с помощью связующего с консистенцией, позволяющим получить жесткое или гибкое крепление, в частности заделку одной детали в другой, и может быть использовано в кирпичной кладке, деревообделочном производстве, промышленности и медицине, например в общей и зубоврачебной хирургии для заделки протезов

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано при лечении повреждений и заболеваний костнохрящевой системы человеческого организма, преимущественно тазобедренных суставов

Изобретение относится к области медицины, конкретно - к травматологии-ортопедии и используется для замещения патологически измененного тазобедренного сустава

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии и травматологии

Изобретение относится к области медицины, а именно протезированию и протезной отрасли

Изобретение относится к области медицины, в частности к стоматологии, и предназначено для восстановления обширных дефектов нижней челюсти различной этиологии

Изобретение относится к устройствам для перемещения двух тел относительно друг друга, например протезов

Наверх