Головка ендопротеза кульшового суглоба

1. Головка ендопротеза кульшового суглоба, виконана цілком із кераміки або металу з нанесеним на поверхню металу мікрорельєфом, що містить конічний отвір, яка відрізняється тим, що складається з двох елементів, один з яких являє собою металеву основу з конічним отвором, що має різну форму зовнішньої поверхні, на яку нанесений другий зовнішній елемент, виконаний з кераміки, зовнішня поверхня якого має сферичну форму. 2. Головка ендопротеза кульшового суглоба за п. 1, яка відрізняється тим, що металева основа може бути виконана з важкотопких матеріалів, наприклад танталу, зовнішня поверхня його може мати, наприклад, сферичну форму і на ній може бути нанесений, наприклад, нерегулярний асиметричний мікрорельєф. 3. Головка ендопротеза кульшового суглоба за п. 1, яка відрізняється тим, що зовнішній елемент може бути виконаний з більш міцного і твердого матеріалу, наприклад монокристалу сапфіру. Винахід належить до медичної техніки і може бути використаний в ортопедії і травматології при лікуванні захворювань і пошкоджень кульшового суглоба. Відомий ендопротез кульшового суглоба [Пат. 60041 Україна, МПК 7 A61F2/32. Сферичний шарнір ендопротеза кульшового суглоба / В.Л. Харчін, В.І. Пахалюк, М.І. Калінін, В.А. Філіпенко: Заявл. 16.01. 2003; Опубл. 15.09.2003. Бюл. № 9 // Промислова власність.-2003], який містить суцільнометалеву головку з конічним отвором для сполучення з конічною шийкою ніжки ендопротеза, і на поверхні головки нанесений мікрорельєф. Можна відзначити наступні недоліки даного винаходу. Певний рівень продуктів зносу металевої головки, що виникає в процесі роботи пари тертя ендопротеза, призводить до запуску захисної реакції імунної системи, в результаті чого виникає остеоліз, тобто розсмоктування кісткової тканини в навколопротезній області. Це, у свою чергу, веде до ослаблення кріплення ендопротеза в кістці і до його подальшого розхитування, яке вимагає повторної операції із заміни ендопротеза. Крім того, широке застосування як сучасного металевого матеріалу головки кобальтхром молібденових сплавів сприяє накопиченню в тканинах організму достатньої кількості токсичних іонів кобальту, хрому і молібдену, які негативно впливають на здоров'я пацієнта. Відомий також ендопротез кульшового суглоба Bicontact фірми Aesculap (www.aesculap.com), який містить суцільнокерамічну головку Biolox forte (www.implantcast.info) з конічним отвором для сполучення з конічною шийкою ніжки ендопротеза. Маючи незаперечні переваги високої твердості та біологічної сумісності, керамічна головка має істотний недолік - крихкість при динамічних навантаженнях, особливо в місцях кріплення з конічною шийкою ніжки ендопротеза, що, безсумнівно, призводить до необхідності його заміни у випадку розколювання головки. Крім того, ситуація ускладню (19) UA (11) 95382 (13) (21) a201004198 (22) 12.04.2010 (24) 25.07.2011 (46) 25.07.2011, Бюл.№ 14, 2011 р. (72) ВОЛКОВ ВІКТОР ВОЛОДИМИРОВИЧ, КОВАЛЕНКО ОЛЕКСІЙ ВІКТОРОВИЧ, КАЛІНІН МИХАЙЛО ІВАНОВИЧ, ПАХАЛЮК ВОЛОДИМИР ІВАНОВИЧ, ПОЛЯКОВ ОЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, БРЕХОВ ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ (73) СЕВАСТОПОЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) UA 60041 A, 15.09.2003 UA 79551 C2, 25.06.2007 RU 2182474 C2, 20.05.2002 GB 2397765 A, 04.08.2004 RU 2236198 C1, 20.09.2004 UA 78928 C2, 25.04.2007 US 2007/0191962 A1, 16.08.2007 EP 0406040 A2, 02.01.1991 SU 1718902 A1, 15.03.1992 RU 2040227 C1, 25.07.1995 US 2004/0220679 A1, 04.11.2004 C2 1 3 ється тим, що після заміни ендопротеза його ресурс може різко знизитися, тому що дрібні фрагменти зруйнованої кераміки, які залишилися в тканинах, потрапляючи в пару тертя, можуть викликати її лавиноподібний знос. Найбільш близьким до заявленого винаходу за конструкцією і принципом дії є прийнятий як прототип ендопротез кульшового суглоба [Пат. 79551 Україна, МПК 7 A61F2/32. Ендопротез кульшового суглоба / М.О. Корж, В.А. Філіпенко, В.О. Радченко, Л.А. Литвинов, О.В. Волошин, Є.В. Слюнін, І.Б. Тимченко, А.Г. Глухова, В.О. Танькут, О.В. Танькут: Заявл. 10.10.2005; Опубл. 25.06.2007. Бюл. № 9 // Промислова власність.2007], який містить головку, виконану, наприклад, цілком із кераміки або з більш твердого монокристалу сапфіра і має циліндричний отвір з вертикальними канавками для сполучення з циліндричною шийкою ніжки ендопротеза, на якій нанесені вертикальні і горизонтальні канавки. Для з'єднання головки з шийкою ніжки в зазор між ними поміщають поліетилен і нагрівають з'єднання для заповнення розплавленим поліетиленом наявних канавок на поверхнях сполучених ланок. Недоліки даного винаходу полягають у наступному. Наявність циліндричної форми з'єднання між головкою і ніжкою не забезпечує їх надійну відносну нерухливість, яку можна отримати лише за наявності конічного з'єднання, наприклад,конуса Морзе. Оскільки головка, як правило, закріплюється від осьового переміщення в ацетабулярному компоненті ендопротеза при його установці, то при наявності певних динамічних навантажень в процесі роботи ендопротеза це буде сприяти створенню осьових зусиль, спрямованих на роз'єднання головки і ніжки, розхитуючи нетривке з'єднання між головкою і ніжкою, створене за рахунок поліетилену. У свою чергу, це може призвести до виникнення нестабільності ендопротеза, порушення його біомеханіки і виникнення, тим самим, можливості крихкого руйнування головки. Крім того, відносні переміщення в з'єднанні головки і ніжки поряд із зносом сприяють можливому виділенню часток поліетилену в навколишні тканини, викликаючи явище остеолізу, що тягне за собою неможливість подальшої експлуатації імплантованого ендопротеза. Ознаками прототипу, що збігаються з суттєвими ознаками заявленого винаходу, є наявність головки, виконаної цілком з кераміки. Причиною, яка перешкоджає забезпеченню прототипом необхідного позитивного результату, який полягає в поліпшенні якості життя пацієнта і збільшенні терміну служби ендопротеза, виступає конструкція існуючої головки. Задача, яка вирішується даним винаходом, полягає в поліпшенні якості життя пацієнта і збільшенні терміну служби ендопротеза. Вирішують поставлену задачу тим, в існуючій головці ендопротеза кульшового суглоба, виконаній цілком із кераміки та металу з нанесеним на поверхню металу мікрорельєфом, яка містить конічний отвір, головка складається з двох елементів, один з яких являє собою металеву основу з 95382 4 конічним отвором, що має різну форму зовнішньої поверхні, на яку нанесений другий зовнішній елемент, виконаний із кераміки, зовнішня поверхня якого має сферичну форму. При цьому металева основа може бути виконана з важкотопких матеріалів, наприклад танталу, зовнішня поверхня його може мати, наприклад, сферичну форму і на ній може бути нанесений, наприклад, нерегулярний асиметричний мікрорельєф. Крім того, зовнішній елемент головки може бути виконаний з більш міцного і твердого матеріалу, наприклад монокристалу сапфіру. Між сукупністю ознак винаходу, що заявляється, і технічними результатами, що забезпечуються запропонованим винаходом, існує причиннонаслідковий зв'язок. Пропонована конструкція ендопротеза дозволяє наступне. 1. Зниження площі відкритої поверхні металевої основи в порівнянні з суцільнометалевою головкою за рахунок наявності зовнішнього шару біоінертної кераміки зменшує кількість токсичних іонів, що вивільняються в тканини навколо ендопротеза, і істотно подовжує термін, при якому може настати їх концентрація, небезпечна для здоров'я і навіть життя пацієнта. Більш того, застосування іншого металу для основи, наприклад танталу, може взагалі виключити вплив цього чинника на пацієнта, що, в сукупності, сприяє покращенню якості його життя. 2. Запропонована конструкція головки об'єднала в собі всі позитивні якості металевої та керамічної головок. У ній наявність металевої основи з традиційно конічним отвором забезпечує нерухливе з'єднання головки з шийкою ніжки, тим самим істотно підвищуючи стабільність ендопротеза, і оберігає головку від ймовірного розколювання в з'єднанні, як у випадку суцільнокерамічної головки. Присутність зовнішнього більш твердого в порівнянні з металом керамічного елемента головки підвищує зносостійкість пари тертя ендопротеза і забезпечує біоінертність реакції організму на виникнення можливих продуктів зносу кераміки, практично, виключаючи ймовірність виникнення явища остеолізу. Крім того, відомо, що шарувата структура, як правило, підвищує міцнісні властивості виробу. Всі ці чинники створюють умови, за яких відбувається збільшення терміну служби всього ендопротеза. На кресленні зображена головка ендопротеза кульшового суглоба в розрізі по осі симетрії. Головка ендопротеза кульшового суглоба складається з двох елементів 1 і 2, один з яких являє собою металеву основу 1 з конічним отвором 3, що має різну форму зовнішньої поверхні 4, на яку нанесений другий зовнішній елемент 2, виконаний з кераміки, зовнішня поверхня 5 якого має сферичну форму. Для підвищення адгезійних властивостей між елементами 1 і 2 та запобігання виникненню між ними відносного руху в процесі експлуатації ендопротеза, на поверхні 4 основи 1 нанесений, наприклад, нерегулярний асиметричний рельєф 6. У разі наявності високої температури при нанесенні керамічного елемента, металева основа 1 може бути виконана із важкотопких матеріалів, 5 95382 наприклад танталу, на якому як керамічний елемент може бути вирощений більш міцний і твердий матеріал, наприклад монокристал сапфіру. При цьому, для спрощення отримання сферичної поверхні 5 головки і мінімізації процесу її подальшої обробки, зовнішня поверхня 4 основи 1 може бути виконана, наприклад, сферичної форми. Головка ендопротеза кульшового суглоба працює таким чином: В процесі операції головку за допомогою конічного отвору 3 в основі 1 поміщають на конічну Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 6 шийку ніжки ендопротеза, встановленої в заздалегідь сформований за її формою інтрамедулярний канал стегнової кістки, а потім головку шляхом вправляння стегна поміщають в вертлюжну западину з можливістю утворення між ними сферичного шарніра. За рахунок описаних особливостей конструкції головки ендопротеза кульшового суглоба і створюється позитивний ефект, що полягає в поліпшенні якості життя пацієнта і збільшенні терміну служби ендопротеза. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601