эндопротез тела безымянной кости

Формула изобретения

1. Эндопротез тела безымянной кости, выполненный в форме клиновидного тела с заостренным концом, ограниченного пересекающимися с заостренного конца вогнутой и выпуклой сферическими поверхностями и асимметричной конической поверхностью с противоположного конца, отличающийся тем, что со стороны асимметричной конической поверхности выполнены пазы для прорастания костного губчатого вещества, образующие зубцы, а на торцевых поверхностях пазов выполнены скосы.

2. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что пазы выполнены длиною не более трех четвертых длины эндопротеза со стороны вогнутой поверхности.

3. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что пазы выполнены шириной, превышающей ширину зубцов.

4. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что кромка заостренного конца эндопротеза выполнена с рифлениями.

5. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что угол скоса равен 7°.

6. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что пазы выполнены с различными углами скоса.

7. Эндопротез по п.1, отличающийся тем, что эндопротез изготовлен из сплава титана.

8. Эндопротез по п.1 или 7, отличающийся тем, что эндопротез изготовлен из пористого никелида титана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области травматологии и ортопедии, а именно к устройствам для внесуставной реконструкции крыши вертлужной впадины при ее дисплазии и травме.

Известен эндопротез безымянной кости, выполненный в виде клина, изогнутого в продольном и поперечном направлениях, образованного пересечением двух сферических поверхностей, и козырька, образованного пересечением двух сферических поверхностей и цилиндрической поверхности с расширяющейся стороны. При этом на поверхности клина выполнены отверстия, а на его заостренной части выполнены пазы, в козырьке дополнительно выполнены отверстия, имеющие скосы со стороны выпуклой поверхности (авторское свидетельство СССР №1233318, кл. А61F 2/28. Опубл. 23.05.90 г., Бюл. №19).

Недостатками данной конструкции эндопротеза являются:

- ухудшение процесса адаптации сустава после эндопротезирования из-за длительного заполнения всей полости эндопротеза костным регенератом;

- возможность развития в процессе последующего функционального нагружения резорбции верхнелатерального отдела сформированной крыши вертлужной впадины.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущности является эндопротез, выполненный в форме клиновидного тела с заостренным концом, ограниченного пересекающимися с заостренного конца вогнутой и выпуклой сферическими поверхностями и асимметричной конической поверхностью с противоположного конца (авторское свидетельство СССР №848003, кл. А61В 17/18. Опубл. 23.07.81 г., Бюл. №27).

К недостаткам этой конструкции относятся:

- ухудшение процесса адаптации сустава после эндопротезирования из-за невысокой удельной доли костного регенерата в отверстиях и пазах эндопротеза в виду их малого размера;

- возможность развития в процессе последующего функционального нагружения резорбции верхнелатерального отдела сформированной крыши вертлужной впадины.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение объема прорастающего в пазы эндопротеза регенерата, снижение риска резорбции наиболее нагружаемых верхнелатеральных участков формируемой крыши вертлужной впадины в процессе последующего функционального нагружения, облегчение внедрения эндопротеза в костное ложе при его установке. При этом дополнительно происходит повышение прочности заклинивания эндопротеза в процессе его внедрения и последующей адаптации.

Поставленная задача решается тем, что в эндопротезе безымянной кости, выполненном в форме клиновидного тела с заостренным концом, ограниченного пересекающимися с заостренного конца вогнутой и выпуклой сферическими поверхностями и асимметричной конической поверхностью с противоположного конца, со стороны асимметричной конической поверхности выполнены пазы для прорастания костного губчатого вещества, образующие зубцы, а на торцевых поверхностях пазов выполнены скосы.

При этом пазы выполнены длиной не более трех четвертых длины эндопротеза со стороны вогнутой поверхности, а ширина пазов превышает ширину зубцов. Пазы имеют различные углы скоса, но не менее 7°.

Кромка заостренного конца эндопротеза выполнена с рифлениями.

А сам эндопротез может быть изготовлен или из сплава титана, или из пористого никелида титана.

Общеизвестно (например, А.Л.Гиммельфарб. Биомеханические аспекты межвертельной остеотомии при коксартрозе - Сб. науч. работ «Коксартроз (патогенез, клиника, лечение)» - Ленинград, 1980, с.16-38; В.Е.Беленький. Некоторые вопросы биомеханики тазобедренного сустава: Автореф. дисс. канд. мед. наук. - М., 1962), что наиболее нагружаемыми зонами тазобедренного сустава являются его верхнелатеральные отделы, а именно верхнелатеральные отделы вертлужной впадины. С учетом мышечной тяги приводящих мышц (аддукторов) нагрузки на эти отделы могут достигать 250-300% веса тела, а недоразвитие этих отделов при дисплазии приводит к повышению удельного давления в зонах локального контакта суставных поверхностей в десятки раз. Выполнение широких продольных пазов со стороны асимметричной конической поверхности эндопротеза позволяет увеличить объем прорастающего в пазах костного регенерата именно над наиболее нагружаемыми отделами формируемой крыши вертлужной впадины без потери стабильности ее коррекции. При этом зубцы эндопротеза обеспечивают механическую прочность конструкции, а прорастающий регенерат обеспечивает амортизацию и трофику сформированной крыши вертлужной впадины, что обеспечивает снижение риска резорбции в зоне контакта «кость-металл» в процессе последующего функционального нагружения.

Однако оптимальным является выполнение пазов не только со стороны асимметричной конической поверхности эндопротеза, но и длиной до трех четвертых длины эндопротеза по вогнутой поверхности.

Авторами изобретения экспериментальным путем установлено, что выполнение продольных пазов более трех четвертых длины эндопротеза приводит к снижению его прочности и поломке при установке. Поэтому целесообразно выполнять продольные пазы длиной не более трех четвертых длины эндопротеза со стороны вогнутой поверхности. Монолитный острый конец эндопротеза облегчает его врезание в костное ложе и позволяет сохранить прочность конструкции, а выполнение его кромки с рифлениями дополнительно обеспечивает равномерность внедрения.

Выполнение продольных пазов шириной, превышающей ширину зубцов, обеспечивает дополнительное увеличение прорастающего в пазы эндопротеза регенерата.

Выполнением на торцевой поверхности пазов скосов достигается заклинивание протеза в костном ложе при первичной фиксации и стабилизация заклинивания в процессе адаптации. При угле скоса, равном 7°, развивается оптимальный момент самозаклинивания.

Выполнение пазов в эндопротезе с различными углами скоса увеличивает прочность фиксации при ротационных и осевых движениях головки бедренной кости.

Изготовление эндопротеза из сплава титана или из пористого никелида титана повышает его качество, а именно медико-технический уровень, за счет повышения физиологичности и снижения риска развития осложнений в послеоперационном периоде.

Технический результат выражается в снижении риска рецидива дисплазии в связи со снижением риска резорбции верхнелатерального отдела сформированной крыши вертлужной впадины за счет увеличения объема прорастающего в пазы эндопротеза костного регенерата и в облегчении внедрения эндопротеза в костное ложе при его установке.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

на фиг.1 изображена конструкция эндопротеза тела безымянной кости для правой конечности с монолитным острым концом, вид с вогнутой стороны;

на фиг. - 2 конструкция эндопротеза тела безымянной кости для правой конечности с рифлениями на кромке, вид с выпуклой стороны;

на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.

Эндопротез тела безымянной кости (фиг.1, 2 и 3) выполнен в форме клиновидного тела с заостренным концом 1, ограниченного пересекающимися с заостренного конца 1 вогнутой 2 и выпуклой 3 сферическими поверхностями и асимметричной конической поверхностью 4. Со стороны асимметричной конической поверхности 4 выполнены пазы 5, образующие зубцы 6. На торцевых поверхностях 7 пазов 5 имеются скосы 8, а на заостренном конце 1 - рифления 9.

Эндопротез используют следующим образом.

Проводят полукружную остеотомию подвздошной кости над диспластической вертлужной впадиной с мобилизацией костно-хрящевого слоя в верхней половине тела безымянной кости. Затем отгибают мобилизованный фрагмент и формируют на месте костного распила внутрикостную щель. В образованную щель вводят эндопротез заостренным концом 1. При этом рифления 9 заостренного конца 1 врезаются в губчатую ткань безымянной кости. Затем проводят коррекцию свода вертлужной впадины, внедряя заостренный конец 1 с рифлениями 9 в тело подвздошной кости путем механического динамического воздействия на асимметричную коническую поверхность 4 эндопротеза молотком через специальную надставку. При этом выпуклая сферическая поверхность 3 расклинивает костную щель, а вогнутая сферическая поверхность 2 эндопротеза, обращенная к головке бедренной кости, оказывает на уплощенный свод диспластической крыши вертлужной впадины формообразующее действие, приближая его к сферической форме. Эндопротез забивают до совпадения асимметричной конической поверхности 4 с поверхностью тела безымянной кости. Тем самым происходит возмещение костного дефицита надацетабулярной области крыши вертлужной впадины. Скосы 8 на торцевых поверхностях 7 пазов 5, образующих зубцы 6, заклинивают эндопротез в верхней части внутрикостной щели тела безымянной кости и закрепляют его в костном ложе, тем самым производя первичную фиксацию эндопротеза. После полного внедрения последнего в костное ложе зона продольных пазов 5 эндопротеза может быть использована для его дополнительной фиксации в теле подвздошной кости, например, с помощью дополнительной костной пластики. После чего рану обрабатывают и ушивают.

Во время регенерации в пазы 5 прорастает костное губчатое вещество, постепенно заполняя пазы 5 эндопротеза. В процессе последующего функционального нагружения конечности костная ткань в прямоугольных пазах 5 эндопротеза над наиболее нагружаемым верхнелатеральным отделом тазобедренного сустава выполняет амортизирующую функцию и препятствует прямому давлению сформированной крыши вертлужной впадины на металлический эндопротез. А скосы 8 заклинивают эндопротез в распиле безымянной кости в случае проявления нестабильности во время адаптации и функционального нагружения конечности.

В результате проведенных в СарНИИТО в 2002-2005 г. экспериментальных исследований на адекватных биологических моделях (собаках) со смоделированным по оригинальной методике диспластическим коксартрозом (заявка СарНИИТО на изобретение №20033126992 от 04.08.03) по истечении одного года после установки эндопротеза предлагаемой конструкции не было выявлено признаков резорбции верхнелатерального отдела сформированной крыши вертлужной впадины ни у одной из 20-ти особей. Зафиксировано практически полное заполнение продольных пазов эндопротеза костным регенератом. При морфологических исследованиях установлено, что костная ткань, проросшая в пазы эндопротеза, имела выраженную трабекулярную структуру в направлении силовых линий и была хорошо васкуляризована.

В то же время в группе сравнения из 20-ти животных у 4-х особей, после выведения их из эксперимента, была выявлена и запротоколирована резорбция прилегающих к эндопротезу участков костной ткани крыши вертлужной впадины. Костная ткань в этих случаях имела участки рубцового перерождения на границе «кость-металл». На гистологических препаратах были определены частично разрушенные остеоны, многие каналы которых были разрушены продольно.

Сравнительная оценка биологической реакции у экспериментального животного на эндопротез данной конструкции, изготовленный из пористого никелида титана, показала наибольшее количество и качество дополнительно вросшей костной ткани по отношению к эндопротезам данной конструкции, изготовленным из других пористых материалов.

В результате проведенной в СарНИИТО экспериментальной апробации технологии коррекции крыши вертлужной впадины предлагаемой конструкцией эндопротеза тела безымянной кости на адекватных биологических моделях (собаках) достигнуто:

- повышение качества эндопротезирования и коррекции вертлужной впадины;

- снижение риска рецидива дисплазии в связи со снижением риска резорбции верхне-латерального отдела сформированной крыши вертлужной впадины.

Использование предлагаемой конструкции в клинической практике позволит повысить качество лечения и реабилитации больных с дисплазией тазобедренного сустава в среднем на 20-30%.