Система коленного протеза

 

Изобретение относится к медицине, а именно к протезированию коленного сустава человека. Изобретение обеспечивает возможность использования для различных состояний повреждения коленного сустава. Система коленного протеза, содержащая цельное большеберцовое плато с двумя желобками скольжения и цельный бедренный компонент с двумя мыщелковыми скользящими поверхностями, интервал и форма которых согласованы с большеберцовыми желобками скольжения. В качестве альтернативы цельный бедренный компонент содержит пару несвязанных бедренных мыщелковых чаш, форма скользящих поверхностей которых согласована с большеберцовыми желобками скольжения. Для того, чтобы согласовать ее относительное положение и интервал с желобками скольжения, эта система включает в себя устанавливающий инструмент, который гарантирует это согласованное относительное положение мыщелковых чаш. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Коленный сустав человека содержит две пары большеберцово-бедренных суставных поверхностей, а именно медиальную и латеральную пару суставных поверхностей, которые соответственно образованы из бедренного мыщелка и взаимодействующей с ним чашевидной большеберцовой или менисковой суставной поверхности. В коленных протезах эти анатомические условия воссоздаются при помощи двух бедренных мыщелковидных суставных поверхностей и двух находящихся на стороне большеберцовой кости чашевидных суставных поверхностей. Латеральный интервал бедренных суставных поверхностей должен при этом точно соответствовать интервалу больше берцовых суставных поверхностей. Для обеспечения этого бедренные суставные поверхности, с одной стороны, и большеберцовые суставные поверхности, с другой стороны, как правило, выполняют в виде единого целого (US-A-4081866; WO/79/007339, фиг.36). Хотя известно также (WO/79/007339, фиг.34) применение не связанных на стороне бедренной кости отдельных протезов для замены бедренных суставных поверхностей, которые взаимодействуют со связанными в виде единого целого чашевидными большеберцовыми суставными поверхностями. Однако в настоящее время это не приемлется, так как не гарантируется, что интервал и ориентация бедренных скользящих поверхностей соответствуют большеберцовой части протеза.

Считается также устаревшей протезная техника, при которой несвязанные бедренная и большеберцовая части протеза имплантируются при помощи одного и того же устанавливающего инструмента, который гарантирует на обеих сторонах одинаковый интервал скользящих поверхностей (US-A-3949428). Кроме того, известно, что в таких случаях, в которых замена суставной поверхности имеет место только односторонне (со стороны бедренной кости или большеберцовой кости) или когда она не зависит от точной ориентации взаимодействующих суставных поверхностей, несвязанные части протеза имплантируют при помощи устанавливающего инструмента, который гарантирует их параллельность (ЕР-А 824904; W. Link: Prospekt "Schalen-Kniegelenkprothesen-System SKI").

Резюмируя, можно сделать вывод, что известные современные системы коленных протезов, которые предусматривают в качестве общих протезов заменитель бедренной и большеберцовой суставных поверхностей и у которых чашевидно выполненные большеберцовые скользящие поверхности точно приспособлены к бедренным скользящим поверхностям, имеют исключительно связанные в виде единого целого (цельные) бедренные скользящие поверхности. Эта форма выполнения осуществляется также и потому, что она предоставляет возможность создать скользящую поверхность для коленной чашечки или произвести замену коленной чашечки, которая в виде чашечки-щита соединяет части бедренных скользящих поверхностей (US-A-4081866). Так как подобные протезы оказались пригодными, их применяют часто также в том случае, когда скользящая поверхность бедренной кости еще остается в хорошем состоянии и, собственно говоря, не нуждается в замене.

Данное изобретение предлагает систему коленного протеза, которая включает в себя цельное большеберцовое плато с двумя желобками скольжения и цельный бедренный компонент с двумя мыщелковыми скользящими поверхностями, интервал и форма которых приспособлены к большеберцовым желобкам скольжения. Эта система создает дополнительно альтернативу имплантации для тех случаев, в которых бедренная скользящая поверхность коленной чашечки еще настолько хорошо сохранилась, что она не требует замены, путем добавления к этой системе в качестве альтернативы цельному бедренному компоненту пары связанных бедренных мыщелковых чаш, форма скользящих поверхностей которых так же соответствует большеберцовым желобкам скольжения, как и мыщелковые скользящие поверхности цельного бедренного компонента. Для того, чтобы они также и относительно друг друга принимали точно такое же положение, которое имеют относительно друг друга мыщелки цельного компонента, к этой системе принадлежит также устанавливающий инструмент для мыщелковых чаш, который придает им относительное положение, соответствующее большеберцовым желобкам скольжения.

Данное изобретение позволяет применять одну и ту же систему коленного протеза для различных состояний повреждения. Если все скользящие поверхности требуют замены, используют цельный мыщелковый компонент. Если, напротив, скользящие поверхности коленной чашечки находятся еще в хорошем состоянии, заменяют только мыщелковые скользящие поверхности. Кроме того, можно путем сравнительно меньшего хирургического вмешательства заменить мыщелковые чаши при помощи цельного бедренного компонента, если с течением времени оказалось, что и скользящие поверхности коленной чашечки требуют замены.

Наконец, возможна также интраоперативная замена предусмотренного сначала менее широкого варианта на более широкий вариант.

При этом нет необходимости отказываться от сложных форм скользящих поверхностей, которые были разработаны для цельных протезов. Ведь до сих пор было общепринятым образовывать раздельные протезные чаши и/или относящиеся к ним большеберцовые скользящие поверхности таким образом, чтобы они допускали неточности имплантации, так как их формы не точно соответствовали друг другу. Однако в рамках рассматриваемой здесь системы посредством добавления устанавливающего инструмента разделенные протезные чаши можно также согласованно создавать на бедренном компоненте, как и соответствующие мыщелковые части цельного бедренного компонента, так как существует гарантия достаточно точной имплантации. Таким образом, форма и интервал скользящих поверхностей мыщелковых чаш могут совпадать с формой и интервалом мыщелковых скользящих поверхностей цельного бедренного компонента.

Кроме того, целесообразно, если мыщелковые резекционные поверхности, которые необходимы для введения мыщелковых чаш, соответствовали соответствующим резекционным поверхностям цельного бедренного компонента. Это имеет не только то преимущество, что может применяться один и тот же калибр пилы. Кроме того, этим облегчается также переход от одного варианта бедренного протеза к другому.

Поскольку цельный бедренный компонент простирается по всей ширине бедренного мыщелка, соответствующие распилы следует производить не только в области мыщелков, но также в промежуточной области. Последнее не требуется при применении мыщелковых чаш. Это может быть даже вредным, если - в зависимости от положения резекционных распилов - вследствие этого часть бедренной области скользящей поверхности коленной чашечки могла бы быть включенной. Поэтому в соответствии с данным изобретением обеспечивается, что калибр пилы, который применяется для обоих вариантов бедренных протезов, имеет в межмыщелковой области блокировочное приспособление, которое позволяет хирургу пощадить межмыщелковую область или даже ограничить мыщелковые распилы на обращенных друг к другу сторонах в точном соответствии с предусмотренным положением краев мыщелковых чаш.

Границы мыщелковых чаш могут быть выбраны в любой форме. Однако целесообразным является, если они обращают друг к другу параллельные прямые боковые поверхности. Именно в этом случае удается более легко их точная ориентация на устанавливающем инструменте, если он имеет соответствующие параллельные соединительные поверхности.

Протезная система согласно данному изобретению обычно имеет несколько ступеней величин с различными интервалами мыщелковых чаш. В соответствии с этим данное изобретение предусматривает то, что взаимный интервал параллельных соединительных поверхностей устанавливающего инструмента может быть установлен различно ступенчатым образом. Их регулируемость основана целесообразным образом на использовании сменных деталей, которые соответственно приспособлены только к одной ступени (градации), так как благодаря этому уменьшается опасность ошибочного установления интервала мыщелковых чаш. Предпочтительный вариант исполнения данного изобретения предусматривает, что соединительные поверхности устанавливающего инструмента - параллельные или непараллельные - образованы, соответственно, каждая одной неподвижной губкой отдельных соответствующих одной мыщелковой чаше зажимов, для которых применяют отличающиеся дополнительным признаком, соответствующие отдельным ступеням величин держатели.

Дополнительные предпочтительные признаки данного изобретения будут ясны из нижеследующего описания примеров реализации с использованием чертежей. В них: фиг.1 показывает общий вид протеза с цельным бедренным компонентом, фиг.2 показывает то же самое с состоящим из двух частей компонентом, фиг.3 показывает калибр пилы, фиг.4 показывает устанавливающий инструмент, фиг.5 показывает устанавливающий инструмент с установленными в нем мыщелковыми чашами в виде сверху, фиг.6 показывает частичный вид в перспективе устанавливающего инструмента, фиг.7 показывает устанавливающий инструмент с мыщелковыми чашами при насаживании их на кость, фиг.8 показывает фиксированные на кости пробные чаши после убирания устанавливающего инструмента, фиг.9 показывает протезные чаши в установленном состоянии.

Согласно фиг.1 протез состоит из подлежащей прикреплению на верхнем конце большеберцовой кости большеберцовой пластины 1, удерживаемого на ней с возможностью вращения большеберцового плато 2 из полиэтилена и цельного бедренного компонента 3, который имеет щит 4 коленной чашечки для образования скользящей поверхности коленной чашечки, а также мыщелковые части 5 для образования скользящих поверхностей 6 мыщелков. Большеберцовое плато 2 имеет для принятия скользящих мыщелковых поверхностей желобки 7 соответствующей формы. Вследствие цельного образования большеберцового плато 2 бедренного компонента 3 создается гарантия того, что соответствующие друг другу по форме скользящие поверхности обоих компонентов взаимодействуют точно надлежащим образом.

Фиг.2 показывает те варианты реализации, при которых цельный бедренный компонент 3 заменен парой мыщелковых чаш 10, которые имеют точно одинаковую форму с мыщелковыми частями 5 цельного бедренного компонента 3; они, так сказать, отрезаны от цельного компонента. Их скользящие поверхности 6 точно соответствуют скользящим поверхностям 6 цельного компонента и взаимодействуют одинаковым образом с желобками 7 скольжения большеберцового плато при условии, что их относительная установка точно соответствует установке мыщелковых частей 5 цельного компонента. Имеются в распоряжении части протезов в нескольких градациях величин.

Обращенные к кости закрепляющие поверхности бедренных компонентов 3 и 10 собраны согласованно друг с другом полигонально из плоскостей 11, 12, 13, которые соответствуют совпадающим резекционным поверхностям на кости. Предусмотрены также находящиеся в соответствующем месте крепежные шипы 14. Соответствующие щиту 4 коленной чашечки резекционные и крепежные поверхности компонента 3 отсутствуют, естественно, у мыщелковых чаш 10.

Для резецирования бедренных мыщелков служит изображенный на фиг.3 калибр 20 пилы, который сам по себе является известным (WO 98/53747) и поэтому не нуждается в подробном описании. Он содержит между боковыми стенками (щеками) 21 несколько пар направляющих опор 22 для установления плоскостей, в которых направляется костная пила для получения резекционных распилов. Если должен применяться цельный компонент 3, распилы простираются по всей ширине костных мыщелковых пар. Если должны устанавливаться только мыщелковые чаши 10, предусмотрен калибр 20 пилы с блокирующей вставкой 23, которое защищает межмыщелковую область. Его боковые поверхности являются параллельными и устанавливаются теми линиями, по которым должны следовать внутренние боковые края мыщелковых чаш в предусмотренном положении. Блокирующая вставка 23 защищает межмыщелковую область от нежелательных распилов. Имеются в распоряжении несколько блокирующих вставок, соответственно пригодных для градации величины протеза.

Для установки в правильном положении мыщелковых чаш 10 на бедренной кости служит изображенный на фиг.4 устанавливающий инструмент 30. Он состоит из ручки 31, опорной пластины 32 и двух зажимов 33 для крепления мыщелковых чаш 10. Для более удобной сборки этих частей предусмотрен цоколь 34, который имеет вертикальное отверстие, подходящее для диаметра элемента ручки 31, и который удерживает в изображенном положении этот инструмент во время установки мыщелковых чаш и зажимов.

Как можно видеть из фиг.5, зажимы 33 имеют на внутренней стороне зажимные губки 35, которые образуют параллельные соединительные поверхности 36 для внутренних краев 37 мыщелковых чаш. Взаимодействие поверхностей 36 с краями 37 обеспечивает точно параллельную ориентацию чаш 10. Имеется в виду, что эта цель достигалась бы также в том случае, если эти поверхности не были бы прямолинейными; однако прямолинейная форма облегчает изготовление, а также оптический контроль правильной посадки чаш. Кроме того, она соответствует анатомическим соотношениям.

На их наружных сторонах зажимы 33 образованы подвижной губкой 40, которая ориентирована параллельно неподвижным внутренним губкам 35. Ориентация происходит в изображенном примере при помощи направляющих опор 41, которые взаимодействуют с соответствующими отверстиями цоколя 42 зажимов, который жестко связан с внутренней неподвижной губкой 35. Предварительная установка осуществляется при помощи ходового винта 43 и связанной с ним снаружи вращающейся ручки 44. Губки 35, 40 имеют обращенные друг к другу выступы 46. Края мыщелковых чаш содержат углубления 47, которые подходят к этим выступам. Эти выступы и выемки изготовлены продолговатыми и благодаря этому обеспечивают мыщелковым чашам в устанавливающем инструменте заранее определенное направление.

С нижней стороны цоколя 42 зажимов выступает цапфа 45, которая образована подходящим образом относительно каждого из крепежных отверстий 48 в крепежной пластине 32. Цапфа 45 и крепежное отверстие 48 образованы таким образом, что они не имеют возможности вращаться относительно друг друга, в изображенном примере вследствие квадратного поперечного сечения. Цапфы могут быть закреплены при помощи винтов 49 в крепежных отверстиях. Оба крепежных отверстия 48 в крепежной пластине 32 проходят параллельно друг другу.

Для каждой относящейся к данной протезной системе градации величин предусмотрена особая крепежная пластина 32. Крепежные пластины различных градаций величин отличаются шириной в латерально-медиальном направлении и интервалом их крепежных отверстий 48. Соответствующие зажимы 33 могут совпадать.

Вместо этого можно было бы использовать также отличающиеся зажимы и одну и ту же крепежную пластину, причем расположение цапф 45 на зажимах могло бы обеспечивать желательный интервал между ними. Наконец, предполагается также применение только одной крепежной пластины, которая имеет большее число крепежных отверстий 48, которые позволяют размещение зажимов с различным интервалом.

Каждый зажим 33 содержит между губками 35, 40 широкую опору 50 со скользящей поверхностью, регулируемую от идущего в цоколе 42 зажима установочного винта. Верхняя поверхность опоры 50 со скользящей поверхностью покрыта упругим материалом, например полиэтиленом. После того как мыщелковая чаша 10 зажимается между губками 35, 40, установочный винт завинчивается в обращенную к нему опору 50 со скользящей поверхностью и поддерживает ее. Он служит для того, чтобы при посадке чаш на кость сделать возможной передачу усилия от устанавливающего инструмента на мыщелковые чаши в направлении посадки без необходимости усилий от выступов 46. Кроме того, опоры 50 со скользящими поверхностями способствуют правильному расположению мыщелковых чаш в устанавливающем инструменте, если подвижная губка 40 зажима имеет зазор относительно другой губки 35 зажима или если выступы 46 имеют зазор относительно принимающих их углублений 47.

Если пара мыщелковых чаш 10 должна быть помещена на резецированную кость, их сначала описанным образом вставляют в устанавливающий инструмент. Затем его, как показано на фиг.7, насаживают с мыщелковыми чашами на кость. Как только мыщелковые чаши зафиксированы, крепежную пластину 32 удаляют при помощи ручки 31 устанавливающего инструмента, ослабляя винты 49 и оттягивая крепежную пластину 32 от зажимов 33 и их цапфы 45. Это возможно потому, что оба зажима 33 связаны с крепежной пластиной 32 в одном и том же направлении отсоединения их цапф 45. Затем зажимы 33 могут быть отсоединены от чаш отвинчиванием подвижной губки 40, после того, а в случае необходимости, перед тем как опора 50 со скользящей поверхностью была ослаблена.

Если в случае мыщелковых чаш речь идет об окончательных частях протезов, устанавливающий инструмент удаляют, после чего их достаточно закрепляют цементом или без цемента на кости. Если речь идет о пробных имплантатах, их закрепляют перед этим на кости при помощи фиксирующих штифтов 60, для которых в мыщелковых чашах предусмотрены отверстия 61. Они находятся вне покрытой зажимами области, так что штифты 60 могут применяться до тех пор, пока протезные чаши не зафиксированы устанавливающим инструментом. На той стороне, где имплантаты имеют крепежные шипы 14, пробные имплантаты имеют отверстие 62 соответствующей величины. Если еще раньше в кости не было сделано отверстие для крепления шипов, они могут надеваться через отверстие 62 пробного имплантата на правильном месте. После этого в отверстие 62 и находящееся ниже отверстие кости вдавливают болт-фиксатор 63, который может удерживать пробный имплантат вместо удаленного фиксирующего штифта 60 и головка которого исчезает в отверстии 62. Таким образом, положение имплантата и функция сустава могут быть испытаны при помощи пробного имплантата. После его удаления устанавливают подлежащие применению протезные чаши таким же образом.

Формула изобретения

1. Система коленного протеза, включающая в себя цельное большеберцовое плато (2) с двумя желобками (7) скольжения и цельный бедренный компонент (3) с двумя мыщелковыми скользящими поверхностями (6), интервал и форма которых согласованы с большеберцовыми желобками (7) скольжения, отличающаяся тем, что эта система в качестве альтернативы цельному бедренному компоненту (3) включает в себя пару несвязанных, бедренных мыщелковых чаш (10), форма поверхностей скольжения которых согласована с большеберцовыми желобками (7) скольжения, и устанавливающий инструмент (30), который придает мыщелковым чашам (10) согласованное с большеберцовыми желобками (7) скольжения относительное положение.

2. Система коленного протеза по п.1, отличающаяся тем, что форма и интервал скользящих поверхностей (6) мыщелковых чаш (10) совпадает с формой и интервалом мыщелковых скользящих поверхностей (6) цельного бедренного компонента (3).

3. Система коленного протеза по п.2, отличающаяся тем, что положение мыщелковых резекционных поверхностей (11, 12, 13) цельного бедренного компонента (3) и положение мыщелковых чаш (10) совпадают.

4. Система коленного сустава по п.3, отличающаяся тем, что она включает в себя калибр (20) пилы с совпадающими плоскостями распила как для цельного бедренного компонента (3), так также и для мыщелковых чаш (10).

5. Система коленного протеза по п.4, отличающаяся тем, что калибр (20) пилы имеет удаляемую блокирующую вставку (23) в межмыщелковой области (24).

6. Система коленного протеза по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что мыщелковые чаши (10) обращены друг к другу параллельными боковыми поверхностями (37) и что устанавливающий инструмент (30) имеет подходящие, параллельные соединительные поверхности (36).

7. Система коленного протеза по п.6, отличающаяся тем, что взаимный интервал параллельных соединительных поверхностей (36) выполнены с возможностью ступенчатого регулирования соответственно различным интервалам относящихся к различным ступеням величин мыщелковых чаш (10).

8. Система коленного протеза по п.7, отличающаяся тем, что регулируемость основана на применении сменных деталей.

9. Система коленного протеза по одному из пп.6-8, отличающаяся тем, что соединительные поверхности (36) образованы, каждая, неподвижной губкой (35) отдельных, относящихся соответственно к мыщелковым чашам (10) зажимов (33).

10. Система коленного протеза по п.9, отличающаяся тем, что для крепления зажимов (33) предусмотрены крепежные пластины (32) различной ширины.

11. Система коленного протеза по п.10, отличающаяся тем, что оба зажима (33) являются съемными в одном и том же направлении отсоединения от крепежной пластины (32).

12. Система коленного протеза по одному из пп.9-11, отличающаяся тем, что мыщелковые чаши (10) и зажимы (33) снабжены взаимодействующими, устанавливающими их друг против друга выступами (46) и углублениями (47).

13. Система коленного протеза по одному из пп.9-12, отличающаяся тем, что губки (35, 40) зажимов (33) действуют в латерально-медиальном направлении на мыщелковые чаши (10) и снабжены регулируемой опорой (50) со скользящей поверхностью.

14. Система коленного протеза по одному из пп.1-13, отличающаяся тем, что предусмотрены пробные мыщелковые чаши, которые имеют снаружи от охватываемой устанавливающим инструментом (30) области отверстия (61) для фиксирующих штифтов (60).

15. Система коленного протеза по п.14, отличающаяся тем, что мыщелковые чаши (10) имеют, по меньшей мере, один крепежный шип (14), а пробные мыщелковые чаши вместо этого шипа имеют отверстие (62) для болта-фиксатора (63) с опускаемой в это отверстие (62) головкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9