RU2192205C2

RU2192205C2 - Endoprosthesis of hip joint

Info

Publication number: RU2192205C2
Application number: RU2000130539A
Authority: RU
Inventors: Х.З. Гафаров; А.Л. Гиммельфарб; Л.Н. Бизяева
Original assignee: Научно-исследовательский центр Татарстана "Восстановительная травматология и ортопедия"
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-11-10

Abstract

FIELD: medicine, medical equipment, orthopedics, traumatology. SUBSTANCE: cotyloid cavity and proximal cervical department are designed as spherical parts with inner polymeric insertion pieces filled with lubricating liquid, a ball head is located between them with possibility to freely rotate along protrusions at the surfaces of insertion pieces, they are supplied with counter-action nipple valves. The cavities of insertion pieces are connected between each other with a protective covering made of elastic corrugated material. EFFECT: higher functional properties and durability of endoprosthesis. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники и применяется в травматологии - ортопедии для замещения патологически измененного тазобедренного сустава. The invention relates to the field of medical equipment and is used in traumatology - orthopedics to replace a pathologically altered hip joint.

Имеется ряд аналогов предлагаемого устройства. В их числе можно назвать эндопротез тазобедренного сустава [1], в котором вращение головки облегчается наличием полимерной манжеты, гофрированной в продольном и поперечном направлениях и образующей герметичную полость со смазочной жидкостью. Недостатком описанного устройства является высокий коэффициент трения в шарнирном узле: под нагрузкой эластичный материал колпачка, расположенного между головкой и чашкой вертлужной впадины, деформируется, повторяя форму головки, чем максимально увеличивает контактную площадь и способствует выдавливанию смазки с рабочих поверхностей. There are a number of analogues of the proposed device. Among them can be called an endoprosthesis of the hip joint [1], in which the rotation of the head is facilitated by the presence of a polymer cuff corrugated in the longitudinal and transverse directions and forming a sealed cavity with lubricating fluid. The disadvantage of the described device is the high coefficient of friction in the hinge assembly: under load, the elastic material of the cap located between the head and the cup of the acetabulum is deformed, repeating the shape of the head, thereby maximizing the contact area and contributing to the extrusion of lubricant from the working surfaces.

Наиболее близким к заявляемому по своему техническому решению является эндопротез тазобедренного сустава [2], рассматриваемый в качестве прототипа. В данной конструкции для снижения коэффициента трения в шарнирном узле в бедренной части эндопротеза предусмотрено основание цилиндрической формы, в полости которого размещены с зазорами, заполненными смазочной жидкостью, секторные полимерные вкладыши. Недостатками этого устройства являются малый угол подвижности сустава, возможность необратимой деформации полимерных вкладышей, сложность обработки вертлужной впадины для установки эндопротеза. Closest to the claimed in its technical solution is the endoprosthesis of the hip joint [2], considered as a prototype. In this design, to reduce the coefficient of friction in the hinge assembly in the femoral part of the endoprosthesis, a base of cylindrical shape is provided, in the cavity of which are placed with gaps filled with lubricating fluid, sector polymer liners. The disadvantages of this device are the small angle of mobility of the joint, the possibility of irreversible deformation of polymer liners, the complexity of processing the acetabulum for the installation of the endoprosthesis.

Сущность заявляемого изобретения состоит в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения искомого технического результата, а именно - повышения функциональных качеств и износостойкости устройства. The essence of the claimed invention consists in the combination of essential features sufficient to achieve the desired technical result, namely, to increase the functional qualities and wear resistance of the device.

Существенные признаки заявляемого объекта состоят в том, что вертлужная впадина и проксимальный отдел шейки выполнены в виде частей сферы, в каждой из которых установлены полые упругие полимерные вкладыши, заполненные биологически инертной жидкостью с вязкостью, аналогичной вязкости синовиальной жидкости, имеющие на рабочих поверхностях цилиндрические выступы, полости которых сообщаются с полостями вкладышей, оснащенные шайбами из трибологически стойкого полимера, с которыми контактирует шаровидная головка, в выступах вкладышей размещены ниппельные клапаны встречного действия, при этом полимерные вкладыши удерживаются в полусферах крепежными кольцами с эластичными прокладками, части сферы впадины и шейки соединены чехлом в виде гофрированной трубки из эластичного материала, герметично связывая между собой полости обоих вкладышей. The essential features of the claimed object are that the acetabulum and the proximal neck are made in the form of parts of a sphere, in each of which hollow elastic polymer liners are installed, filled with a biologically inert liquid with a viscosity similar to the viscosity of a synovial fluid, having cylindrical protrusions on the working surfaces, the cavities of which communicate with the cavities of the liners, equipped with washers of tribologically stable polymer, with which the spherical head contacts, in the protrusions of the liners of mescheny nipple valves counter action, wherein the polymer liners are retained in mounting rings hemispheres with elastic gaskets, parts of spheres depressions and neck cover are connected in a corrugated tube made of elastic material, sealingly connecting a cavity between the two shells.

Выступы, снабженные клапанами, равномерно расположены по всей поверхности вкладышей, обращенной к головке, обеспечивают надежное смазывание контактирующих поверхностей головки и выступов вкладышей, упрочненных стойкими к трению шайбами, в каждую опорную фазу шага, снижая величину трения в суставе за счет заполнения жидкостью капиллярной суставной щели. The protrusions equipped with valves are evenly distributed over the entire surface of the liners facing the head, provide reliable lubrication of the contacting surfaces of the head and the protrusions of the liners, reinforced with friction-resistant washers, in each supporting phase of the step, reducing the amount of friction in the joint due to the filling of the capillary joint gap with fluid .

Наличие выступов на поверхностях вкладышей, контактирующих с головкой, уменьшает площадь контакта, что снижает трение в суставе, а деформация эластичных вкладышей в опорную фазу шага демпфирует ударные нагрузки. The presence of protrusions on the surfaces of the liners in contact with the head reduces the contact area, which reduces friction in the joint, and the deformation of the elastic liners in the supporting phase of the step dampens shock loads.

Герметичный чехол в виде гофрированной трубки предохраняет от потерь смазочной жидкости. A sealed case in the form of a corrugated tube protects against loss of lubricant.

Устройство представлено на чертежах. На фиг.1 показан общий вид в разрезе, на фиг. 2 - увеличенный разрез вкладыша по осям клапанов, на фиг.3 - вид на внутреннюю поверхность вкладыша. The device shown in the drawings. In Fig.1 shows a General view in section, in Fig. 2 is an enlarged section of the liner along the axes of the valves, figure 3 is a view of the inner surface of the liner.

Эндопротез тазобедренного сустава содержит впадину 1, в которой установлен вкладыш 2, имеющий вид части сферы с выступами 3 цилиндрической формы разного диаметра. Выступы меньшего диаметра размещены центрально,остальные - в шахматном порядке по параллелям, при этом их диаметры по направлению к периферии увеличиваются. The endoprosthesis of the hip joint contains a cavity 1, in which an insert 2 is installed, having the form of a part of a sphere with protrusions 3 of a cylindrical shape of different diameters. The protrusions of a smaller diameter are placed centrally, the rest are staggered along the parallels, while their diameters increase towards the periphery.

Вершины выступов упрочнены шайбами 4 из стойкого к трению материала с вогнутыми сферическими поверхностями, обращенными к головке, диаметр вогнутостей которых равен диаметру головки. Вкладыш 2 закреплен во впадине 1 кольцом 5 с уплотнителем из эластичного материала. The tops of the protrusions are hardened by washers 4 of a friction-resistant material with concave spherical surfaces facing the head, the diameter of the concavities of which is equal to the diameter of the head. The liner 2 is fixed in the cavity 1 by a ring 5 with a sealant of elastic material.

В расширенном проксимальном отделе 6 шейки 7 выполнено сферическое углубление, в котором установлен полый вкладыш 8, конструктивно аналогичный вкладышу 2 и закрепленный по периферии углубления манжетой 9 с упругой прокладкой 10. Между вкладышами 2, 8 размещена головка 11, выполненная в виде полной сферы и контактирующая с шайбами 4 обоих вкладышей. In the expanded proximal section 6 of the neck 7, a spherical recess is made in which a hollow insert 8 is installed, structurally similar to the insert 2 and secured around the periphery of the recess by a cuff 9 with an elastic gasket 10. A head 11 is placed between the inserts 2, 8, made in the form of a full sphere and in contact with washers 4 of both inserts.

Полости вкладышей 2 и 8 заполнены биологически инертной жидкостью, имеющей вязкость, соответствующую вязкости синовиальной жидкости. The cavities of the liners 2 and 8 are filled with a biologically inert fluid having a viscosity corresponding to the viscosity of the synovial fluid.

В опорную фазу шага под действием веса тела вкладыши 2 и 8 деформируются, демпфируя нагрузки. Головка 11 плотно прижимается к шайбам 4, давление внутри вкладышей возрастает, открываются клапаны 12, с силой выталкивая смазывающую жидкость в рабочую зону 13, смазывая поверхности касания шайб 4 и головки 11. In the supporting phase of the step under the influence of body weight, the liners 2 and 8 are deformed, damping the load. The head 11 is tightly pressed against the washers 4, the pressure inside the liners increases, the valves 12 open, pushing the lubricating fluid into the working area 13 with force, lubricating the contact surfaces of the washers 4 and the head 11.

В фазу переноса конечности, т.е. при отсутствии избыточного давления, вкладыши 2 и 8 восстанавливают исходные формы, что возможно при выравнивании давления в рабочей зоне 13 и внутри вкладышей: срабатывают клапаны 14, пропуская жидкость обратно в полость вкладышей. Работа происходит циклически. In the phase of limb transfer, i.e. in the absence of excess pressure, liners 2 and 8 restore their original shape, which is possible when the pressure is equalized in the working area 13 and inside the liners: valves 14 are activated, passing the fluid back into the cavity of the liners. Work happens cyclically.

Таким образом, циркулирующая жидкость смазывает рабочие поверхности шайб 4 и шаровой головки 11, разделяя трущиеся поверхности, заменяя трение скольжения на трение жидкостное, которое, как известно, значительно меньше. Thus, the circulating fluid lubricates the working surfaces of the washers 4 and the ball head 11, separating the friction surfaces, replacing sliding friction with liquid friction, which is known to be much smaller.

Эндопротез выполнен герметичным: крепежное кольцо 5 и манжета 9 соединены чехлом 15 в виде гофрированной трубки из эластичного материала, при этом в исходном (функциональном) положении ножки эндопротеза 16 относительно впадины 1 гофры по всему периметру равномерно растянуты и напряжены, чем обеспечивается удержание ножки через головку во впадине без ограничения подвижности искусственного сустава. The endoprosthesis is sealed: the fastening ring 5 and the cuff 9 are connected by a cover 15 in the form of a corrugated tube made of elastic material, while in the initial (functional) position of the legs of the endoprosthesis 16 relative to the cavity 1 of the corrugation, they are uniformly stretched and strained around the perimeter, which ensures that the leg is held through the head in the cavity without limiting the mobility of the artificial joint.

Устройство используется следующим образом. The device is used as follows.

После рассечения мягких тканей достигают область тазобедренного сустава. Иссекают рубцово-измененные параартикулярные ткани и капсулу сустава. Отсекают патологически измененную головку бедра, шейку, обрабатывают вертлужную впадину и заготавливают канал в диафизе бедра для ножки 16 протеза. Впадину 1 вводят в обработанную вертлужную впадину и закрепляют в ней одним из известных способов. Ножку 16 вводят в диафизарный канал и также закрепляют в нем одним из известных способов. Послойные швы. After dissection of the soft tissues, the area of the hip joint is reached. Cicatricial paraarticular tissues and joint capsule are excised. The pathologically changed femoral head, neck are cut off, the acetabulum is treated and the canal is prepared in the femoral diaphysis for the leg 16 of the prosthesis. The cavity 1 is introduced into the treated acetabulum and fixed therein by one of the known methods. The leg 16 is introduced into the diaphyseal canal and is also fixed therein by one of the known methods. Layered seams.

Дальнейшее послеоперационное лечение больного типичное для перенесших операцию эндопротезирования тазобедренного сустава. Further postoperative treatment of the patient is typical for those who underwent hip joint surgery.

Источники информации
1. Авт. св. 1533684, А 61 F 2/32, 1990, 1.Sources of information
1. Auth. St. 1533684, A 61 F 2/32, 1990, 1.

2. Авт. св. 1468523, А 61 F 2/32, 1989, 12. 2. Auth. St. 1468523, A 61 F 2/32, 1989, 12.

Claims

A hip joint prosthesis comprising an acetabulum, a head, a neck and a leg, characterized in that the acetabulum and the proximal neck are made in the form of parts of a sphere, in each of which hollow elastic polymer inserts are installed filled with a biologically inert fluid with a viscosity similar to that of a synovial fluid having cylindrical protrusions on the working surfaces, the cavities of which communicate with the cavities of the liners, equipped with washers of tribologically stable polymer, with which the contact spherical head, nipple valves of counter action are placed in the protrusions of the inserts, while the polymer inserts are held in hemispheres by fixing rings with elastic gaskets, parts of the sphere of valleys and necks are connected by a cover in the form of a corrugated tube made of elastic material, tightly connecting the cavities of both inserts.