Пористый протез тазобедренного сустава - RU2137442C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, которые могут быть использованы в травматологии и ортопедии для протезирования тазобедренного сустава, получившего повреждение в результате травмы или заболевания.

Известен протез тазобедренного сустава (PCT/FR 91/00297, WO 91/16016), состоящий из тела и верхнего шарнира, ось которого образует угол с продольной осью бедра. Нижняя часть протеза тазобедренного сустава (хвостовик) имеет продольные каналы (пазы), сечение и размеры которых в метафизарной части позволяет удерживать сжимаемый, биологически совместимый с костной тканью бедренной кости пористый материал, который позволяет вживить протез, введенный в костно-мозговой канал бедренной кости, без цемента.

Однако небольшой объем и малая поверхность контакта биологически совместимого пористого материала с костной тканью бедренной кости не позволяют обеспечить глубокую регенерацию костной ткани в имплантат и, тем самым, обеспечить надежную фиксацию протеза, что влечет за собой сокращение срока функционирования протеза и увеличивает срок реабилитации больного.

Известен так же протез тазобедренного сустава (патент США N 5004476, опубл. 91. 04. 02.), выбранный в качестве прототипа и состоящий из штифта, имплантируемого в костно-мозговой канал бедренной кости и изготовленного из инертного материала, медиальной манжеты, примыкающей к верхнему концу проксимальной части штифта, и бедренной головки, посаженной на верхний конец штифта. На проксимальной части штифта и на подлежащей стороне медиальной манжеты нанесено пористое покрытие, обеспечивавшее механическое блокирование протеза в костно-мозговом канале бедренной кости.

Опыт эксплуатации известного протеза показал, что его конструкция не позволяет обеспечить надежную фиксацию протеза в костно-мозговом канале бедренной кости и, тем самым, сократить срок реабилитации больного, так как небольшой объем и малая площадь контакта пористого покрытия протеза с костной тканью бедренной кости не обеспечивают глубокую регенерацию костной ткани в имплантат. Кроме того, известная конструкция не обеспечивает продолжительный срок функционирования протеза, так как его жесткость и небольшая площадь пористого покрытия по сравнению с обшей площадью имплантируемого протеза не исключают возможности травмирования (сдавливания) мягких костных тканей в процессе движения, что с течением времени приводит к их локальному омертвлению и требует повторного хирургического вмешательства.

В основу заявляемого изобретения положена задача создания протеза тазобедренного сустава, который, по меньшей мере, обеспечивал бы максимально глубокую регенерацию костной ткани в имплантат, повышая, тем самым, надежность безцементной фиксации протеза в бедренной кости, уменьшал бы срок реабилитации больного и увеличивал бы срок функционирования протеза.

Поставленная задача согласно изобретению решается за счет того, что в протезе тазобедренного сустава, состоящем из имплантируемого в костно-мозговой канал бедренной кости фигурного штифта, сужающегося от проксимального конца к дистальному и выполненного из инертного материала с наличием пор, расположенных в верхней части штифта конической шейки и закрепленной на ней шаровой бедренной головки, штифт выполнен обьемно-пористым со сквозной структурой пор, с пористостью и размерами пор, увеличивающимися от дистального конца штифта к проксимальному концу, при этом объем пор заполнен препаратом, стимулирующим регенерацию.

Выполнение штифта объемно-пористым позволяет максимально увеличить площадь пористой поверхности, контактирующей с мягкой костной тканью, и обеспечивает вшивание костной ткани в имплантат по всей или большей части его поверхности, а выполнение пор со сквозной структурой обеспечивает максинально глубокое врастание мягкой костной ткани в имплантат. В результате этого обеспечивается более стабильное безцементное крепление протеза в костно-мозговом канале бедренной кости, увеличивая при этом срок функционирования самого протеза. Заполнение объема пор большим количеством препарата, стимулирующего остеогенез, позволяет ускорить процесс регенерации костной ткани в имплантат и ускорить приживляемость протеза, сокращая при этом срок реабилитации больного. Кроме того, объемно-пористая структура штифта обеспечивает амортизирующее действие при воздействии нагрузок на протез, которые возникает при его эксплуатации. Амортизирующее действие протеза усиливается при изменении его пористости по длине в пределах 1-70% и при изменении размера пор в пределах 5-200 мкм.

На наружную поверхность штифта дополнительно может быть нанесено непроницаемое биологически совместимое легко удаляемое в организме покрытие, которое в процессе введения протеза в костно-мозговой канал бедренной кости предотвращает преждевременное удаление части препарата, стимулирующего остеогенез, и которое уменьшает травмированне мягкой костной ткани за счет уменьшения трения при введении штифта в костно-мозговой канал. Повышение надежности фиксации протеза в костно-мозговом канале бедренной кости, обеспечивается за счет увеличения плошади контактирующей поверхности штифта с костной тканью путем выполнения на наружной поверхности штифта зернистой структуры и/или при выполнении на боковых поверхностях проксимальной части штифта рифлений, размеры выступов которых в 1,5-50 раз больше размеров частиц материала, из которого изготовлен штифт протеза.

На фиг.1 изображен общий вид протеза тазобедренного сустава: на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 в масштабе 1000:1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Протез тазобедренного сустава (фиг.1) состоит из Г-образного штифта 1, сужающегося от проксимального конца 2 к дистальному концу 3, конической шейки 4, расположенной в верхней части штифта 1, и закрепленной на ней шаровой бедренной головки 5. Штифт 1 изготовлен из инертного материала на основе титана, титанового сплава или керамики на основе титана объемно-пористым с увеличивавшейся пористостью по длине штифта 1 от дистального конца 3 к проксимальному концу 4 в пределах 1-70% и размерами пор 6 в пределах 5-200 мкм. Коническая шейка 4 и шаровая бедренная головки 5 протеза могут быть изготовлены из титана или титанового сплава, хромоникельмолибденового сплава или другого аналогичного материала. На боковых поверхностях В и Г проксимальной части штифта 1 выполнено рифление 7, размеры выступов которого в 1,5-50 раз больше размеров частиц, из которого изготовлен штифт 1. Остальная часть наружной поверхности штифта 1, а также поверхность рифлений выполнена зернистой. Объем пор 6 заполнен препаратом 8, стимулирующим остеогенез, например коллагеном. Сверху на всю поверхность штифта нанесено покрытие 9 из натурального воска по всей наружной поверхности штифта 1.

Протез тазобедренного сустава используют следующим образом.

Производят разрез мягких тканей в области тазобедренного сустава, удаляют измененную головку и шейку бедренной кости. В костно-мозговом канале бедренной кости формируют специальным инструментом ложе под штифт 1 протеза, который устанавливают в костно-мозговой канал на требуемую глубину. Шаровую бедренную головку 5 протеза размешают в естественной или искусственной вертлужной впадине, которую формируют с помощью фрез по форме и размерам головки 5, и фиксируют ее. Рану послойно зашивают и, при необходимости, ставят дренажную систему.

Выполнение штифта 1 протеза тазобедренного сустава объемно-пористым с зернистой наружной поверхностью и выполнение на его боковых поверхностях В и Г рифлений 7 позволяет максимально увеличить площадь контактирующих поверхностей протеза с костно-мозговым каналом, увеличивая при этом площадь регенерации костной ткани в имплантат. Выполнение в штифте 1 пор 6 со сквозной структурой и заполнение их объема препаратом 8 (коллагеном) позволяет максимально углубить регенерацию костной ткани в имплантат, ускорить процесс вживаемости протеза и, тем самым, сократить срок реабилитации больного. Такого рода протез тазобедренного сустава повышает надежность безцементной фиксации протеза в костно-мозговом канале и увеличивает срок функционирования протеза. Выполнение штифта 1 объемно-пористым с изменяющейся по длине пористостью в пределах 1-70%, а размера пор 6 в пределах 5-200 мкм оказывает амортизирующее действие и позволяет локализовать образование микротрещин в протезе при воздействии на него нагрузок. Покрытые 9 из натурального воска, который удаляется в организме в течение 10-20 минут, позволяет уменьшить трение при его введении в 3-20 раз и предотвратить преждевременное поступление препарата 8 (коллагена) в организм.

Использование протеза тазобедренного сустава заявляемой конструкции в ортопедии и травмотологии позволяет повысить надежность безцементной фиксации протеза в костно-мозговом канале бедренной кости, увеличить срок функционирования протеза, снизить срок реабилитации больного.

Реферат

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в травматологии и ортопедии для протезирования тазобедренного сустава. Сущность изобретения: в протезе тазобедренного сустава, состоящем из фигурного штифта, изготовленного из инертного материала с наличием пор, и расположенных в верхней части штифта конической шейки и закрепленной на ней бедренной головки, штифт выполнен объемно-пористым со сквозной структурой пор, при этом пористость и размеры пор увеличиваются от дистального конца к проксимальному концу, а объем пор заполнен препаратом, стимулирующим регенерацию. Кроме того, штифт выполнен с изменяющейся пористостью в пределах 1-70% и изменяющимися размерами пор в пределах 5-200 мкм, а на боковых поверхностях проксимальной его части выполнены рифления, размеры выступов которых в 1,5-50 раз больше размеров частиц материала, из которого изготовлен штифт. При этом штифт выполнен с наружной поверхностью, имеющей зернистую структуру, а его наружная поверхность покрыта непроницаемым, биологически совместимым с костной тканью, легко удаляемым в организме покрытием. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности безцементной фиксации протеза в кости. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

Формула