Бедренный компонент эндопротеза тазобедренного сустава

 

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, а именно к конструкции бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава. Технический результат изобретения заключается в обеспечении ротационной стабильности эндопротеза относительно кости и повышении устойчивости к знакопеременным деформациям сжатия и растяжения. Эндопротез выполнен в виде стержня с шейкой. В проксимальной части стержень изогнут по дуге с медиальной стороны и скошен с латеральной стороны. Дистальная часть стержня представляет собой конус. В подвертельной зоне эндопротез в сечении имеет вид четырехгранника, у которого в месте сопряжения с проксимальной частью ножки с латеральной стороны выполнен уступ, а скос образован сходящимися под тупым углом плоскостями. Такая конструкция в сечении проксимальной части в вертельной зоне имеет вид пятигранника с закругленными гранями медиальной стороны. Кроме того, бедренный компонент снабжен горизонтальными канавками, клиновидными ребрами и продольными прорезями. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицине, а более конкретно к травматологии и ортопедии, а именно к конструкции бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава бесцементной фиксации /Press fit/, которая может быть использована при оперативном лечении переломов шейки головки бедра, а также при коксартрозах различной этиологии.

Для обеспечения длительной и безболезненной эксплуатации эндопротеза его бедренный компонент должен быть механически неподвижным относительно кости и обладать достаточной прочностью.

В первых конструкциях эндопротезов бедренные компоненты повторяли форму костно-мозгового канала бедренной кости и были выполнены в виде искривленных по длине стержней с поперечным сечением в виде овала, прямоугольника и т.п., лошадь которых уменьшалась к дистальному концу стержня. Для более надежного крепления бедренный компонент фиксировался в бедренной кости с помощью цемента /см. патент США N 3141088, кл. 623-23, 1977 г./.

В дальнейшем, исходя из того, что бедренная кость в своей проксимальной части имеет форму треугольника с закругленными углами, а сечение костно-мозгового канала совпадает с центром сечения кости и тоже имеет приближенную к треугольнику форму, конструкция бедренных компонентов эндопротеза менялась в этом направлении.

Со временем отношение к необходимости применения цемента для более надежной фиксации также менялось и в настоящее время используются конструкции бедренных компонентов, которые устанавливаются как с применением цемента, так и без него, в связи с чем конструкции эндопротезов существенно отличаются.

Известен бедренный компонент эндопротеза тазобедренного сустава в виде стержня конической формы, первичная фиксация которого осуществляется за счет плотного заклинивания в ложе, образованном в костно-мозговом канале /см. патент США N 4908035, класс 623-23, 1990 г./.

Недостатком вышеуказанного бедренного компонента является возможное неполное соотношение между стенками бедренной кости в случае цилиндрической формы костно-мозгового канала. Это может привести к концентрации напряжений на конце бедренного компонента и в конечном счете к его расшатыванию. Кроме того, плоская форма стержня не соответствует форме проксимального конца бедренной кости и не может жестко фиксироваться при плохом ее качестве /остеопорозе/.

Известен бедренный компонент эндопротеза тазобедренного сустава, проксимальная часть которого выполнена в виде стержня, снабженного заостренными ребрами, образующими в поперечном сечении прямоугольник. Выступы врезаются в губчатую кость вертельной зоны /см. патент США N 4728334, кл. 623-23, 1988 г./.

Однако данная конструкция бедренного компонента также не может полностью соответствовать каналу цилиндрической формы. Кроме того, отсутствие скоса по латеральной стороне в проксимальной части стержня требует удаления части большого вертела в зоне прикрепления ягодичных мышц, что приводит к их травмированию, возможному формированию гетеротопических оссификатов и, в конечном итоге, к удлинению сроков реабилитации.

Указанного выше недостатка лишен бедренный компонент эндопротеза тазобедренного сустава по патенту США N 5156627, кл. 623-23, 1992 г.

Согласно этому патенту бедренный компонент эндопротеза тазобедренного сустава выполнен в виде стержня, имеющего скос с латеральной стороны в проксимальной части, но в поперечном сечении стержень имеет вид прямоугольника с закругленными гранями, который также не соответствует форме кости в вертельной зоне.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является бедренный компонент эндопротеза тазобедренного сустава, фиксация которого осуществляется за счет плотного заклинивания в ложе идентичной формы /см. патент США N 4788475, кл. 623-23, 1988 г./.

Согласно патенту бедренный компонент выполнен в виде стержня с шейкой, в проксимальной части изогнутого по дуге с медиальной стороны и скошенного с латеральной, а дистальная часть стержня представляет собой конус.

Недостатком данной конструкции является выполнение проксимальной части стержня в виде усеченной прямоугольной пирамиды, расширяющейся в латеральную сторону. При заклинивании бедренного компонента в заранее подготовленное ложе его проксимальная часть контактирует с губчатой костью вертельной зоны своими четырьмя гранями. При этом поверхность стержня с латеральной стороны не соприкасается с наружной кортикальной пластиной бедренной кости и не может служить адекватной передаче физиологических напряжений растяжения, возникающих при статической осевой нагрузке на тазобедренный сустав при ходьбе. Стержень с поперечным сечением в виде четырехгранника в проксимальной части не может быть оптимально вписан в вертельную зону с поперечным сечением в виде овала, вытянутого в медиальную сторону.

Ограниченное число точек фиксации /не более четырех на каждом уровне/ делает стержень недостаточно стабильным к ротационным смещениям. Отсутствие первичной стабилизации стержня после операции не позволяет осуществлять раннюю полную нагрузку на ногу и удлиняет сроки реабилитации.

Известны бедренные компоненты эндопротезов тазобедренного сустава, у которых для повышения надежности фиксации проксимальная часть стержня снабжена или клиновидными ребрами /патент США N 5443523, кл. 623-23, 1995 г./ или канавками /патент Франции N 2636837, кл. A 61 F 2/32, 1989 г./, а дистальная часть - продольными прорезями /см. патент РФ N 2082357, кл. A 61 F 2/32, 1991 г./.

Бедренные компоненты, снабженные одновременно и горизонтально расположенными канавками и вертикальными клиновидными ребрами в проксимальной части, при поиске не были обнаружены.

Для достижения технического результата в предлагаемой конструкции реализуются следующие условия.

1. Проксимальная часть ножки в вертельной зоне, имеющая вид пятигранника с закругленными гранями медиальной стороны, оптимально вписывается в костно-мозговой канал, имеющий овальное поперечное сечение, увеличивая площадь опоры эндопротеза на губчатую костную ткань и создавая, как минимум, пять точек фиксации на каждом уровне. При этом значительно возрастает первичная ротационная стабильность стержня и улучшаются условия его фиксации. Максимальная площадь соприкосновения стержня с костью способствует трансмиссии нагрузок от первого ко второй, создает в кости напряжения сжатия и растяжения, близкие к физиологическим, и служит профилактике резорбции костной ткани, возникающей в результате защиты от стресса.

2. Скос на стержне с латеральной стороны, образованной сходящимися под тупым углом плоскостями, как было уже сказано, увеличивает количество точек фиксации и, кроме того, позволяет уменьшить зону вертикальной резекции большого вертела и обеспечивает свободное введение стержня в заранее подготовленный канал без дополнительной травматизации ягодичных мышц.

3. Выполнение стержня в подвертельной зоне сечением, имеющим вид четырехгранника с закругленными углами, соответствует переходу губчатой кости вертельной зоны в компактную часть диафиза бедра. При этом уступ в месте сопряжения дистальной и проксимальной частей служит дополнительной опорой стержня на компактную кость и способствует увеличению прочности фиксации.

4. Совокупное использование горизонтальных, прилегающих друг к другу канавок и клиновидных ребер, а также продольных прорезей предохраняет стержень от расшатывания и улучшает его фиксацию.

На фиг. 1 представлен бедренный компонент эндопротеза тазобедренного сустава, общий вид, фронтальная проекция; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение С-С на фиг. 1; на фиг. 5 - бедренный компонент, профильная проекция.

Предлагаемый бедренный компонент эндопротеза тазобедренного сустава выполнен в виде стержня 1 с шейкой 2. Стержень 1 в проксимальной части с медиальной стороны изогнут по дуге 3, а с латеральной имеет скос 4. Скос 4 образован сходящимися под тупым углом плоскостями 5 и 6. На фиг. 2 показан вид сечения проксимальной части в вертельной зоне, которое представляет собой пятигранник с закругленными гранями медиальной стороны.

Дистальная часть стержня 1 представляет собой конус. На фиг. 3 показан вид сечения в месте сопряжения дистальной части стержня с проксимальной частью в подвертельной зоне, которое представляет собой четырехгранник с закругленными гранями. В месте сопряжения выполнен уступ 7.

На боковых сторонах проксимальной части стержня 1 выполнены горизонтально расположенные, прилегающие друг к другу канавки 8, за которыми вдоль продольной оси расположены клиновидные ребра 9. На боковых сторонах дистального конца стержня 1 расположены прорези 10.

Проксимальная часть бедренного компонента эндопротеза, выполненная в виде пространственной фигуры, имеющей в вертельной зоне пятигранник, а в подвертельной зоне четырехгранник с уступом, максимально соответствует форме проксимального отдела бедренной кости. Это условие обеспечивает плотный контакт между эндопротезом и костной тканью, поэтому нагрузки в виде сжатия, действующего по дуге Адомса, и растяжения, действующего вдоль большого вертела и латеральной поверхности бедра, не шунтируются, а физиологично передаются на реальную бедренную кость в режимах, характерных для ее нормальной физиологии.

Кроме того, за счет полного контакта между эндопротезом и костной тканью достигается первичная ротационная стабильность и повышается его устойчивость к знакопеременным деформациям сжатия и растяжения.

Техника установки бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава заключается в следующем. После вскрытия тазобедренного сустава, удаления головки и шейки бедра конической фрезой разрабатывается медулярный канал бедренной кости. Затем полость рассверливается прямыми цилиндрическими сверлами до диаметра, соответствующего диаметру выбранного по рентгенограмме протеза. После этого фигурными расшпилями увеличивающихся размеров с шагом 2 мм, формируется ложе для проксимальной части стержня. Размер последнего расшпиля должен соответствовать размеру подобранного стержня. Далее стержень вводится в сформированный канал и с помощью досылателя забивается ударами молотка до полного заклинивания.

При установке бедренного компонента с точным соблюдением описанной технологии дозированная нагрузка на сустав возможна на третий день после операции. Полная нагрузка рекомендуется после завершения остиоинтеграции в сроки 2-3 месяца.

В 4-м травматологическом отделении БСМП им. Н.В. Соловьева, г. Ярославль и ортопедическом отделении АООТ "Большие соли" выполнено 125 операций с использованием описанного в заявке бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава. При первичном протезировании пациенты начинали ходить с дозированной нагрузкой со второго дня после операции. Полная нагрузка разрешалась через 2-3 месяца. Рентгенологический контроль в сроки 1, 3, 6, 12, 24, 36, 48, 95 месяцев не выявил симптомов расшатывания эндопротеза ни в одном наблюдении. Наоборот, отмечена остиоинтеграция с утолщением диафиза бедренной кости под дистальной частью ножки.

2 протеза удалены после резекции ревизионного протезирования по поводу нагноения.

Формула изобретения

1. Бедренный компонент эндопротеза тазобедренного сустава, выполненный в виде стержня с шейкой, в проксимальной части изогнутого по дуге с медиальной стороны и скошенного с латеральной стороны, а дистальная часть представляет собой конус, отличающийся тем, что стержень в подвертельной зоне в сечении имеет вид четырехгранника, у которого в месте сопряжения с проксимальной частью с латеральной стороны ножки выполнен уступ, при этом скос образован сходящимися под тупым углом плоскостями, вследствие чего поперечное сечение проксимальной части в вертикальной зоне имеет вид пятигранника с закругленными гранями с медиальной стороны.

2. Бедренный компонент по п.1, отличающийся тем, что на боковых сторонах проксимальной части стержня выполнены горизонтально расположенные, прилегающие друг к другу канавки, за которыми вдоль продольной оси расположены клиновидные ребра, а на дистальном конце - продольные прорези.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5