Искусственный коленный сустав

 

(11 564775

ИЗОБРЕТЕН КЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАеЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 30.09.74 (21) 2064774/13 (23) Приоритет — (32) (51) М. Кл. А 61 F 1/08

Государственный номитет

Совете Министров СССР по делам изобретений н открытий (3 l ) (43) Опубликовано 05.07.77, БюллетЕнь № 25 (45} Дата опубликования описания12.07,77 (5З) УДК

615.477.23: 616-089, - 28/.29 (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Исидор Мартинес Мартинес (CbKA) Иностранная фирма

Н Il

Исидор Мартинес Мартинес (США) (71) Заявитель (54) ИСКУССТВЕННЫЙ КОЛЕ ННЛlй СУСТАВ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к эндопротезам нижних конечностей, и предназначено для замещения коленного сустава.

Известны искусственные суставы, содержащие крепежное устройство и шарнирный механизм.

Крепежное устройство выполнено в виде стержней и опор и имеет защитный фартук. Шарнирный механизм выполнен моноцентрическим и имеет проушины для оси (1).

Однако они не обеспечивают точного моделирования устойчивых движений сустава, включая рогационные движения. При этом суставы выполнены больших размеров, обладают низкой прочностью, имплантация их связана со слохотым хи- 15 рургическим вмешательством, сопровождающимся гравматизацией тканей, Все эта ограничивает область применения суставов при протезировании, Целью изобретения является обеспечение точного моделирования движений в искусственном суставе, включая ротацнонные движен я, упрощение хирургического вмешательства при имплантации и уменьшение травматизации, создание устойчивых двнженич, обеспечение минимальных габаритов и достаточной прочности. 25

ПостЫленная цель достигается тем, что в нскусственноь коленном суставе шарнирный механизм имеет корпус и, например две шарнирные опоры, на которых закреплены с возможностью поворота соединительные блоки и имеются изогнутые опор-! ные элементы, взаимодействующие друг с другом, Шарнирнъш механизм имеет систему крепления, выполненную в виде U-образных седловидных элементов, имеющих в основании соединительную накладку. Крепежное устройство имеет крепежный винт т контровочные винты, установленные в крепежном винте под острым углом к его оси. lllapнирный механизм имеет шарнирные полуоси, ðàñnoложенные по осн парнирного механизма, закрепленные на кортгусе и представляющие собой шарнирные опоры.

Шарнирные опоры подсоединены к крепежному устройству через соединительные блоки; последние имеют осевое отверстие и в их входят шарнирные полуоси, закрепленные в корпусе, .причем эти полуоси проходят через поперечное отверстие, проходящее через отверстие шарнирных полуосей. Поперечное отверстие, выполненное в соединительном блоке, имеет увеличенный по сравнению с полуосями диаметр. Соединительный блок закреплен па

564775 крепежном винте при помощи поворотного пальца, входящего в поперечное отверстие через крепежньй винт.

Крепежный винт входит в осевое углубление или карман в соединительном блоке, причем это

1 осевое углубление имеет противоположные скошенные в радиальном направлении боковые участки; радиальная ось, проходятцая через эти скошенные участки, перпендикулярна оси поворотного наль. ца. В осевом отверстии соединительного блока находятся расположенные друг против друга опорные элементы, которые закреплены на шарнирных полуосях, причем опорные блоки имеют контакт по плоской поверхности при соосном положении шарнирного механизма, Соединительньй блок снабжен скользящими элементами, изогнутая поверхность которых контактирует с внутренней поверхностью корпуса шарнирного механизма при его соосности.

Соединительная накладка имеет несколько отверстий, причем оси отверстий расположены под острым углом к оси центрального отверстия, Искусственный коленный сустав включает стопорное устройство поворотного пальца крепежного винта, состоящее из ползункового -скользящего стопора, имеющего паз в виде ласточкина хвоста, в котором установлен выступ поворотного лалы..-;. а также имеет выступ, установлений в утлублеыд. соединительного блока, и разжимной элемент.

Кроме того, сустав содержит герметизирук"цее устро :oTBQ, выполненное из упругого материала и . соразующее оболочку шар шрного ме ганизма крепежного устройства. Скользжцие элементы имеют направляющие $÷àorêè и установлены с возможностью ограниченного поступательного перемещения в осевом направлении.

Направляющие участки, скользящего элемента контактируют с внутренней поверхностью корпуса шарнирного механизма при повороте последнего на о пер;, те 20, На фиг. 1 изображен искусственньй коленный сустав, имплантирозантп.гй в нижнюю конечность, вид сбоку; на ф;;r. 2 — то же, вид сзади с частично удаленным герметдзирующим устройством; на фиг.3 — се ение А — А фиг. 2 на фиг.4 — разрез  — Б фиг, 3; на фиг, 5 — сечение  — В фиг. 3; на фиг, 6 — разрез à — Г фиг. 5, на фиг, 7 — ползунковьп скол зящий стопор и поворотный палец, общий вид; на фиг,8 — сустав в согнутом положещи, вид сбоку с частичным разрезом; на фиг. 9 разрез Д вЂ” Д фиг.5; на фнг. 0 — то же., при ротации сустава; на фиг. 11 — искусстве ньй коленнъй сустав при ротации, вид сзади.

Сустав содержит шарнирштй механизм и крепежное устройство, имеющее крепежные винты 1 и контровочные винти 2, установленные в крепежном винте 1 под острым углом к его оси, Шарнирный механизм содержит корпус 3 и шарнирные опоры в виде шарнирных полуосей 4 и 5 расположенных по оси шарнирного механизма и

35 закрепленных в корпусе 3. Иа шарнирных полуосж: 4 и 5 закреплены с возможностью поворота соединительные блоки 6 и 7 и имеются изогнутые опорные элементы 8, взаимодействую цие друг с другом. Шарни рный мех ани зм соде ржит так же систему крепления, выполненную в виде U-образных седловидных элементов 9 и 10, имеющих в основании соединительную накладку 11.

Шарнирные опоры подсоединены к крепежному устройству через соединительные блоки 6 и 7, имеющие осевое отверстие "а", через которое проходят шарнирные полуоси 4 и 5. Кроме того, полуоси 4 и 5 проходят через попе речные отверстия "б" соединительных блоков 6 и " имеющие увеличенный по сравнению с полуосями 4 и 5 диаметр.

Соединительньй блок 6 (или 7) закреплен на крепежном винте 1 при помощи поворотного пальца 12, входящего в поперечное отверстие через крепежньй винт. Крепежньй винт 1 входит в осевое углубление или карман13 в соединительном блоке. Осевое углубление имеет противоположные скошенные в радиальном направлении боковые участки, а радиальная ось, проходящая через эти скошенные участки, перпендикулярна оси поворотного пальца 12.

В осевом отверстии "а" соединительного блока б (или 7) находятся расположеннь .е друг против друга опорные элементы 8, которые:-.;креплены на парнирных полуосях 4 и 5, причем опорные элементы имеют контакт по плоской поверхности при соосном положении шарнирного механизма. Соединительные блоки 6 и 7 снабжены скользящими элементами 14, изогнутая поверхность Е которых контактирует с внутренней поверхностью Ж корпуса 3 шарнирного механизма при,его соосности и повороте механизма на первые 20о, Соединительная накладка 11 седловидных элементов 9 и 10 имеет несколько отверстий"в", причем оси отверстий расположены под острым углом к оси центрального отверстия.

Стопорное устройство поворотного пальца 12 крепежного винта 1 выполнено из ползункового скользящего стопора 15, имеющего паз "г" в виде

45 ластсчкина хвоста, в котором установлен выступ 16 цоворотного пальца 12. Кроме того,. стопор 15 снабжен выступом 17, устанавливаемым в углубле. нии "д".. соединительнго, блока и рзэжнмным элементом 18.

Сустав снабжен гфметизирующим устройством, выполненным из yrtpyroro. материала и образующим оболочку 19 шарнирного механизма.

Искусственньй:сустав имплантируют следующим образом. Перед установкой на место осуществляют сборку искусстве нного сустава. При этом крепежные винты 1 и седловидные элементы 9 и 10 долхжы быть отстыкованы.,"..алее mpypmческим путем удаляют замещаемый сустав и часть костной ткани, чтобы образовалась полость, соответствующая внешней форме и размерам седловид.

5 ным элементам 9 и 10. Эти элементы временнс устанавливают на место и через них в кости, как через кондукторы, используя отверстия "в", Сверлят отверстия под контровочные винты 2. В это же время сверлят и осевые отверстия под крепежные винты 1. После этого седловидные элементы удаляют, а крепежные винты устанавливают в подготовленные цля них отверстия. Зти винты имеют большой шаг и наклон резьбы, поэтому Они самотормозятся в мягкой костной ткани. После того, как указанные винты займут свои места, снова устанавливают седловидные элементы на фланцевые части 20 крепежных винтов и вклеивают их в углубления кости, например, при помощи метил-метакрилатного клея. Затем в просверленные отверстия в кости ввинчивают контровочные винты.

После установки крепежных винтов монтируют непосредственно шарнирный механизм, который подсоединяют к седловидным элементам при помощи соединительных блоков 6 и 7. Для этого концы крепежных винтов устанавливаются в карман13 соединительных блоков, после чего в посадочное отверстие, проходящее чсрез боковую стенку соединительного блока, вставляется поворотньй палец12. Последний фиксируется неподвижно при помощи ползункового скользящего стопора 15, который надвигается на выступ 16 в виде ласточкина хвоста на пальце 12. Скользящий стопор 15 крепится неподвижно в соединительном блоке 6 путем сжатия этого стопора при помощи специального механизма в корпусе соединительного блока, в результате чего выступ 17 входит в утлублеиие "д" соединительного блока 6. После этого стопор освобождается, давая возможность выступу 17 войти в зацепление с соответствующим выступом в канале углубления "д". Скользящий стопор 15 фиксируется окончательно после установки разжчмного элемента 18, который после полного. введения в стопор 15 Отжимает упоры 21 выступаъ и 22, После тогоа как Установка искУсственного сустава закончена, рана может быть эаппгта, Период послеоперационного заживления сведен дс минимума благодаря тому, что при операции нарушение ткани минимальное, Вокруг 1срепежньи и контровочных винтов нарастает Новая костная ткань, Образуя прочное крепление.

После заживления искусствежь1Й сустав фуг<пионирует следуюпц1м образом.

В соосном положеТии искусственного сустава плоские торцовые поверхности опорных элементов 3 контактируют друг с дру;-Ом, при этом поверхности Е соедннт1тельных блоков контактируют с криволинейной внутренней поверхностью Ж корпуса 3, При таком положении искусственный сустав находится в застопоренном состоянии.

Hpи Hсг11бан1ти сустава поверхность =. выхо1111т из контакта с криволинейной внутренней поверхностью Ж корпуса. Разворот поверхности Е относительно корпуса 3 дает возможность сочлененным костям пациента поворачиваться друг относительно

564775 друга в осевом направлении. Вран,ение происходит относительно изогнутой нозерх1тости большого отверстия "б . Шарнирная полуо-..ь 4 поворачивается вдоль и-:oãí«Toé IioaepmocTi Hîòâåðñòèÿ "б" таК,. Что Оиа ВЬ1ХСДт«1Т Иэ КОНТаКта С СаМОй НИжНЕй частью этой II .:.р:- .Ости и устан;л1в1вается посред1НЕ ОТВЕтрСП1я В ОСЕВО1ат 11алр11ВЛЕНИИ (СМ,фИГ. 11).

Суьыарный1 угол пovopoTа равен +20 . Пружинная шайба 23 с; H;;iûòcii, .претерпевая части «ное сжатие, 1и в результате ч:,-:- создает".. .: усилие сжатия, которое позволяет па1п1енту су..птть о степени поворота в

ШаР1И Р11ОМ а-.ЕХа1ИЗМЕ СУСтаВ а.

Ho1iepciIHûé изтсиб сустава Обеспечивается карманом 13. Ко.-орый имеет наклоннь1е боковые пор ЧЕ рХНОСТИ „Запо:: —.1Е НГС1Е СИЛ1П1,11ОВ ЫМ КауЧуКОМ.

Весь шири.pHI.Ié механизм сустава поме1цен в герметичную Оболочку 19 с целью предотвращения

ПолацаТП11я В МЕХа1тТТЗМ тКанвй И ТКаНЕВЫХ жндкостей, гтобы не допустить нх за1 рязнения.

26

Форм :, ла iiзобретения

1.. т21скусстве,—. :тый к;ленный сустав, содержаЯ Шнй КРЕПЕЖ .:..—: УС-РСйСТВО И ттЦИ;НИРН1аИ1 МЕХа1ИЗМ, О т Л И Ч а Г» И й:;. Я ТЕМ,. "- Тот С ЦЕЛЬЮ ОбЕСПЕЧЕНИЯ

TO II. ";О МО, Е1111О1".1 «:" = !.,ВНЖЙЕЧ11 В ИСКУ СТЗЕННОМ сустав:,:":-. - -. =. o.-: -ацио1-,.-..: . лвижения, упроЩЕННЛ ХИРУР."„1т1 11 ОГО В1.„щатЕЛЬСТВа т;.IH HMIIJ!RHЗО ТаЦ1СИ Jñ,iа«т I11, ацэ1И ГРа гз .а т аа Эат1ЧН т ОЗДаНЦЯ уетойт1ЯЗЬИ дя11ЖЕНИ1йт ОбЕСПЕ 1CHHЯ Минн маЛЬНЫХ габ -.;питон н доастатотс той п11ттносп1, йьзрнирнын

МЕХан1тэт«1 т1МЕЕт 1 ОРП, .: IIBHPiO«ICP.,ДВЕ ШаРННОаНЫЕ ОГ1 О ОЬ, HH КОТОРЫХ Э21 : Гт Ей ЛЕ 1Гт:. С В ОЗМОЖ85 постыл поворота соец11нительн1.1е 6;,oêê и имеются

HooI /Tiiic o1iopT&I .", =.лементы .в=анмодей".TB): ющие друг с др: " o !:.

1IC-.:-i i . Ттт .анНЫй Сус-ai . т,O H О Т II Ii - Q IOЩ И Й C ".."Е а . 1ао iDaOHHDHI.-1й:«1=ХаняЗМ ИМЕЕТ

49 систе1«1У кpепле1г1s:.т в1mо:111eннУтО в ви;те Ll-обРаз.

НЫХ Са--;r,OIiHH :-"..,Ö g ..-:.1;.1 ТОВ, 1,:;1етоаа.а;Х В стеааТОВаини

С«СЕД11. т1Е11гн,: .-i НЯК,, а;ОСУ, 3. 1Ъ-аеуСС:".Еi -Ю ". C/Ciаи ЛО П. 1. O Т JI И Ч а IO щ и и я .. :.-, -;.:.о ре1: хное устройство имеет

Я КР: 1ТЕ, аен,„," ..-". j! f 11 а .Са; 1 1ОГ -ВО аНЫЕ В«1ЯТЬ1, УСТат- ОВ, ЛЕННЫЕ r:. КРЕН:.аКНОМ .HHT ...—:;ОД OC. .11П1УГЛОМ К ЕГО

ОССИ . 4, ЛсаСУССЭВС 1НЫ«СУСТаа ПС nI. H 2., О тяп

Ч а IO it! i и C я Т-..:; Что ШариттрНЬ1а1 Махааиэы ИМЕ- Т

Ь9 шарнирные, o;...О:.., гэед тав11яютште собой шарHHPH i. ". иОРЬа аО (тна аЛ Я11Ет "11ЕЕ, ",; O,. 1ПТР1 ; аа 01 O механи=.ма и акрепленнь1е BR кс .. pòã.

5 Иск, -còâåio:i..г1 -",тстав по и . ., О т л и ч а ющ и й: я те..1, что шарннрш те Опоры подсоедине.=гс1

М К КРЕПС.аклао;;;У УСТО.-йСТВУ ЧЕ1;-".. СС".,::„" 1а1ТЕЛЬНЬ;С бЛОКИ; 1тсСЛЕГЗ ИЕ 1ЬттЕттпт:ОСЕВОЕ ОТВЕРСТИЕ И В НИХ входят 1и. рннрные полуоси, закрепленные в корпусе, лричеьт о«Н полуоси .: —.роходят через пог..".речное oTacpcTH., лрохолащее через Отверстие парни

60 ных iiazyoceй.

56477 5

6. Искусственный сустав по п. 5, о тли ча юшийся тем, что поперечное отверстие, вьпголненное в соединительном блоке, имеет увеличенньп по сравнению с полуосями диаметр.

7. Искусственный сустав по и. 5, о тли ча юшийся тем, что соединительный блок закреплен на крепежном винте при помощи поворотного пальца, входящего в поперечное отверстие через крепежный винт.

8. Искусственный сустав по п.7, от ли ча юшийся тем, что крепежный винт входит в осевое углубление или карман в соединительном блоке, причем это осевое углубление имеет противоположные скошенные в радиальном направлении боковые участки; радиальная ось, проходящая через эти скошенные участки, перпендикулярна оси л ов оротного пальца.

9. Искусственный сустав по п. 5, о тл и ча юшийся тем, что в осевом отверстии соединительного блока находятся расположенные друг против друга опорные элементы, которые закреплены на шарнирных полуосях, причем опорные блоки имеют контакт по плоской поверхности при соосном положении шарнирного механизма.

10. Искусственный сустав по и. 5, о т л и ч а юшийся тем, что соединительный блок снабжен скользящими элементами, изогнутая поверхность которых контактирует с внутренней поверхностью корпуса шарнирного механизма при его соосности.

11. Искусственный сустав по и. 2, от лича юш п и "ятем,,что согдпшпельная накладка имеет несколько отверстий, причем оси отверстий расположены под острым углом к оси центрального отверстия.

12. Искусственный сустав по пп. 1 и 7, отл ич а ю шийся тем, что он включает стопорное устройство поворотного пальца крепежного винта, состоящее из ползункового скользящего стопора, имеющего паз в виде ласточкина хвоста, в котором установлен выступ поворотного пальца, а также

1р имеет выступ, установленный в углублении соединительного блока, и разжимной элемент.

13, Искусственный сустав по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что он содержит герметизирующее устройство, выполненное из упругого материала и ц1 образующее оболочку шарнирного механизма крепежного устройства.

14, Искусственный сустав по п. 5, от ли чающий сяя тем, что скользящие элементы имеют направляющие участки и установлены с возможу) постыл ограниченного поступательного перемещения в осевом направлении.

15. Искусственный сустав по пп. 1 и 5, о т л ич а ю шийся тем, что направляющие участки скользящего элемента контактируют с внутренней ,д поверхностью корпуса шарнирного механизма при повороте последнего на первые 20 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Каталог фирмы "How medi ca" Англия, 197) ., с.2661-9,,б 1775

Составитель Л. Соловьев

ТеЧ>ед М. Левицкая Корректор Л. Веселовская

Редактор Л. Гончарова

Закаа 2067/219

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4

Тираж 677 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5