Эндопротез сустава

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСГ 1 УГ)ЛИК П 9 5 А 61 Г 2/38 НИЕ ИЗОБРЕТЕН ИС АВ ователь- топедии ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4873924/14 (22) 31,08,90 (46) 07,05,93. Бюл. Ь. 17 (71) Ленинградский научно-исслед ский институт травматологии и орим, Р.Р, Вредена (72) Н.В, Корнилов, В,Ф. Канер, В.И. Карпцов, И.В. Дамаскин, И,В, Михайлов, К,А, Новоселов и Е,Н, Лещева (56) 1. Заявка Великобритании М 1390494, кл. А 61 Е 1/24, 1975,2. Заявка Великобритании М 1485681, кл. А 61 Р 1/24, 1977.3. ЕсЫег ),Гцпст)опа Ысопду)агКпее , епдоргозйез)з Моде Е.ЯАезсв)ар,1986, Йг6, с,6-9,(54) ЭНДОПРОТЕЗ СУСТАВА(57) Использование; в медицине, а именно в травматологии, Сущность: на каждом из стержней 1 установлена упругая опорная шайба 8, втулка 9 из материала, обладающего эффектом памяти формы с переменной в радиальном направлении пористостью и центрирующий элемент 7 в виде полусферических пластмассовых наконечников с продольными ребрами жесткости, Опорная шайба 8 выполнена в виде конуса с вершиной, направленной в сторону шарнира 6, и имеет сквозные отверстия. Положительный эффект; улучшаются условия эксплуатации, снижается травматизация стенок костномозгового канала. 3 ил.Изобретение относится к травматологии, а именно к эндопротезам суставов,предназначенных для восстановления функции суставов конечностей, Изобретениеможет быть использовано для протезирования суставов, образованйых длиннымитрубчатыми костями (напрймер коленного,локтевого) или суставов, у которых одна изсуставных поверхностей образована мета. физом длинной трубчатой кости (напримерплечевой, тазобедренный, голеностопный),пораженных в результате травмы или заболевания (первичный или посттравматический деформирующий артроз,ревматоидный полиартрит, асептическийнекроэ).Цель изобретения - создать эндопротезсустава, фиксация ножки которого, выполненной в виде стержня, в костномозговомканале не приводила бы к снижению, прочности кости, обеспечивая в то же время прочную связь стержня с костью, образующейстенки костномозгового канала, и допускала бы возможность легкой замены эндопротеэа при минимальной травматичностиоперации,Поставленная цель достигается тем, чтов эндопротезе сустава, на каждом из стержней (ножках) установлена упругая опорнаяшайба и втулка, выполненная из материала,обладающего эффектом памяти формы с переменной в радиальном направлении пористостью, имеющей воэможность контакта содной стороны с опорной шайбой, а с другойстороны - с центрирующим элементом ножки.Возможен вариант, при котором опорная шайба выполнена в виде конуса, у которого вершина направлена в сторонушарнира и имеет сквозные отверстия,Предварительно путем соответствующей термомеханической обработки втулкеиэ материала с эффектом памяти формыпридаются такие размеры и форма, чтобыона могла быть свободно надета на стержень и введена вместе с ним в костномозговой канал. После имплантации эндопротезапод действием нагрева до температуры конечности (37 градусов Цельсия) втулка расширяется, изменяет свою форму,восстанавливая свои исходные размеры, изаполняет объем костномозгового канала,прилегая с требуемым давлением к его стенкам и к поверхности стержня. Опорная шайба ограничивает расширение материалавтулки в сторону шарнира; Центрирующийэлемент ограничивает расширение материала втулки вглубь костномозгового канала.Наличие переменной в радиальном направлении пористости, помимо улучшения демпферирующих свойств эндопротеза и снижения внутрикостного давления, способствует равномерному распределениюдавления, оказываемого со стороны втулкина кость, вследствие чего предотвращаетсявозможность растрескивания кости во время операции, а также рассасывание костнойткани в зоне чрезмерного давления на нееножки, Кроме того, пористость на наружной10 поверхности втулки позволяет костной ткани прорастать в поры материала втулки, увеличивая прочность фиксации ножкипротеза,В то же время благодаря пористости15 материала в зоне отверстия при обжатии имстержня (ножки) происходит холодная диффузионная сварка этих элементов, обеспечивая их жесткое надежное соединение.Предлагаемый эндопротез после имп 20 лантации может быть легко извлечен из костномозгового канала, Для этого егодостаточно охладить до температуры пластической деформации материала втулки,после чего она легко удаляетсяне повреж 25 дая стенки костномозгового кайала.На фиг. 1 изображен эндопротез в исходном состоянии после имплантации; нафиг.2. - заготовка втулки эндопротеза, показанного на фиг. 1; на фиг, 3 - эндопротез в30 конечном имплантированном состоянии.Предлагаемый эндопротез рассматривается применительно к коленному суставу,хотя он может быть использован при протезировании различных суставов, у которых35 хотя бы одна из суставных поверхностейобразована длинной трубчатой костью.Эндопротез содеркит две ножки в видестержней 1 (фиг. 1), например, коническойформы, один из которых фиксируется в кос 40 тномозговом канале 2 бедренной кости 3, адругой - в костномоэговом канале 4 большеберцовой кости 5, Стержни соединены другс другом подвижно разъемным шарниром 6,имеющим известную конструкцию, описан 45 ную, например, Есерег 1 . Гцпс 1 опаЫсопбуаг шпее епборгозйеээ, Моде ЕЯ,Аезсцар. 1986, В 6, р. 6 - 9, Стержни 1 могутбыть выполнены за одно целое с соответствующими разъемными частями шарнира 6.50 Очевидно, что в случае использования предлагаемого эндопротеза для тазобедренногоили плечевого суставов, он содержит толькоодин стержень, вводимый в костномоэговойканал соответствующей длинной трубчатой55 кости, образующей один из суставных концов,На торцах свободных концов стержней1 закреплены центрирующие элементы 7 ввиде полусферических пластмассовых наконечников с продольными ребрами кестко1813426сти, На сопряженном с шарниром 6 конце изготовлены меньше соответствующих накаждого стержня 1 жестко закреплена опор- ружных размеров заготовки 10 (фиг. 2) на ная шайба 8 из упругого материала, напри-25;, а размеры отверстия втулки должмер высокомолекулярного полиэтилена, ны быть больше на такую же величину разимеющая форму конуса, обращенного вер меров отверстия заготовки 10.шиной к шарниру 6. Наружный диаметр и Очевидно, что относительные размеры угол конусности этой шайбы 8 выбираются заготовки 10 и втулки 9 (фиг. 7), изменение такими, чтобы. с одной стороны, обеспечить величины пористости по ее поперечному сесвободное введение стержня 1 в костномоз- чению, а также размеры втулки 9 зависят от говой канал 2 или 4, а с другой стороны, 10 физико-химических свойств ее материала и после распрямления шайбы 8 до плоской выбираются такими, чтобы усилие, развиваили близкой к плоской формы, она плотно емое в процессе восстановления формы ма. перекрывала сечение костномозгового ка- териалом втулки 9 в сторону стенки нала, Наличие сквозных отверстий в этой костно-мозгового канала 2 или 4, не превышайбе облегчит введение в костномозговой 15 шало предела прочности соответствующей канал лекарственных препаратов и улучшит кости, обеспечивая в то же время надежное условия диффузии тканевой жидкости. соединение с нею втулки 9, а усилие. дейстСогласно изобретению, фиксация каж- вующее на стержень 1, было как можно дого из стержней 1 в костномозговом кана- больше для достижения прочной связи втулле осуществляется с помощью втулки 9, 20 ки 9 со стержнем 1.выполненной из материала, обладающего Имплантация предлагаемого эндопроэффектом памяти формы, например, нике- теза осуществляется следующим образом.лида титана, имеющего следующий состав; После обработки костномозговых каналов титан 4,5 мас, никель 45,5 мас. . В ка- костей, образующих сустав, эндопротез изчестве материала втулки 9 может быть ис влекают из стерильной упаковки, ножки энпользован и любой другой сплав, допротеза 1 с надетыми на них втулками 9 и восстановление исходной формы которого центрирующими элементами 7 вводят в копроисходит при температуре около 37 С. стномозговые каналы. Эндопротез удеркиВтулка 9 изготавливается из конической вают в необходимом положении 30 - 60 с, За заготовки 10, показанной на фиг, 2, Эта за это время в связи с нагревом втулок 9 о овка имеет для никелида титана, указан- окружающих тканей примерно до 37 С наот ного выше состава, следующие размеры: чинает проявляться эффект памяти формы длина заготовки превышает длину стержня никелида титана, и каждая вт лка 9у а стремитзаготна - ь средний наружный диаметр ся восстановиться до формы и размтовки больше среднего диаметра кост своей исходной заготовки 10. показаннойеров номозгового канала на 5-7средний внут- на фиг, 2, При этом она давит на опорные ренний диаметр заготовки меньше шайбы 8, заставляя последние распрям- среднего диаметра стержня 1 примерно на ляться, При распрямлении шайбы 8 плотно. При этом пористость материала втулки прижимаются по краям к стенкам костно 9, например, увеличивается в радиальном на мозгового канала, как видно из фиг. 3, пере- правлении от ее внутренней поверхности к крывая сечение костно-мозговых каналов, наружной, например, на 40 - 60/,. Так, в слу- Когда длина втулок 9 станет равной длине чае изготовления втулки из никелида титанастержней 1 и дальнейшее расширение нике- значения пористости могут изменяться от лида титана в продольном направленииб - , до - 30, (средний диаметр пор 45 дет ограничено опорными шайбами 8 инии уизменяется от 100 до 800 мкм). Изменения центрирующими элементами 7, восстановпористости материала втулки 9 по ее попе- ление формы втулок 9 будет происходить в речному сечению достигается с помощью радиальном направлении - в сторон стеноктрадиционных методов порошковой метал- костномозговых каналов и в сторону стержлургии. 50 ней 1.Заготовку 10 (фиг. 2) обрабатывают пу- Достигнув своей наружной поверхнотем обжатия в специальном штампе при стью внутренней поверхности стенок кост С, уменьшая ее наружные размеры, и уве- номозговых каналов, втулки 9 прижимаются личивая размер ее отверстия так, чтобы она к ним с требуемым усилием, врезаясь пора- свободно надевалась на стержень 1 (фиг, 1) 55 ми в кортикальный слой кости, В результате и свободно входила в костномозговой ка- осуществляется надежное соединение втунал. Полученная в результате такой обра- лок с костью, Благодаря высокой пористоботки втулка 9 соответствует изображенной сти материала периферийных частей втулок на фиг, 1, Например, для никелида титана 9 давление,оказываемое каждой втулкой на наружные размеры втулки 9 должны быть соответствующую кость распределяетсяравномерно по внутренней поверхности стенок костно-мозгового канала, поэтому кость не растрескивается и ее прочность не . снижается. При этом за счет пористости материала втулки 9 сохраняется возможность циркуляции тканевой жидкости,Одновременно происходит уменьшение размеров внутреннего отверстия какдой втулки 9, и она плотно обжимает стержень 1. Ввиду изначально малой пористости материала на внутренней поверхности втулки 9 и большого усилия (30 - 60 кг/кв,мм), развиваемого этим материалом в процессе восстановления формы, при контакте втулки и стержня происходит холодная диффузионная сварка, обеспечивающая жесткое крепление стержня в костномозговом канале. После окончания деформации втулок, практически весь обьем костномозгового канала оказывается заполненным пористым материалом (фиг. 3).По истечению определенного времени после имплантации эндапротеза в поры втулки прорастает костная ткайь, что увеличивает прочность фиксации протеза и предотвращает егоасептическое расшатывание.Удаление эндопротеза, если возникает такая необходимость, осуществляют путем охлаждения стержней до температуры, при которой возникают пластические свойства материала, обладающего эффектом памяти формы, в клинической практике наиболее удобно производить охлаждение орошением конструкции хлорэтилом. После этого втулки уменьшаются по своим наружным размерам на 3-5 и вместе со стержнями свободно отделяются от стенок костномоз говых каналов, при этом в отличие от эндопротезов, ножки которых имеют резьбовую нарезку или фиксйруются при помощи цемента, отмечается незначительная травматизация стенок костномозгового канала. 10 Более того, втулки 9 со стержнями 1 остаются пригодными для дальнейшего использования после соответствующей обработки. Формула изобретения 1. Эндопротез сустава, содержащий два 15. стержня, соединенные последовательно посредством шарнира, и два центрирующих элемента, из которых каждый размещен насвободном конце соответствующего стержня, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 20 улучшения условий эксплуатации, на каждом из стержней установлены упругая опорная шайба и втулка, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы с переменной в радиальном направ лении пористостью и имеющей возможность контакта с одной стороны с опорной шайбой, а с другой стороны - с центрирующим элементом,2, Эндопротез по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что опорная шайба выполнена в виде конуса, у которого вершина направлена в. сторону шарнира и имеет сквозные отверстия, 01813426 Составитель К.новоселоТехред М,Моргентал . едакт рректор,О. Гу НТ СССР роизводственно-издательский комбин "П ", . Уат атент, г. Ужгород, ул.Га аказ В794 ТиражИИПИ Государственного комитета по из113035, Москва, Ж, Р Подписноеретениям и открытиямшская наб., 4/5