Эндопротез голеностопного сустава
Изобретение относится к медицине. Изобретение обеспечивает предотвращение или уменьшение дисбаланса между реально существующими анатомическими (и соответственно оперативными) особенностями, с одной стороны, и протезом - с другой. Эндопротез состоит из нижнего компонента (4), соединенного с таранной костью (2) и имеющего верхнюю поверхность (10) скольжения, верхнего компонента (3), имеющего нижнюю поверхность (7) скольжения и верхнюю поверхность (23) соединения с поверхностью резекции большой берцовой кости, а также вкладыша, имеющего две поверхности (15, 16) скольжения, взаимодействующие с поверхностями (7, 10) скольжения верхнего и нижнего компонентов (3,4). Верхний компонент (3) во фронтальном и/или сагиттальном разрезе между своей нижней поверхностью (7) скольжения и верхней поверхностью (23) соединения и/или вкладыш (5) между своими поверхностями (15, 16) скольжения в сагиттальном разрезе имеют клиновидную форму. Система эндопротезов голеностопного сустава состоит из нижнего компонента (4), соединенного с таранной костью (2) и имеющего верхнюю поверхность (10) скольжения, верхнего компонента (3), имеющего параллельные нижнюю поверхность (7) скольжения и поверхность (23) соединения с поверхностью резекции большой берцовой кости (1), а также вкладыша (5), имеющего две поверхности (15, 16) скольжения, взаимодействующие с поверхностями (7, 10) скольжения верхнего и нижнего компонентов (3, 4). Вкладыш не имеет расширения в переднем или заднем направлении. Упомянутая система также содержит корректирующие верхние компоненты, которые могут быть использованы вместо верхних компонентов (3) с параллельными верхней и нижней поверхностями. Корректирующие компоненты имеют клиновидную форму между нижней поверхностью скольжения (7) и верхней поверхностью соединения (23) в сагиттальном и/или фронтальном разрезе, и/или содержат корректирующие вкладыши, которые могут быть использованы вместо вкладышей, не имеющих расширения в переднем или заднем направлении. Корректирующие вкладыши имеют клиновидную форму в сагиттальной плоскости между поверхностями скольжения (15, 16). 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Для протезирования голеностопного сустава применяют эндопротез, известный из уровня техники. Этот эндопротез состоит из компонента, соединенного с таранной костью, компонента, соединенного с большой берцовой костью, и вкладыша (DE-U-8812806, Prospekt "LINK S.T.A.R. Totale Sprunggelenkprothese" [H.Kofoed] der Firma Waldemar Link (GmbH & Co.), Hamburg - "Тотальный протез голеностопного сустава"). Голеностопный компонент и вкладыш взаимодействуют друг с другом по поверхности скольжения, что позволяет выполнять сгибания и разгибания в сагиттальной плоскости. Взаимодействующие поверхности скольжения голеностопного компонента и вкладыша делают возможным вращение вокруг вертикальной оси. Эти поверхности могут быть плоскими, чтобы обеспечить плавность движений в переднезаднем и медиолатеральном направлениях. Стабилизация обеспечена благодаря естественному связочному аппарату.
В этом известном протезе верхняя и нижняя поверхности скольжения вкладыша во фронтальной плоскости расположены параллельно друг другу, так как протезирование сустава не должно приводить к изменению положения. Однако оказалось, что после операции латеральные и медиальные связки сустава нередко имеют различное напряжение, в результате чего возникают жалобы. Это является следствием аномальной анатомии или неправильного выбора хирургом плоскости резекции большой берцовой кости для соединения с протезом.
Целью настоящего изобретения является предотвращение или уменьшение дисбаланса между реально существующими анатомическими (и соответственно оперативными) особенностями, с одной стороны, и протезом - с другой.
Решение, предложенное в изобретении, раскрыто в признаках пунктов 1-6 формулы. В заявленном изобретении предусмотрено использование клиновидного вкладыша и/или клиновидного компонента большой берцовой кости. Если хирург определит, что при применении обычного протеза напряжение связок будет различным, то он может скомпенсировать это различие, применяя корректирующие компоненты, имеющие клиновидную форму во фронтальной плоскости. Более широкую сторону клиновидной корректирующей пластины размещают с той стороны, где напряжение связок в случае использования обычных компонентов было бы недостаточным. Если хирург установит, что плоскость резекции большой берцовой кости проходит не перпендикулярно кости, или на каком-либо ином основании захочет, чтобы плоскости протеза располагались не перпендикулярно оси кости, то он может применить корректирующие компоненты, имеющие клиновидную форму в сагиттальной плоскости. Если хирургу желательно, чтобы нижняя поверхность скольжения верхнего компонента располагалась определенным образом относительно большой берцовой кости или направления действия нагрузки, то он, в общем, использует компоненты большой берцовой кости, выполненные в виде корректирующих компонентов. Если же, напротив, плоскость резекции большой берцовой кости ориентирована правильно, и речь идет о том, чтобы учесть анатомические особенности ноги, то в качестве корректирующего элемента он предпочтет вкладыш.
Заявленное изобретение не затрагивает клиновидную форму вкладыша во фронтальной плоскости, так как это является предметом старой, ранее не публиковавшейся, патентной заявки РСТ/ЕР02/02573.
Тот факт, что верхний компонент имеет клиновидную форму, на практике никаких затруднений не вызывает, поскольку его верхняя поверхность, взаимодействующая с костью, и нижняя поверхность скольжения являются плоскими, или, практически, плоскими. Главную роль при определении возможной клиновидности вкладыша в сагиттальной плоскости играет сравнение с обычными вкладышами. Между прочим, нетрудно определить не только положение практически плоской верхней поверхности скольжения вкладыша, но и общую ориентацию нижней поверхности скольжения. В заявленном изобретении вкладыш является клиновидным в сагиттальной плоскости в том случае, если по сравнению с обычным вкладышем он имеет расширение в переднем или в заднем направлении.
В рамках данного изобретения клиновидность в сагиттальной плоскости можно комбинировать с клиновидностью во фронтальной плоскости. Однако возможно, чтобы клиновидность имела место только в сагиттальной или только во фронтальной плоскости без комбинированной клиновидности одновременно во фронтальной и сагиттальной плоскостях.
Угол клина лежит в пределах от 1 до 16°, предпочтительно в пределах от 3 до 8°.
Чтобы ориентация клина вкладыша не менялась из-за вращения вкладыша вокруг вертикальной оси, его целесообразно принудительно зафиксировать со стороны таранной или большой берцовой кости. Для этого взаимодействующим парам поверхностей скольжения придают форму (например, цилиндрическую), определяющую требуемое положение. Это удобнее всего осуществить в сочленении между таранной костью и вкладышем.
Чтобы хирург имел возможность выбора угла клина, для каждого протеза в его распоряжении должны быть разные корректирующие компоненты. Чтобы уменьшить связанные с этим проблемы, целесообразно, чтобы конструкция корректирующих компонентов была как можно проще. Поэтому целесообразно, чтобы эти компоненты состояли из одного и того же стандартного элемента и клиновидного элемента. Стандартный элемент изготавливают в одном и том же варианте, в различных вариантах производят только клиновидные элементы. Это относится, в частности, к случаю, когда верхний компонент применяют в качестве корректирующего компонента, а стандартный элемент представляет собой приспособление для крепления к большой берцовой кости.
Заявленное изобретение также относится к системе эндопротезов голеностопного сустава, состоящей из нижнего компонента 4, соединенного с таранной костью 2 и имеющего верхнюю поверхность 10 скольжения, верхнего компонента 3, имеющего параллельные нижнюю поверхность 7 скольжения и поверхность 23 соединения с поверхностью резекции большой берцовой кости 1, а также вкладыша 5, имеющего две поверхности 15, 16 скольжения, взаимодействующие с поверхностями 7, 10 скольжения верхнего и нижнего компонентов 3, 4, при этом вкладыш не имеет расширения в переднем или заднем направлении, отличающейся тем, что она содержит корректирующие верхние компоненты 3, которые могут быть использованы вместо верхних компонентов 3 с параллельными верхней и нижней поверхностями, причем корректирующие компоненты имеют клиновидную форму между нижней поверхностью скольжения 7 и верхней поверхностью соединения 23 в сагиттальном и/или фронтальном разрезе, и/или содержат корректирующие вкладыши, которые могут быть использованы вместо вкладышей 5, не имеющих расширения в переднем или заднем направлении, причем корректирующие вкладыши имеют клиновидную форму в сагиттальной плоскости между поверхностями скольжения 15, 16.
Ниже изобретение раскрыто более подробно со ссылками на чертежи, которые наглядно показывают предпочтительные примеры его воплощения. На чертежах показано следующее:
на фиг.1 представлен сагиттальный разрез сустава с протезом;
на фиг.2 изображен протез в аксонометрии;
на фиг.3 представлено в аксонометрии расположение имплантированных верхнего и нижнего компонентов протеза перед установкой вкладыша;
на фиг.4 показан фронтальный разрез верхнего корректирующего компонента;
на фиг.5 показан сагиттальный разрез верхнего корректирующего компонента;
на фиг.6 показан сагиттальный разрез корректирующего вкладыша;
на фиг.7 показан верхний корректирующий компонент, состоящий из двух частей.
Между большой берцовой костью 1 и таранной костью 2 находится протез, который состоит из верхнего компонента 3, нижнего компонента 4 и вкладыша 5. Верхний компонент 3 включает в себя пластину 6, нижняя сторона 7 которой является поверхностью скольжения. Выступы 8 предназначены для закрепления в соответствующих резекционных выемках 9 большой берцовой кости 1.
Нижний компонент 4 имеет выпуклую поверхность 10 скольжения, цилиндрическую или коническую. Она имеет ребро 11, ориентированное в направлении относительного перемещения вкладыша при сгибательных и разгибательных движениях. Кроме того, нижний компонент имеет боковые грани 12, взаимодействующие с прилегающими поверхностями скольжения большой берцовой кости 1 и малой берцовой кости 13.
Вкладыш 5 имеет плоскую верхнюю поверхность 15, сопряженную с поверхностью 7 скольжения, и нижнюю поверхность 16 скольжения, сопряженную с поверхностью 10 скольжения нижнего компонента 4. Вкладыш имеет паз 17 для ребра 11. Это ограничивает перемещение вкладыша 5 в боковом направлении относительно нижнего компонента 4. Вкладыш участвует в сгибательных и разгибательных движениях.
Верхний и нижний компоненты 3 и 4 предпочтительно выполнены из металла, а вкладыш 5 - из полимера с малым коэффициентом трения, например полиэтилена. Однако можно использовать и другие материалы с достаточной прочностью и малым коэффициентом трения, например керамику.
Вследствие сопряженности поверхностей скольжения 10 и 16, а также благодаря ребру 11, которое взаимодействует с пазом 17, вкладыш 5 не вращается вокруг вертикальной оси относительно голеностопного нижнего компонента 4. Ориентация вкладыша определена также положением нижних компонентов. Представленное конструктивное решение полностью исключает вращательные движения нижних компонентов вокруг вертикальной оси относительно вкладыша, но можно подумать и о таких конструкциях, в которых эти движения либо были бы возможны в определенных пределах, либо благодаря устройству поверхностей скольжения они бы только тормозились, а не исключались.
Сказанное выше, раскрытое с помощью фиг.1-3, относится как к конструкциям с обычными компонентами, так и к вариантам с корректирующими компонентами.
На фиг.4-6 показаны примеры корректирующих компонентов. На фиг.4 представлен вид спереди верхнего компонента 3, который выполнен в виде корректирующего компонента. С левой стороны 20 (смотри чертеж) этот компонент имеет большую толщину, чем с противоположной стороны. Этот компонент симметричен относительно своей фронтальной средней плоскости, поэтому утолщенная сторона 20 по выбору хирурга может прилегать либо к латеральной, либо к медиальной стороне сустава.
На фиг.5 показан сагиттальный разрез верхнего компонента 3. К левому краю 21 этот компонент утолщен в виде клина. Верхняя поверхность компонента симметрична относительно фронтальной плоскости. Поэтому утолщенный край по выбору хирурга может быть расположен в суставе спереди или сзади. Угол 22 клина между верхней поверхностью 23 крепления и нижней поверхностью скольжения 7 в обоих примерах составляет примерно 5°.
На фиг.6 показан сагиттальный разрез корректирующего вкладыша 5. Нижняя поверхность 16 вкладыша, представляющая собой поверхность скольжения, в основном, примерно параллельна вспомогательной линии 24. Эта линия показана для определения угла 19 клина вблизи верхней поверхности 15 скольжения. В этом случае предполагают, что линия 24 в обычных вкладышах проходит, в общем, параллельно нижней поверхности. Решающую роль при определении формы клина вкладыша всегда играет сравнение с обычными компонентами протезного устройства.
Ограничивать коррекцию только одним компонентом не обязательно. Напротив, корректирующие компоненты используют как для верхнего компонента, так и для вкладыша. Этот вариант показан на фиг.1.
Сразу же после имплантации нижнего компонента 4 хирург с помощью соответствующих инструментов при напряженных боковых связках может определить, нормально ли проходит плоскость резекции большой берцовой кости относительно нижнего компонента 4 или необходима коррекция.
В последнем случае он решает, какие корректирующие компоненты следует выбрать для верхнего компонента, для вкладыша или для обоих элементов. Кроме того, хирург также выбирает направление и величину клиновидности. Необходимые замеры возможно осуществить даже при вставленном верхнем компоненте 3. После этого решают, следует ли применять в качестве вкладыша корректирующий компонент.
На фиг.7 наглядно показано, каким образом верхний компонент состоит из стандартного элемента 25, представляющего собой приспособление для крепления к большой берцовой кости, и клиновидного элемента 26. Так как стандартный элемент 25 включает в себя крепежные выступы 8, конструкция клиновидного элемента 26, выполненного в большом количестве вариантов с различными углами клина, упрощена. Оба элемента могут быть соединены друг с другом любым известным способом. Например, они могут быть привинчены друг к другу. Эти элементы также могут быть изготовлены с различными сопряженными, взаимодействующими друг с другом выступами и выемками. Это позволяет соединять элементы без существенных проблем.
1. Эндопротез голеностопного сустава, состоящий из нижнего компонента (4), соединенного с таранной костью (2) и имеющего верхнюю поверхность (10) скольжения, верхнего компонента (3), имеющего нижнюю поверхность (7) скольжения и верхнюю поверхность (23) соединения с поверхностью резекции большой берцовой кости, а также вкладыша, имеющего две поверхности (15, 16) скольжения, взаимодействующие с поверхностями (7, 10) скольжения верхнего и нижнего компонентов (3, 4), отличающийся тем, что верхний компонент (3) во фронтальном и/или сагиттальном разрезе между своей нижней поверхностью (7) скольжения и верхней поверхностью (23) соединения и/или вкладыш (5) между своими поверхностями (15, 16) скольжения в сагиттальном разрезе имеют клиновидную форму.
2. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что взаимодействующие поверхности (10, 16) скольжения нижнего компонента (4) и вкладыша (5), выполнены без возможности относительного вращения вокруг вертикальной оси.
3. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что взаимодействующие поверхности (7, 15) скольжения верхнего компонента (4) и вкладыша (5) выполнены с возможностью относительного вращения вокруг вертикальной оси.
4. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что угол (19, 22) клина лежит в пределах от 1 до 16°.
5. Эндопротез по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что верхний компонент (3) состоит из клиновидного элемента (26), выбранного из имеющихся в распоряжении элементов с различными углами клина, и приспособления (25) для крепления к большой берцовой кости.
6. Система эндопротезов голеностопного сустава, состоящая из нижнего компонента (4), соединенного с таранной костью (2) и имеющего верхнюю поверхность (10) скольжения, верхнего компонента (3), имеющего параллельные нижнюю поверхность (7) скольжения и поверхность (23) соединения с поверхностью резекции большой берцовой кости (1), а также вкладыша (5), имеющего две поверхности (15, 16) скольжения, взаимодействующие с поверхностями (7, 10) скольжения верхнего и нижнего компонентов (3, 4), при этом вкладыш не имеет расширения в переднем или заднем направлении, отличающаяся тем, что она содержит корректирующие верхние компоненты, могущие быть использованы вместо верхних компонентов (3) с параллельными верхней и нижней поверхностями, причем корректирующие компоненты имеют клиновидную форму между нижней поверхностью скольжения (7) и верхней поверхностью соединения (23) в сагиттальном и/или фронтальном разрезе, и/или содержат корректирующие вкладыши, могущие быть использованы вместо вкладышей, не имеющих расширения в переднем или заднем направлении, причем корректирующие вкладыши имеют клиновидную форму в сагиттальной плоскости между поверхностями скольжения (15, 16).
