RU2202992C2 - Cotyloid part of bipolar hip joint endoprosthesis with reinforced friction pair - Google Patents

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has external metal head, metal head piece of less diameter fixable directly on endoprosthesis leg. The metal head piece of less diameter is enclosed into two metal hemispheres to prevent it from falling-out and to enable its free rotation without beat. The hemispheres are fixed in the external metal head partially by means of common rod on hemispheres introduced into the external metal head and partially due to plastic deformation of the external metal head that envelops and tightens the hemispheres in the external metal head body. The metal head piece of less diameter is fixed on endoprosthesis leg via conic connection. Material like cobalt-chromium alloy is used as metal for producing metal head pieces of less diameter and hemispheres. EFFECT: high reliability and long service life of prosthesis. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к эндопротезам, и может быть использовано для эндопротезирования тазобедренного сустава опорно-двигательного аппарата человека в комплекте с ножкой тазобедренного сустава при травмах и заболеваниях. The invention relates to medical equipment, namely to endoprostheses, and can be used for endoprosthetics of the hip joint of the musculoskeletal system of a person complete with a leg of the hip joint for injuries and diseases.

Аналогом данной разновидности вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава биполярного с усиленной парой трения (далее по тексту - вертлужного компонента) является вертлужный компонент эндопротеза тазобедренного сустава фирмы US MEDIKAL PRODUCTS, Inc, США (Рекламный проспект Consensus Hip System. The Cutting Edge of Orthopedic Evolution, US MEDIKAL PRODUCTS, Inc), выполненный в виде наружной сферы из кобальто-хромового сплава с полимерным вкладышем внутри, фиксирующимся в кольцевой проточке сферы с помощью полимерной манжеты вкладыша, при этом полимерный вкладыш удерживает головку меньшего диаметра, выполненную из кобальто-хромового сплава и надевающуюся уже непосредственно на конусную шейку ножки эндопротеза тазобедренного сустава. Недостатком данной головки является недостаточно высокая износоустойчивость пары трения кобальт-хромовый сплав-полимер. An analogue of this variety of the acetabular component of the bipolar hip joint prosthesis with enhanced friction pair (hereinafter referred to as the acetabular component) is the acetabular component of the hip joint implant manufactured by US MEDIKAL PRODUCTS, Inc, USA (Consensus Hip System. The Cutting Edge of Orthopedic Evolution, US MEDIKAL PRODUCTS, Inc), made in the form of an outer sphere made of cobalt-chrome alloy with a polymer liner inside, fixed in the annular groove of the sphere with a polymer cuff of the liner, while holding the polymer liner a head of smaller diameter, made of a cobalt-chromium alloy and put directly at a tapered neck stem of a hip joint endoprosthesis. The disadvantage of this head is the insufficiently high wear resistance of a friction pair of cobalt-chromium alloy-polymer.

Данные недостатки пары трения частично устранены в эндопротезе системы Сиваша (К.М.Сиваш - "Аллопластика тазобедренного сустава". "Медицина", 1967 г. , стр. 45). Парой трения эндопротеза системы Сиваша является пара трения кобальт-хромовый сплав-кобальт-хромовый сплав. These shortcomings of the friction pair have been partially eliminated in the endoprosthesis of the Sivash system (K.M. Sivash - “Alloplasty of the hip joint.” “Medicine”, 1967, p. 45). The friction pair of the endoprosthesis of the Sivash system is a friction pair of cobalt-chromium alloy-cobalt-chromium alloy.

Эндопротез системы Сиваша выбран нами в качестве прототипа заявляемого изобретения. The endoprosthesis of the Sivash system is selected by us as a prototype of the claimed invention.

Основным недостатком конструкции системы Сиваша является электрохимическое взаимодействие в организме человека контактирующих друг с другом кобальт-хромового сплава и титана, а также то, что эндопротез системы Сиваша собирается (закатывается) в производственных условиях и в операционную поступает в виде неразборной конструкции, что влечет за собой трудности в установке эндопротеза и его стерилизации. The main drawback of the design of the Sivash system is the electrochemical interaction in the human body of cobalt-chromium alloy and titanium in contact with each other, as well as the fact that the endoprosthesis of the Sivash system is assembled (rolled up) under industrial conditions and enters the operating room in the form of a non-separable structure, which entails difficulties in installing the endoprosthesis and its sterilization.

Целью предлагаемого изобретения является применение пары трения металл по металлу (например, кобальт-хромовый сплав-кобальт-хромовый сплав) в головке эндопротеза тазобедренного сустава биполярного, при этом ослабление электрохимического взаимодействия между разнородными металлами (например, кобальт-хромовым сплавом и титаном), а также создание возможности легкой собираемости конструкции в условиях операционной, что в целом приведет к резкому повышению надежности работы эндопротеза в целом. The aim of the invention is the use of a metal-to-metal friction pair (for example, cobalt-chromium alloy-cobalt-chromium alloy) in the head of a hip joint bipolar joint, while weakening the electrochemical interaction between dissimilar metals (for example, cobalt-chromium alloy and titanium), and also creating the possibility of easy assembly of the structure in the operating room, which in general will lead to a sharp increase in the reliability of the endoprosthesis in general.

Указанная цель достигается за счет того, что вертлужный компонент эндопротеза тазобедренного сустава биполярного состоит из наружной металлической сферы с проточкой в ее внутренней полости и полимерного вкладыша с проточкой, совпадающей с проточкой во внутренней полости сферы, которые фиксируются относительно друг друга металлическим разрезным пружинным кольцом. В полимерный вкладыш погружена головка меньшего диаметра из металла (например, кобальт-хромового сплава), которая непосредственно фиксируется на ножке эндопротеза. Головка вложена в две полусферы из металла (например, кобальт-хромового сплава), которые удерживают ее от выпадения, при этом дают ей возможность свободно (без биений) вращаться, при этом сами полусферы фиксируются в наружной металлической головке частично за счет общего штыря на полусферах, погруженного в наружную металлическую головку, частично за счет пластической деформации наружной металлической головки, которая после деформации охватывает и заклинивает полусферы в своем теле. This goal is achieved due to the fact that the acetabular component of the bipolar hip joint implant consists of an external metal sphere with a groove in its internal cavity and a polymer insert with a groove coinciding with the groove in the internal cavity of the sphere, which are fixed relative to each other by a metal split spring ring. A smaller diameter head made of metal (for example, cobalt-chromium alloy) is immersed in the polymer insert, which is directly fixed to the endoprosthesis leg. The head is embedded in two hemispheres made of metal (for example, cobalt-chromium alloy), which keep it from falling out, while allowing it to rotate freely (without beating), while the hemispheres themselves are fixed in the outer metal head partially due to a common pin on the hemispheres immersed in the outer metal head, partly due to plastic deformation of the outer metal head, which, after deformation, covers and wedges hemispheres in its body.

Среди известных технических решений не обнаружено объекта аналогичного назначения, содержащего отличительные от прототипа признаки, направленные на достижение той же цели, что и в заявляемом в качестве изобретения вертлужном компоненте. Among the known technical solutions, no object of similar purpose was found containing distinctive features from the prototype, aimed at achieving the same goal as in the acetabular component claimed as an invention.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид вертлужного компонента. Вертлужный компонент представляет собой наружную металлическую головку поз.1, головку меньшего диаметра из металла поз. 2, которая непосредственно фиксируется на ножке эндопротеза тазобедренного сустава, две полусферы из металла поз.3 и поз.4 с общим стыком, проходящим по плоскости симметрии головки поз.5, с общим штырем поз.6. Две полусферы поз.3 и поз.4 погружены в тело наружной металлической головки поз.1 и путем пластической деформации краев поз.7 наружной металлической головки полусферы из металла заклинены внутри тела головки. The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the acetabular component. The acetabular component is an external metal head pos. 1, a head of a smaller diameter made of metal pos. 2, which is directly fixed on the leg of the hip joint prosthesis, two hemispheres made of metal, pos. 3 and pos. 4, with a common joint passing along the symmetry plane of the head, pos. 5, with a common pin, pos. 6. Two hemispheres pos.3 and pos.4 are immersed in the body of the outer metal head pos.1 and by plastic deformation of the edges pos.7 of the outer metal head, the hemispheres of metal are stuck inside the head body.

Вертлужный компонент используется следующим образом. После установки ножки эндопротеза тазобедренного сустава на его шейку надевается головка поз. 2. Неразборный вертлужный компонент оказывается зафиксированным на ножке эндопротеза, после чего осуществляется вправление наружной металлической головки в вертлужную впадину. При этом происходит защелкивание пружинного кольца одновременно в проточку на наружной металлической сфере и в проточку на полимерном вкладыше (см. вид А-А), что обеспечивает предварительную фиксацию всей конструкции. Окончательная фиксация конструкции происходит при нагреве в тканях человеческого организма за счет разницы коэффициентов линейного расширения металла и полимера, ведущей к заклиниванию конструкции внутри полимерного вкладыша. The acetabular component is used as follows. After installing the leg of the hip joint endoprosthesis, the head of the poses is put on its neck. 2. The non-separable acetabular component is fixed on the leg of the endoprosthesis, after which the external metal head is inserted into the acetabulum. In this case, the snap ring snaps simultaneously into the groove on the outer metal sphere and into the groove on the polymer insert (see view AA), which provides preliminary fixation of the entire structure. The final fixation of the structure occurs when heated in the tissues of the human body due to the difference in the coefficients of linear expansion of the metal and the polymer, leading to jamming of the structure inside the polymer liner.

Следствием кратко описанных выше действий является то, что мы получаем в момент установки неразъемный вертлужный компонент, который лишен недостатков прототипа и аналога изобретения, т.е. мы имеем конструкцию с усиленной парой трения (металл по металлу, например кобальт-хромовый сплав по кобальт-хромовому сплаву), в которой ослаблены электрохимические взаимодействия между разнородными металлами (например, титаном и кобальт-хромовым сплавом) за счет того, что обе детали разъединены полимерным вкладышем и конструкция до момента установки является легко разбираемой и стерилизуемой, чем и достигается основная цель изобретения. The consequence of the steps briefly described above is that at the time of installation, we get an integral acetabular component, which is devoid of the disadvantages of the prototype and the analogue of the invention, i.e. we have a design with an enhanced friction pair (metal for metal, for example cobalt-chromium alloy for cobalt-chromium alloy), in which the electrochemical interactions between dissimilar metals (for example, titanium and cobalt-chromium alloy) are weakened due to the fact that both parts are disconnected polymer liner and the design until installation is easily disassembled and sterilizable, which is achieved by the main objective of the invention.

Claims (1)

Вертлужный компонент эндопротеза тазобедренного сустава биполярного, состоящий из наружной металлической головки, головки меньшего диаметра из металла, которая непосредственно фиксируется на ножке эндопротеза, отличающийся тем, что головка меньшего диаметра вложена в две полусферы из металла, которые удерживают ее от выпадения с возможностью свободного без биения вращения, при этом полусферы фиксируются в наружной металлической головке частично за счет общего штыря на полусферах, погруженного в наружную металлическую головку, частично за счет пластической деформации наружной металлической головки, которая после деформации охватывает и заклинивает полусферы в теле наружной металлической головки, головка меньшего диаметра из металла фиксируется на ножке эндопротеза через конусное соединение, причем в качестве металла головки меньшего диаметра и полусфер используется, например, кобальт-хромовый сплав. The acetabular component of the bipolar hip joint prosthesis, consisting of an external metal head, a head of a smaller diameter made of metal, which is directly fixed on the leg of the endoprosthesis, characterized in that the head of a smaller diameter is embedded in two hemispheres made of metal, which keep it from falling out with the possibility of free without beating rotation, while the hemispheres are fixed in the outer metal head partially due to a common pin on the hemispheres immersed in the outer metal head, parts due to the plastic deformation of the outer metal head, which, after deformation, covers and seizes hemispheres in the body of the outer metal head, a smaller diameter head made of metal is fixed to the endoprosthesis leg through a conical connection, and, for example, cobalt is used as metal for a smaller diameter head and hemispheres chrome alloy.