Ножка эндопротеза тазобедренного сустава

 

Использование: в медицине для эндопротезирования тазобедренного сустава. Ножка эндопротеза тазобедренного сустава выполнена в виде внутрикостного стержня со стыковочным элементом под головку эндопротеза. На одном конце внутрикостного стержня заподлицо с ее боковой поверхностью шарнирно установлена надетая половиной своей длины втулка. Шарнирное соединение втулки со стержнем выполнено в виде кольцевой завальцовки боковой стенки втулки в кольцевую канавку, выполненную на поверхности стержня. Длина втулки равна (1,5 - 2,5) ее внешним диаметрам. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для эндопротезирования тазобедренного сустава.

Известна ножка эндопротеза, выполненная в виде внутрикостного стержня со стыковочным элементом под головку эндопротеза [1] С целью повышения прочности фиксации в кости и предупреждения расшатывания стержня в послеоперационном периоде на стержне выполнены продольный паз и прямоугольные выступы, расположенные в одной плоскости с пазом и осью стержня.

Основным недостатком известной ножки эндопротеза является то, что дистальный конец стержня ножки из-за жесткости в процессе эксплуатации эндопротеза концевой кромкой оказывает сосредоточенное давление на сопряженную с ним стенку костно-мозгового канала, вызывая остеолиз, и может привести к разрушению костной ткани.

Известен также эндопротез тазобедренного сустава [2] включающий ножку с армирующим элементом и шейку с головкой, в котором с целью снижения травматичности костной ткани свободный конец ножки выполнен расщепленным. Расщепленный дистальный конец ножки является более эластичным и своей концевой кромкой оказывает на сопряженную с ним часть стенки костно-мозгового канала менее сосредоточенное воздействие.

Основным недостатком эндопротеза-прототипа является то, что расщепленный конец ножки снижает жесткость закрепления ее в костно-мозговом канале и приводит к постепенному расшатыванию эндопротеза в процессе эксплуатации.

Цель изобретения при сохранении жесткости закрепления внутрикостного стержня ножки эндопротеза тазобедренного сустава в костно-мозговом канале рассредоточение по площади контакта давления, оказываемого концевой кромкой дистального конца стержня на сопряженную с ней часть стеки бедренной кости, т. е. снижение удельного давления и повышение надежности закрепления эндопротеза.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что у ножки эндопротеза тазобедренного сустава, содержащей внутрикостный стержень, на одном конце которого расположен стыковочный элемент под головку эндопротеза, для снижения удельного давления, оказываемого концевой кромкой дистального конца ножки на сопряженную с ней часть стенки бедренной кости, на противоположном конце внутрикостного стержня шарнирно установлена надетая половиной своей длины втулка, причем внешний ее диаметр равен внешнему диаметру стержня, а шарнирное соединение втулки со стержнем выполнено в виде кольцевой завальцовки боковой стенки втулки в кольцевую канавку, выполненную на поверхности стержня, при этом длина втулки равна (1,5-2,5) ее внешним диаметрам.

Втулка, наполовину надетая на концевую часть внутрикостного стержня и связанная с ней шарнирно, является жесткой опорой для концевой кромки внутрикостного стержня в контакте со стенкой костно-мозгового канала. Втулка, находясь между концевой кромкой внутрикостного стержня и стенкой костно-мозгового канала, сосредоточенное давление кромки воспринимает на себя и это давление передает на стенку костно-мозгового канала в рассредоточенном виде по площади контакта втулки со стенкой костно-мозгового канала. Тем самым снижается удельное давление на стенку бедренной кости от концевой кромки внутрикостного стержня и повышается надежность функционирования эндопротеза.

На фиг. 1 приведена схема ножки эндопротеза тазобедренного сустава; на фиг.2 узел I на фиг.1.

Ножка эндопротеза тазобедренного сустава выполнена в виде внутрикостного стержня 1 с шейкой 2 для установки головки эндопротеза. На противоположной части 3 стержня 1 выполнена коаксиальная ступень с цилиндрической поверхностью 4 и торцовой поверхностью 5. На цилиндрической поверхности 4 ступени заподлицо с боковой поверхностью 6 стержня 1 шарнирно установлена надетая половиной своей длины втулка 7. Шарнирное соединение втулки 7 со стержнем 1 выполнено в виде кольцевой завальцовки 8 боковой стенки втулки 7 в кольцевую канавку 9, выполненную на поверхности стержня 1 у торцовой кромки 10 его противоположной части 3. Втулка 7 выполнена из жесткого материала, например титана.

Наружная поверхность 11 втулки 7 имеет цилиндрическую форму, а внутренняя поверхность 12 части втулки 7, надетой на стержень 1 ножки, выполнена конической с углом α конусности, равным (1-2)^о, при этом вершина конусности направлена внутрь втулки 7. На торце втулки 7 с внутренней конической поверхности 12 выполнена фаска. Торцовая поверхность 5 коаксиальной цилиндрической ступени переходит в ее цилиндрическую поверхность 4 по радиусной поверхности. Наружная торцовая кромка 10 выполнена закругленной. Длина l втулки 7 равна (1,5-2,5) ее внешним диаметрам d, равного диаметру стержня 1 части 3. Толщина h стенки втулки 7 в месте контакта втулки 7 с торцовой кромкой 10 стержня 1 равна d˙K, где К коэффициент жесткости втулки 7.

В таблице приведены значения толщины h стенки втулки 7 в указанном выше месте для трех наиболее распространенных типоразмеров стержней ножки эндопротеза в зависимости от коэффициента К.

Расчеты показали, что для определения толщины стенки втулки 7 в зависимости от ее внешнего диаметра d значения коэффициента К, равные 0,04-0,06, являются оптимальными. Длина l втулки 7 выбрана равной (1,5-2,5) ее внешним диаметрам на основании того, что является достаточной, так как снижает удельную нагрузку на костную ткань в десятки раз.

Ножка эндопротеза тазобедренного сустава в процессе эксплуатации испытывает нагрузки на изгиб, в результате которых часть 3 стержня 1 стремится к отклонению от постоянного положения в костно-мозговом канале, и ее наружная торцовая кромка 10 оказывает сосредоточенное давление на внутреннюю боковую поверхность втулки 7. Втулка 7 за счет шарнирного соединения с частью 3 стержня 1 сохраняет свое положение в костно-мозговом канале и благодаря своей жесткости сосредоточенную нагрузку кромки 10 воспринимает на себя без деформационных последствий и передает ее на стенку костно-мозгового канала, распределенную по всей площади контакта своей боковой стенки. Тем самым значительно снижается удельная нагрузка на костную ткань бедренной кости в области дистальной части 3 ножки и повышается надежность эндопротеза при его эксплуатации в послеоперационном периоде.

Формула изобретения

НОЖКА ЭНДОПРОТЕЗА ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА, содержащая внутрикостный стержень, на одном конце которого расположен стыковочный элемент под головку эндопротеза, отличающаяся тем, что на противоположном конце стержня шарнирно установлена надетая половиной своей длины втулка, причем внешний ее диаметр равен внешнему диаметру стержня, а шарнирное соединение втулки со стержнем выполнено в виде кольцевой завальцовки боковой стенки втулки в кольцевую канавку на поверхности стержня, при этом длина втулки равна 1,5 - 2,5 ее вншним диаметрам.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3