эндопротез тазобедренного сустава

Формула изобретения

Эндопротез тазобедренного сустава, содержащий вертлужную впадину, головку, выполненную монолитно с шейкой и оснащенную сквозными каналами, вертельный отдел и ножку, отличающийся тем, что шейка, имеющая цилиндрическую форму, оснащена цилиндрической полостью, дном обращенную к головке, через отверстия в дне полость шейки сообщается конически расположенными, дивергирующими каналами с суставной щелью, в полости шейки размещен с возможностью осевых перемещений, ответной формы выступ, выполненный на вертельном отделе, в кольцевой проточке выступа размещено уплотнительное кольцо, между торцом шейки и вертельным отделом установлен кольцевой амортизатор, а торец вертлужной впадины герметично соединен с вертельным отделом гофрированным, конической формы чехлом из жесткого материала, а образованная им полость соединяется с цилиндрической полостью шейки через радиальные каналы, при этом вся закрытая система полостей, образованная цилиндрической полостью шейки, конически расположенными в головке каналами, гофрированным чехлом и радиальными каналами заполнена смазочной жидкостью, вертлужная впадина выполнена из двух концентрически расположенных чаш, зазор между которыми заполнен материалом с амортизирующими свойствами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, конкретно - к травматологии-ортопедии. Предназначено для замещения патологически измененного в результате заболевания или деструктированного в результате травмы тазобедренного сустава.

Одной из проблем эндопротезирования является увеличение долговечности искусственных суставов. Решением этой проблемы может быть надежное обеспечение трущихся поверхностей эндопротеза смазкой.

В качестве аналога предлагаемого изобретения может быть рассмотрен эндопротез тазобедренного сустава [1], вертлужная впадина которого имеет на своей поверхности меридиональные канавки, сходящиеся в цистерне, расположенной на полюсе чаши вертлужной впадины, проходящие внутри стенок чаши и открывающиеся на ее торце через штуцеры в гофрированные трубки, содержащие смазочную жидкость.

При совершении движений конечностью сокращаются трубки с одной стороны и происходит растяжение группы трубок, расположенных диаметрально, при этом предполагается перемещение жидкости по канавкам, обеспечивающее смазку поверхности головки. Однако при изготовлении трубок из гофрированного эластичного материала возможна потеря подкачивающего эффекта за счет способности трубок к растяжению.

Наиболее близким по своему техническому решению к заявляемому является "Эндопротез Соловьева В.А. головки тазобедренного сустава" [2], принятый за прототип. Устройство, содержащее искусственную вертлужную впадину, шар с юбкой и гнездом под ножку эндопротеза тазобедренного сустава, имеет накопитель смазывающей жидкости и капиллярные каналы для ее транспортировки. Смазывающая жидкость поступает в капилляры, накопитель и далее на поверхность шара через расширенные заходные части из коллектора, расположенного у основания головки эндопротеза, шар совершает возвратно-поступательные движения в искусственной вертлужной впадине как поршень-шар. Однако данный эндопротез является открытой (незамкнутой) системой, что приводит к расходованию смазывающей жидкости. Проникновение жидкости в околосуставные ткани вызывает неадекватную реакцию тканей на нее. В процессе работы эндопротеза именно головка испытывает максимальные нагрузки. В данной конструкции ее экваториальная область, совершая возвратно-поступательные движения, подвергается дополнительным динамическим нагрузкам, а по мере использования жидкости будут возрастать и ударные нагрузки на полярную часть головки, что существенно ухудшает условия эксплуатации сустава.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения искомого технического результата, а именно увеличения срока службы эндопротеза за счет равномерной смазки трущихся частей по всей их контактной поверхности и снижения динамических ударных нагрузок.

Существенные признаки изобретения состоят в том, что в эндопротезе тазобедренного сустава, имеющего вертлужную впадину, головку, оснащенную сквозными каналами, выполненную монолитно с шейкой, вертельный отдел, ножку и шейку, которая имеет цилиндрическую форму, оснащена цилиндрической полостью, дном обращенной к головке, через отверстия в дне, полость шейки сообщается конически расположенными дивергирующими каналами с суставной щелью, в полости шейки размещен с возможностью осевых перемещений, ответной формы выступ, выполненный на вертельном отделе, в кольцевой проточке выступа размещено уплотнительное кольцо, между торцом шейки и вертельным отделом установлен кольцевой амортизатор, а торец вертлужной впадины герметично соединен с вертельным отделом гофрированным, конической формы чехлом из жесткого материала, а образованная им полость соединяется с цилиндрической полостью шейки через радиальные каналы, при этом вся закрытая система полостей, образованная цилиндрической полостью шейки, конически расположенными в головке каналами, гофрированным чехлом и радиальными каналами, заполнена смазочной жидкостью, вертлужная впадина выполнена из двух концентрически расположенных чаш, зазор между которыми заполнен материалом с амортизирующими свойствами.

Конически расположенные каналы, соединяющие полость шейки и суставную щель, обеспечивают равномерное распределение смазывающей жидкости по всей головке, так как при любом расположении конечности выход, хотя бы одного из каналов, доставляет жидкость в самую верхнюю точку головки.

Часть устройства, состоящая из размещенного в цилиндрической полости шейки цилиндрического выступа на вертельном отделе, оснащенного кольцевым уплотнителем и установленного между торцом шейки и вертельным отделом кольцевого амортизатора, является поршневым насосом, который в момент опоры на конечность впрыскивает по каналам под давлением жидкость, заполняющую систему полостей, в суставную щель.

Радиальные каналы на шейке обеспечивают заполнение внутренней полости шейки в фазу переноса конечности.

Герметичная конструкция позволяет избежать потерь смазывающей жидкости, препятствует ее проникновению в околосуставные ткани.

Чехол из жесткой гофрированной трубки обеспечивает подвижность сустава и гарантирует доставку жидкости в самые верхние точки головки без потери давления.

Наличие амортизаторов в головке и под торцом шейки снижает ударные динамические нагрузки на эндопротез в процессе работы.

Устройство представлено на прилагаемых иллюстрациях. На фиг.1 показан общий вид в разрезе; на фиг.2 - поперечный разрез устройства по А-А.

Эндопротез тазобедренного сустава содержит вертлужную впадину 1, выполненную из двух концентрически расположенных чаш 2 и 3, зазор между которыми заполнен материалом с амортизирующими свойствами 4. В чаше 3 размещена головка 5, соединенная шейкой 6 с вертельным отделом 7 ножки 8. Шейка 6 имеет цилиндрическую форму и оснащена цилиндрической полостью 9, в которой размещен выступ вертельного отдела 10, также цилиндрической формы. На конце выступа 10 в кольцевой проточке 11 установлено уплотнительное кольцо 12. Между торцом шейки 6 и вертельным отделом 7 размещен кольцевой амортизатор 13. Полость шейки 9 соединена конически расположенными в головке каналами 14 с суставной щелью, а радиальными каналами 15 - с полостью 16, образованной гофрированным чехлом 17, герметично закрепленным на торце вертлужной впадины 1 и на вертельном отделе 7 через кольца 18, 19 и прокладки 20 и 21 винтами 22.

Система полостей, образованная цилиндрической полостью шейки 9, конически расположенными в головке каналами 14, радиальными каналами шейки 15 и гофрированным чехлом 17, заполнена биологически инертной смазывающей жидкостью.

В опорную фазу шага под действием массы тела деформируется кольцевой амортизатор 13, и цилиндрический выступ вертельного отдела 10 с уплотнительным кольцом 12 перемещается ко дну цилиндрической полости 9, выдавливая смазывающую жидкость через конически расположенные каналы 14 на поверхность головки 5 в суставную щель.

При перемещении выступа 10 в полости 9 перекрываются радиальные каналы шейки 15, и движения жидкости по ним не происходит, так как все полости системы заполнены, гофрированный чехол из жесткого материала не способен к изменению формы и для вытесненной из полости жидкости остается единственный путь - в суставную щель.

Жидкость самотеком по головке 5 стекает к шейке 6 и при дальнейшем движении сустава равномерно распределяется по суставной щели. В фазу переноса амортизатор 13, восстанавливая свою форму, вытягивает выступ вертельного отдела 10 из полости шейки 9, при этом освободившаяся полость 9 через открывшиеся радиальные каналы 15 заполняется смазывающей жидкостью.

Таким образом, циркулирующая жидкость смазывает рабочие поверхности сустава, снижая трение скольжения до жидкостного трения.

Устройство применяется следующим образом. Подбирают эндопротез необходимого для данного больного типоразмера, с амортизаторами, соответствующими весу пациента. Оперативное вмешательство по замене патологически измененного сустава осуществляют типично, путем иссечения рубцово-измененных капсул и параартикулярных тканей, резекции головки с последующей установкой эндопротеза.

Источники информации

1. Патент РФ №2183441, А 61 F 2/32, Бюл. №17, 2002 г.

2. Патент РФ №2138227, А 61 F 2/36, Бюл. №27, 1999 г.