эндопротез тазобедренного сустава

Формула изобретения

Эндопротез тазобедренного сустава, содержащий головку, шейку, ножку и впадину, выполненную в виде двух полусферических чаш, расположенных концентрически с зазором, с возможностью взаимного сближения и отдаления, между чашами, в их углублениях, расположенных по радиусам, установлены демпфирующие элементы, при этом между торцом внешней чаши и фланцем внутренней, а также между ее фланцем и наружным крепежным кольцом установлены эластичные кольцевые прокладки, внутренняя чаша связана с внешней посредством направляющих, размещенных в отверстиях ее фланца и неподвижно закрепленных в торце внешней чаши, отличающийся тем, что на встречных поверхностях обеих чаш друг против друга расположены цилиндрические отверстия, на внутренней чаше они глухие, на внешней - сквозные, диаметры глухих отверстий соответствуют диаметрам нижних частей сквозных, в которых установлены с зазором по наружным диаметрам демпфирующие элементы в виде спиральных пружин сжатия, в средней части сквозных отверстий нарезана упорная резьба, которой соответствует резьба на нижних участках заглушек, торцы, со стороны резьбовых участков которых, служат упорными площадками для пружин, верхние участки заглушек выполнены цилиндрическими, гладкостенными, являются собственно заглушками сквозных отверстий, верхним участкам которых соответствуют по форме и диаметру, на верхних торцах каждой заглушки установлен шип в форме пирамиды, заостренные вершины шипов выступают над поверхностью внешней чаши.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицинской техники. Оно применяется в травматологии-ортопедии для замещения патологически измененного тазобедренного сустава. С целью гашения разнонаправленных знакопеременных нагрузок, действующих на искусственный сустав и приводящих к его нестабильности, используют различные демпфирующие элементы. Нередко для этой цели используют прокладки из эластичных материалов, которые, обладая неплохими поглощающими нагрузки качествами, достаточно быстро их теряют.

Известно устройство [1], где с целью гашения нагрузок, действующих на эндопротез при ходьбе, используют спиральные пружины, которые можно подбирать в соответствии с ростовесовыми данными пациента. Однако расположение двух пружин, установленных в этом устройстве по одной оси, обеспечивает демпфирование только в опорную фазу шага и в фазу переноса. При этом исключается восприятие и гашение разнонаправленных знакопеременных нагрузок, что чревато возникновением асептической нестабильности.

В качестве прототипа использован эндопротез тазобедренного сустава [2]. Впадина устройства состоит из двух концентрически с зазором расположенных полусферических чаш. На внутренней поверхности внешней чаши имеются углубления прямоугольной формы с размещенными в них (между чашами) плоскими пружинами. Данная конструкция рассчитана на демпфирование разнонаправленных знакопеременных нагрузок. К недостаткам устройства следует отнести наличие трения между плоскими пружинами и контактирующими с ними участками поверхностей чаш, приводящего к их неизбежному износу и выходу устройства из строя. Имеется также опасность заклинивания плоских пружин в зазоре между чашами, особенно в случаях, если произойдет их усталостный перелом.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения искомого технического результата, а именно: демпфирование разнонаправленных знакопеременных нагрузок, появляющихся в процессе эксплуатации устройства, для исключения возможности возникновения асептической нестабильности.

Эта сущность состоит в том, что эндопротез тазобедренного сустава содержит головку, шейку, ножку и впадину. Впадина выполнена в виде двух полусферических чаш, расположенных концентрически с зазором, с возможностью взаимного сближения и отдаления. Между чашами, в их углублениях, расположенных по радиусам, установлены демпфирующие элементы. Между торцом внешней чаши и фланцем внутренней, а также между ее фланцем и наружным крепежным кольцом установлены эластичные кольцевые прокладки. Внутренняя чаша связана с внешней посредством направляющих, размещенных в отверстиях ее фланца и неподвижно закрепленных в торце внешней чаши. На встречных поверхностях обеих чаш друг против друга расположены цилиндрические отверстия. На поверхности внутренней чаше эти отверстия глухие, на внешней чаше - сквозные. Диаметры глухих отверстий соответствуют диаметрам нижних участков сквозных отверстий. В этих отверстиях установлены, с зазором по наружным диаметрам, демпфирующие элементы в виде спиральных пружин сжатия. На средних участках сквозных отверстий нарезана упорная резьба, которой соответствует резьба на нижних участках заглушек. Торцы заглушек, со стороны резьбовых участков, служат упорными площадками для пружин. Верхние участки заглушек выполнены цилиндрическими, гладкостенными, являются собственно заглушками сквозных отверстий, верхним участкам которых соответствуют по форме и диаметрам. На верхних торцах каждой заглушки установлен шип в форме пирамиды. Заостренные вершины шипов выступают над поверхностью внешней чаши.

Цилиндрическая форма углублений, расположенных друг против друга на встречных поверхностях чаш, обеспечивает возможность размещения в них спиральных пружин.

Введение в конструкцию устройства спиральных пружин позволяет устранить трение между плоскими пружинами и контактирующими с ними участками поверхностей чаш, имеющее место в прототипе.

Введение в конструкцию устройства спиральных пружин вместо установленных в пазы нефиксированных плоских устраняет опасность их заклинивания в пространстве между чашами.

Введение в конструкцию устройства спиральных пружин сжатия, опирающихся на донья цилиндрических отверстий, наряду с кольцевидными эластичными прокладками обеспечивает сохранение равномерного зазора между чашами в исходном положении.

Преобладание диаметров цилиндрических отверстий над наружными диаметрами спиральных пружин обеспечивает нормальную работу последних, не препятствуя увеличению их диаметров, наблюдающемуся при сжатии.

Наличие шипов на верхних торцах заглушек, выступающих над поверхностью внешней чаши, обеспечивает стабильность впадины эндопротеза в вертлужной впадине таза.

Оснащение сквозных отверстий внешней чаши и корпусов заглушек упорной резьбой обеспечивает стабильное положение последних после их установки.

Эндопротез тазобедренного сустава изображен на прилагаемых чертежах. На фиг.1 показан его общий вид, на фиг.2 представлен амортизирующий элемент с заглушкой, установленный между чашами впадины, на фиг.3 - вид на внутреннюю поверхность внешней чаши впадины эндопротеза, на фиг.4 - заглушка.

Эндопротез содержит вертлужную впадину, состоящую из внешней чаши 1, по торцу которой расположены резьбовые отверстия 2, и концентрически размещенной в ней внутренней чаши 3, головку 4, шейку 5, ножку 6. Внутренняя чаша 3 оснащена фланцем 7 с отверстиями, соосными отверстиям 2. На встречных поверхностях чаш 1 и 3 друг против друга расположены цилиндрические отверстия: на поверхности внутренней чаши 3 - глухие отверстия 8, на внешней чаше - сквозные отверстия 9. В этих отверстиях установлены, с зазором по наружному диаметру, демпфирующие элементы в виде спиральных пружин сжатия 10. На средних участках сквозных отверстий 9 нарезана упорная резьба 11, которой соответствует резьба на нижних участках заглушек 12. Торцы 13 заглушек 12, со стороны резьбовых участков, служат упорными площадками для пружин 10. Верхние участки 14 заглушек 12 выполнены цилиндрическими, гладкостенными и служат собственно заглушками сквозных отверстий 9. На верхних торцах каждой заглушки 12 установлен шип 15 в форме пирамиды, заостренные вершины которых выступают над поверхностью внешней чаши 1. Конструкция содержит наружное кольцо 16 с отверстиями, расположенными соответственно отверстиям 2. Наружное кольцо 16 и чаша 3 связаны с внешней чашей 1 посредством направляющих 17, представляющих собой болты, установленные в отверстиях 2 чаши 1. Отверстия в кольце 16 соответствуют диаметру направляющих 17, а отверстия фланца 7 имеют больший диаметр и предназначены для восприятия внутренней чашей боковых нагрузок. Между наружным кольцом 16 и фланцем 7, а также между фланцем 7 и торцом наружной чаши 1 установлены прокладки 18 из эластичного материала.

Устройство применяется следующим образом.

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

Источники информации

1. Патент США №4181926 А, 26.01.93.

2. Патент РФ №2154445, А 61 F 2/32, 2/36, БИ №23, 2000 г.