протез межпозвонкового диска

Формула изобретения

Протез межпозвонкового диска, содержащий две оппозитно расположенные пластины из пористого твердого материала и промежуточный эластичный элемент, соединенный с каждой пластиной через буферный слой из композита обоих материалов, отличающийся тем, что в качестве материала пластин выбран сверхэластичный никелид титана с проницаемой пористостью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относятся к медицинской технике, а именно к вертебральной хирургии, и используется для тотального протезирования межпозвонкового диска.

Межпозвонковые диски соединяют отдельные позвонки в позвоночный столб, обеспечивают угловую и осевую подвижность и амортизационное свойство последнего. При такой функциональной широте анатомическое содержание диска достаточно простое и целесообразное. Жидкостное (пульпозное) ядро диска со стороны позвонков окружено гиалиновыми пластинками, которые замкнуты на внешнюю оболочку - фиброзное кольцо.

Многочисленные заболевания позвоночника зачастую связаны с несостоятельностью межпозвонкового диска. Радикальное хирургическое лечение дисковой дистрофии, в крайнем случае, состоит в удалении диска и замещении его блокировочными элементами, либо протезом, разработка которых в последнее время успешно развивается. В основе конструкций протезов лежит моделирование натурального межпозвонкового диска.

Известен протез межпозвонкового диска [1], использующий шарнирно-пружинный механизм сочленения двух половин устройства. Цилиндрический шарнир обеспечивает угловую подвижность в саггитальной плоскости (15 - 20^o) и за счет осевого люфта на концах шарнира - небольшую (3 - 6^o) боковую угловую подвижность. Две спиральные цилиндрические пружины из титанового сплава выполняют амортизационную функцию диска. Фиксация половин диска к верхнему и нижнему позвонкам осуществляется винтами. Для срастания с костью позвонков контактные поверхности диска выполнены пористыми.

Недостаток протеза - конструктивная сложность, низкая биосовместимость.

Известен протез межпозвонкового диска [2] на основе сферического шарнира. Две оппозитно расположенные металлические пластины имеют вогнутые поверхности, обращенные кнутри. В образованной сферообразной полости расположен двояковыпуклый промежуточный элемент из высокоплотного полиэтилена. Устройство по своей структурной сущности более близко к природному диску. Недостатки протеза - недостаточность обеспечения подвижности, низкая биосовместимость, малый срок службы.

Известен протез межпозвонкового диска из полиуретана неоднородной жесткости [3]. Он содержит две оппозитно расположенные пластины из жесткого полиуретана и скрепленный с ними промежуточный эластичный элемент, жестко скрепленный с ними. Эластичный элемент имеет слоистую структуру: центральная область - из мягкого полиуретана - скроена слоем полиуретана средней жесткости, армированным дакроновыми нитями, и далее неармированным полиуретаном средней жесткости.

Взаимная подвижность пластин, передаваемая соседним позвонкам, обеспечивается за счет эластичности промежуточного элемента. Отсутствие трущихся поверхностей делает его более износостойким, чем вышеуказанные аналоги.

Недостаток устройства - низкая биосовместимость и вытекающий из этого малый срок службы.

Известен протез межпозвонкового диска, принятый по наибольшему сходству за прототип предлагаемого изобретения [4]. Он содержит две, оппозитно расположенные пористые титановые пластины и промежуточный эластичный элемент из высокоплотной полиолефиновой резины, соединенный с каждой пластиной через буферный слой из композита обоих материалов. Угловая и осевая подвижность пластин обеспечивается за счет эластичности резины. Шипы на соединяющихся с костью поверхностях пластин предотвращают их миграцию после установки; пористая структура пластин, прорастающая костной тканью - в последующем периоде остеосинтеза. Недостаток устройства - низкая биомеханическая совместимость и вытекающая из этого надежность протеза. Пористость несквозная. Поверхностное прорастание недостаточно глубокое и потому непрочное. Это - недостаток, обуславливающий низкую биомеханическую совместимость.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение биосовместимости, надежности и срока службы протеза.

Указанный технический результат достигается тем, что в протезе межпозвонкового диска, содержащем две оппозитно расположенные пластины из твердого пористого материала и промежуточный эластичный элемент, соединенный с каждой пластиной через буферный слой из композита обоих материалов, в качестве материала пластин выбран сверхэластичный никелид титана.

Выбор проницаемопористого сверхэластичного никелида титана в качестве материала пластин обеспечивает наиболее надежное скрепление их с костной тканью из всех известных медицинских материалов аналогичного назначения. Это свойство обусловлено сходством деформационных характеристик никелида титана и костной ткани [5], благодаря чему сведено к минимуму напряжение в пограничном слое "металл - кость" и отторжение организмом инородного тела. Свойственная никелиду титана сверхэластичность сопутствует амортизирующему и обеспечивающему подвижность действию промежуточного слоя.

Совокупное действие указанных свойств пластин обуславливает технический результат предложения. Кроме того, устройство относительно просто в производстве и установке, надежно и долговечно в работе.

Соответствие устройства критерию изобретения "технический уровень" следует из отсутствия сведений о сходной причинно-следственной связи отличительных признаков и свойств устройств в целом.

На иллюстрациях представлено:

на фиг. 1 - протез межпозвонкового диска (в поперечном разрезе) 1 -пластины, 2 - промежуточный элемент, 3 - буферный слой;

на фиг. 2 - рентгенограмма операционного поля до операции;

на фиг. 3 - рентгенограмма установленного протеза межпозвонкового диска.

Достижимость технического результата подтверждена конкретным примером протезирования межпозвонкового диска в Центре Восстановления Травматологии и Ортопедии г. Томска.

Больной Ч, 53 года (история болезни N 1161) поступил с диагнозом: поясничный остеохондроз с преимущественным поражением диска L4-5 (фиг. 2.).

7.04.97 г. больному выполнена операция - протезирование межпозвонкового диска. Использован протез, соответствующий предлагаемому изобретению (фиг. 1). Толщина пластин 1-3 мм, толщина промежуточного элемента 2-3 мм, толщина буферного слоя 3- 1 мм. Диаметр пластин 23 мм. Материал пластин 1 - пористый никелид титана марки ТН-1 П. Материал промежуточного слоя - фторопласт.

Установка протеза излагается по истории болезни. Под эндотрахеальным наркозом в положении больного лежа на спине внебрюшинным доступом по Чаклину слева обнажена передняя поверхность позвоночника на уровне и в окрестностях позвонков L 4, L 5. Диск L 4-5 локализован и вместе с передней продольной связкой выделен на ширину тела позвонка.

Рассечением продольной связки в двух уровнях по толщине фиброзного кольца и самого фиброзного кольца по оси симметрии образован связочно-дисковый створчатый лоскут. Удалено пульпозное ядро диска и остеофиты с тел позвонков. При максимальной реклинации поясничного отдела и умеренном его продольном вытяжении протез межпозвонкового диска введен и плотно зафиксирован прекращением реклинации и вытяжения. Связочно - дисковый лоскут сшит над протезом. Рана ушита, забрюшинное пространство дренировано трубкой.

Послеоперационный контроль в течение 8 месяцев свидетельствует о полной состоятельности операции. Положение протеза (фиг. 3) хорошее. Объем движения в поясничном отделе полностью сохранился. Больной занимается физическим трудом на садовом участке. Жалоб нет.

Источники информации

1. Hedman Т. Р., Kostuik Fernie G.R., Hellier W.G. Desigu of an intervertebral disc prasthesis. US patent N 4759769, June 1987.

2. Buttner - Janz K., Schellnak, Zippel H. Biomechanics of the SB Gharite lumbar intervertebral disc endoprosthesis. Jntern Orthopaedics (Sicot), 1988, 13, 173 -176.

3. Lee С.К., Langrana N.A., Alexander H., Clemow A., Chen E, Parsons J. R. Functional and biocompatible intervtrtebral dise spacer. US Patent, N 4911718, Mauh 27, 1990.

4. Poul Enker Arthur Steeff, The text book of spinal surgery. Total disk replacement, Lippincott Raven Publishes, Filadelfiya, Neu-York. 1996, p. 2275-2289.

5. В. Э. Гюнтер. В.И.Итин. и др. Эффекты памяти формы и их применение в медицине. -Новосибирск: Наука- 1992. -740 стр.