RU2259179C2 - Bipolar hip joint endoprosthesis - Google Patents

Abstract

FIELD: medical engineering.

SUBSTANCE: device has pedicle, head unit, locking ring and cross-bar. Metal cup is manufactured as incomplete sphere having spherical internal surface truncated with cylinder, and polymer inlay having spherical external surface truncated with cylinder having boss in pole area and internal cavity engageable with the head. The locking ring has recess on internal surface for embracing the cross-bar, ring-shaped bevels on both sides and a cut. Ring diameter in free state is less than groove diameter in the inlay. Cylindrical inlay surface has conic groove in equatorial zone having meridian slits reaching it, groove for setting the locking ring and meridian groove between the slits for placing the cross-bar. A groove having ring-shaped bevel on end face for making engagement with the locking ring, is available on cylindrical metal cup surface. Longitudinal slot engageable with the cross-bar is available on the cup surface.

EFFECT: high reliability of axial and rotation inlay fixation relative to cup.

5 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии, ревматологии и ортопедии, а более конкретно к конструкции биполярных эндопротезов тазобедренного сустава, которые могут быть использованы при срочном оперативном лечении переломов шейки бедра и различных заболеваний у людей преклонного возраста и с ослабленным здоровьем.The invention relates to medicine, in particular to traumatology, rheumatology and orthopedics, and more particularly to the design of bipolar hip arthroplasty, which can be used in urgent surgical treatment of femoral neck fractures and various diseases in elderly people and with impaired health.

Для обеспечения длительного и комфортного функционирования эндопротеза, ножка должна быть надежно закреплена в костномозговом канале бедренной кости и обладать достаточным запасом усталостной прочности, а биполярная головка сочетаться по размерам и обеспечивать минимальный износ хрящевого слоя вертлужной впадины.To ensure a long and comfortable functioning of the endoprosthesis, the leg should be firmly fixed in the bone marrow canal of the femur and have a sufficient margin of fatigue strength, and the bipolar head should be sized and provide minimal wear on the cartilaginous layer of the acetabulum.

Известен биполярный эндопротез тазобедренного сустава (Патент США №4795471, кл. 623-23, МПК А 61 F 2/32). Согласно патенту эндопротез состоит из ножки с головкой, полой чаши в виде неполной сферы, контактирующей с вертлужной впадиной, полимерного вкладыша и разъемного винтового замка.Known bipolar endoprosthesis of the hip joint (US Patent No. 4795471, CL 623-23, IPC A 61 F 2/32). According to the patent, an endoprosthesis consists of a leg with a head, a hollow bowl in the form of an incomplete sphere in contact with the acetabulum, a polymer insert and a detachable screw lock.

Недостатком этой конструкции является излишняя сложность разъемного винтового замка, что увеличивает длительность операции, а следовательно, и кровопотери пациента.The disadvantage of this design is the excessive complexity of a detachable screw lock, which increases the duration of the operation, and consequently the patient’s blood loss.

Известен биполярный компонент эндопротеза тазобедренного сустава (каталог 1998 by Sulzer Orthopedics ltd. Lit No. 06. 00047. 061 Printed in Switzerland). Биполярный компонент состоит из полой чаши в виде неполной сферы с внутренней проточкой в экваториальной части чаши и пазами на глубину несколько большую, чем расстояние от торца чаши до проточки, полимерного вкладыша, частично разрезанного в меридиональной плоскости, снабженного выступами, контактирующими с пазами полусферы и проволочного разрезного кольца.The bipolar component of the hip joint prosthesis is known (1998 catalog by Sulzer Orthopedics ltd. Lit No. 06. 00047. 061 Printed in Switzerland). The bipolar component consists of a hollow bowl in the form of an incomplete sphere with an internal groove in the equatorial part of the bowl and grooves to a depth somewhat larger than the distance from the end of the bowl to the groove, a polymer insert partially cut in the meridional plane, equipped with protrusions in contact with the grooves of the hemisphere and wire split ring.

Недостатком этой конструкции можно считать недостаточную точность фиксации вкладыша относительно полусферы, что может привести к люфту вкладыша относительно полусферы, появлению дебриса и как следствие нестабильности эндопротеза.The disadvantage of this design can be considered insufficient accuracy of fixation of the insert relative to the hemisphere, which can lead to backlash of the insert relative to the hemisphere, the appearance of debris and, as a result, instability of the endoprosthesis.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является биполярный эндопротез тазобедренного сустава (Патент США №5549693, кл. 623-23 МПК А 61 F 2/32).The closest in technical essence and the achieved result is a bipolar hip joint prosthesis (US Patent No. 5549693, CL 623-23 IPC A 61 F 2/32).

Эндопротез содержит ножку, головку, металлическую чашу в виде неполной сферы с внутренней поверхностью в виде сферы, усеченной цилиндром, и полимерного вкладыша с наружной поверхностью в виде сферы, усеченной цилиндром с приливом в районе полюса и внутренней полостью контактирующей с головкой. Эта конструкция также не позволяет обеспечить надежную фиксацию вкладыша относительно чаши.The endoprosthesis contains a leg, a head, a metal bowl in the form of an incomplete sphere with an inner surface in the form of a sphere truncated by a cylinder, and a polymer insert with an outer surface in the form of a sphere truncated by a cylinder with a tide in the region of the pole and the inner cavity in contact with the head. This design also does not allow reliable fixation of the liner relative to the bowl.

Технический результат изобретения - обеспечение осевой и ротационной фиксации вкладыша относительно чаши. Для достижения указанного технического результата в биполярный эндопротез тазобедренного сустава, содержащий ножку, головку, металлическую чашу в виде неполной сферы с внутренней поверхностью в виде сферы, усеченной цилиндром, и полимерный вкладыш с наружной поверхностью в виде сферы, усеченной цилиндром с приливом в районе полюса и внутренней полостью, контактирующей с головкой, введено запорное кольцо и ригель, запорное кольцо выполнено с выемкой с внутренней стороны кольца для охвата ригеля, кольцевыми фасками с обеих сторон и разрезом, причем диаметр кольца в свободном состоянии меньше, чем диаметр проточки во вкладыше, цилиндрическая поверхность вкладыша снабжена конической проточкой в зоне экватора с меридиональными прорезями до нее и проточкой для установки запорного кольца и меридиональным пазом между прорезями для установки ригеля, на цилиндрической поверхности металлической чаши выполнена канавка с кольцевой фаской со стороны торца для контакта с запорным кольцом, а на самой поверхности выполнен продольный паз, с которым контактирует ригель.The technical result of the invention is the provision of axial and rotational fixation of the liner relative to the bowl. To achieve the specified technical result, a bipolar hip joint prosthesis containing a leg, a head, a metal cup in the form of an incomplete sphere with an inner surface in the form of a sphere truncated by a cylinder, and a polymer insert with an external surface in the form of a sphere truncated by a cylinder with a tide in the region of the pole and a locking ring and a bolt are introduced into the internal cavity in contact with the head, the locking ring is made with a recess on the inner side of the ring to cover the bolt, ring chamfers on both sides and a section and, moreover, the diameter of the ring in the free state is smaller than the diameter of the groove in the liner, the cylindrical surface of the liner is provided with a conical groove in the equator zone with meridional slots to it and a groove for installing the locking ring and a meridional groove between the slots for installing the bolt, on the cylindrical surface of the metal bowl a groove is made with an annular chamfer on the end side for contact with the locking ring, and a longitudinal groove is made on the surface itself, with which the bolt is in contact.

Предложенное решение позволит надежно закрепить вкладыш в чаше и обеспечивает его надежную длительную фиксацию с компенсацией температурного расширения полимера, а следовательно, и продолжительную эксплуатацию эндопротеза в целом.The proposed solution will allow you to securely fix the insert in the bowl and provides its reliable long-term fixation with compensation for the thermal expansion of the polymer, and, consequently, the long-term operation of the endoprosthesis as a whole.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид эндопротеза, на фиг.2 - выноска А на фиг.1, на фиг.3 - выноска Б на фиг.1, на фиг.4 изображено запорное кольцо с выемкой, охватывающей ригель, на фиг.5 - разрез по В-В на фиг.1.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a General view of the endoprosthesis, figure 2 - callout A in figure 1, figure 3 - callout B in figure 1, figure 4 shows the locking ring with a recess covering the bolt, figure 5 - a section along BB in FIG.

Биполярный эндопротез тазобедренного сустава содержит ножку эндопротеза 1, головку 1, металлическую чашу 3 и полимерный вкладыш 4. Внутренняя поверхность чаши выполнена в виде сферы 5, усеченной цилиндром 6, на поверхности которого выполнена канавка 7. Наружная поверхность вкладыша 4 практически конгруэнтна внутренней поверхности чаши 3. Вкладыш 4, в зоне экватора, снабжен конической проточкой 8, а с торцевой стороны - меридиональными прорезями 9, граничащими с конической проточкой 8. Цилиндрическая поверхность 10 вкладыша 4 снабжена проточкой 11 и меридиональным пазом 12, расположенным между прорезями 9. Канавка 7 в чаше снабжена кольцевой фаской 13, контактирующей с запорным кольцом 14, установленным в проточке 11 вкладыша 4. Запорное кольцо 14 в области разреза имеет выемку 15, которая охватывает ригель 16, установленный в меридиональный паз 12 вкладыша 4 и контактирующий с продольным пазом 17 чаши 3. Запорное кольцо 14 снабжено кольцевыми фасками 18 с обеих сторон. Внутренняя полость 19 вкладыша 4 имеет сферическую форму, причем ее ось находится дальше от ножки 1, чем ось наружной сферы чаши 3, этим самым обеспечивается положение устойчивого равновесия чаши относительно головки 2 под воздействием нагрузки в процессе движения. Внутренняя полость 19 во вкладыше 4 состоит из двух полусфер, связанных цилиндрической поверхностью, и усечена конусом 20 таким образом, что диаметр входного отверстия по линии пересечения несколько менее, чем диаметр головки 2.The bipolar hip joint implant contains an endoprosthesis leg 1, a head 1, a metal cup 3 and a polymer insert 4. The inner surface of the cup is made in the form of a sphere 5 truncated by a cylinder 6, on the surface of which a groove 7. The outer surface of the liner 4 is almost congruent with the inner surface of the cup 3 The liner 4, in the equator zone, is provided with a conical groove 8, and from the end side, with meridional slots 9 bordering the conical groove 8. The cylindrical surface 10 of the liner 4 is provided with a groove 11 and a meridional groove 12 located between the slots 9. The groove 7 in the bowl is provided with an annular chamfer 13 in contact with the locking ring 14 installed in the groove 11 of the insert 4. The locking ring 14 in the section area has a recess 15 that covers the crossbar 16 installed in the meridional the groove 12 of the liner 4 and in contact with the longitudinal groove 17 of the bowl 3. The locking ring 14 is provided with annular chamfers 18 on both sides. The inner cavity 19 of the liner 4 has a spherical shape, and its axis is farther from the leg 1 than the axis of the outer sphere of the bowl 3, thereby ensuring the position of stable equilibrium of the bowl relative to the head 2 under the influence of load during movement. The inner cavity 19 in the insert 4 consists of two hemispheres connected by a cylindrical surface and is truncated by the cone 20 so that the diameter of the inlet along the intersection line is slightly less than the diameter of the head 2.

Эндопротез собирается следующим образом. Предварительно устанавливают ригель 16 в меридиональный паз 12 вкладыша 4 и надевают на него запорное кольцо 14 таким образом, чтобы выемка 15 попала в прорезь 21 ригеля 16, а само кольцо в проточку 11. Собранный вкладыш 4 надевают на головку 2, установленную на ножке 1. Затем чашу 3 надвигают на вкладыш 4, предварительно совместив ригель 16 с продольным пазом 17 чаши, под воздействием осевого усилия кольцо 14 сжимается, деформируя лепестки 22 вкладыша. При совмещении кольца 14 с канавкой 7 лепестки 22 восстанавливают свою форму и кольцо, контактируя с кольцевой фаской 13 чаши, фиксирует вкладыш относительно чаши. Внутренний диаметр запорного кольца 14 в свободном состоянии несколько менее, чем диаметр проточки 11, и это позволяет производить в случае необходимости разборку изделия следующим образом. Сжать лепестки 22 радиальным усилием, под его воздействием кольцо 14 сожмется, диметр уменьшится и вкладыш можно удалить из чаши.The endoprosthesis is assembled as follows. The bolt 16 is pre-installed in the meridional groove 12 of the insert 4 and the locking ring 14 is put on it so that the recess 15 falls into the slot 21 of the bolt 16 and the ring itself into the groove 11. The assembled insert 4 is put on the head 2 mounted on the leg 1. Then the bowl 3 is pushed onto the insert 4, after aligning the bolt 16 with the longitudinal groove 17 of the bowl, under the influence of axial force, the ring 14 is compressed, deforming the petals 22 of the insert. When combining the ring 14 with the groove 7, the petals 22 restore their shape and the ring, in contact with the annular chamfer 13 of the bowl, fixes the liner relative to the bowl. The inner diameter of the locking ring 14 in the free state is slightly less than the diameter of the groove 11, and this allows, if necessary, to disassemble the product as follows. Compress the petals 22 with a radial force, under its influence, the ring 14 is compressed, the diameter is reduced and the liner can be removed from the bowl.

Техника установки бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава заключается в следующем. После вскрытия мягких тканей тазобедренного сустава и остеотомии шейки бедра, специальным инструментом, например разверткой, вскрывают костномозговой канал бедренной кости. После этого рашпилями, соответствующими по форме и геометрическим размерам ножке эндопротеза самого малого типоразмера, возвратно-поступательными движениями последовательно обрабатывают костное ложе бедренной кости под ножку необходимого типоразмера. Далее ножка вводится в канал и с помощью специального инструмента устанавливается в костное ложе до его заклинивания. Затем по размерам вертлужной впадины определяют необходимый диаметр чаши и собирают эндопротез в вышеизложенном порядке. Рану дренируют и послойно ушивают.The technique for installing the femoral component of the hip joint implant is as follows. After opening the soft tissues of the hip joint and osteotomy of the femoral neck, a bone marrow canal of the femur is opened with a special tool, such as a scan. After that, with rasps corresponding in shape and geometrical dimensions to the leg of the endoprosthesis of the smallest size, reciprocating movements sequentially process the bone bed of the femur under the leg of the required size. Next, the leg is inserted into the canal and, using a special tool, is installed in the bone bed until it is jammed. Then, according to the size of the acetabulum, the required diameter of the bowl is determined and the endoprosthesis is assembled in the above order. The wound is drained and sutured in layers.

Claims (1)

Биполярный эндопротез тазобедренного сустава, содержащий ножку, головку, металлическую чашу в виде неполной сферы с внутренней поверхностью в виде сферы, усеченной цилиндром и полимерного вкладыша с наружной поверхностью в виде сферы, усеченной цилиндром с приливом в районе полюса и внутренней полостью, контактирующей с головкой, отличающийся тем, что он имеет запорное кольцо и ригель, запорное кольцо выполнено с выемкой с внутренней стороны кольца для охвата ригеля, кольцевыми фасками с обеих сторон и разрезом, причем диаметр кольца в свободном состоянии меньше, чем диаметр проточки во вкладыше, цилиндрическая поверхность вкладыша снабжена конической проточкой в зоне экватора с меридиональными прорезями до нее и проточкой для установки запорного кольца и меридиональным пазом между прорезями для установки ригеля, на цилиндрической поверхности металлической чаши выполнена канавка с кольцевой фаской со стороны торца для контакта с запорным кольцом, а на самой поверхности выполнен продольный паз, с которым контактирует ригель.A bipolar hip joint prosthesis containing a leg, a head, a metal cup in the form of an incomplete sphere with an inner surface in the form of a sphere truncated by a cylinder and a polymer insert with an outer surface in the form of a sphere truncated by a cylinder with a tide in the region of the pole and the internal cavity in contact with the head, characterized in that it has a locking ring and a bolt, the locking ring is made with a recess on the inner side of the ring to cover the bolt, ring chamfers on both sides and a cut, the diameter of the ring in in the free state is smaller than the diameter of the groove in the liner, the cylindrical surface of the liner is provided with a conical groove in the equator zone with the meridional slots to it and a groove for installing the locking ring and a meridional groove between the slots for installing the bolt, on the cylindrical surface of the metal bowl there is a groove with an annular chamfer side of the end face for contact with the locking ring, and a longitudinal groove is made on the surface itself, with which the bolt is in contact.

Images