Стегновий компонент ендопротеза кульшового суглоба

Реферат: UA 104906 U UA 104906 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, а саме - до травматології і ортопедії і може бути використана як один із компонентів ендопротеза кульшового суглоба при лікуванні як часткового пошкодження головки стегнової кістки, так і при тотальному ендопротезуванні зазначеного суглоба. Відомий стегновий компонент ендопротеза кульшового суглоба у вигляді спеченої із кераміки сферичної головки з елементами кріплення її до шийки стегнової кістки або до проксимального відділу стегна, залежно від виду пошкодження (ЗАО "Альти мед", Беларусь, каталог "Система ендопротезов тазобедренного сустава SL PS", 2006). Зазначений компонент є біоінертним, не кородує в організмі людини, має низький коефіцієнт тертя, що є досить важливими експлуатаційними показниками для цієї групи компонентів ендопротеза. В той же час, висока хрупкість головки обмежує використання такого компонента в клінічній практиці. Найближчим аналогом до корисної моделі, що заявляється, є стегновий компонент ендопротеза кульшового суглоба, що містить порожнисту сферичну головку, виготовлену із металу, в яку вмонтований коаксіально фіксуючий стержень (проспект фірми Gorin Japan "Metalon-Metal Hip System", 2003). Даний компонент призначений як для реконструкції частково ушкодженої головки стегна, так і в комплексі з іншими компонентами, наприклад вертлюжним, ендопротеза при тотальному ендопротезуванні кульшового суглоба. Сферична головка і стержень компонента виготовлені із неіржавіючих сталей, переважно хромо-кобальто-молібденових і титанових. Це попереджає розтріскування головки і підвищує, таким чином, її міцнісні властивості. В той же час, при функціонуванні такого компонента в організмі людини тривалий час за рахунок електрохімічної корозії його зовнішньої і внутрішньої поверхонь спостерігається поступове руйнування їх, що викликає металоз і розхитування ендопротеза в суглобі, а також дифундування іонів шкідливих елементів металевого сплаву (кобальту, хрому, молібдену тощо) в організм пацієнта, накопичення яких повною мірою викликає різні захворювання. Це негативно позначається на якості лікування даної патології з використанням такого стегнового компонента. Фіксуючий стержень виконаний тут циліндричним, виготовлений також із вищезазначених сталей, що і головка, і не забезпечує остеоінтеграцію кісткових тканин в ньому, а тому через деякий час за рахунок дії на головку динамічних навантажень сприяє резорбції кісткових тканин, що її охоплюють, виникає розхитування стержня в цих тканинах, а отже і головки і тому потребує додаткового ендопротезування. Це також негативно позначається на якості ендопротезування суглоба. Крім того, відомий стегновий компонент орієнтований на використанні, заради високої корозійної стійкості, високолегованих сталей, які за своїми міцнісними властивостями у декілька разів перевищують ті, що потребуються. Це значно збільшує вартість виготовлення такого компонента ендопротеза і робить практично неможливим використання його для бідних прошарків населення. В основу корисної моделі поставлена задача створення стегнового компонента ендопротеза кульшового суглоба, який попереджає металоз і дифундування шкідливих елементів металевих сплавів в організм людини, сприяє остеоінтеграції кісткових тканин у фіксуючий стержень, попереджає розхитування сферичної головки компонента при його функціонуванні, а також забезпечує можливість виготовлення його із більш дешевих металевих сплавів, а отже, підвищує надійність використання і якість лікування суглоба, а також знижує вартість його виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що в стегновому компоненті ендопротеза кульшового суглоба, що містить порожнисту сферичну головку, виготовлену із металу, в яку вмонтований коаксіально фіксуючий стержень, в якому згідно з корисною моделлю, на зовнішній поверхні головки нанесене керамічне покриття з оксидів металу товщиною 150-400 мкм з додаванням в зазначене покриття фторопласта в межах 15-50 % від загальної кількості оксидів, а на внутрішній поверхні - оксидне покриття товщиною 5-20 мкм, при цьому робочий кінець стержня виконаний у вигляді різьбового конуса з нанесеним на ньому керамічним покриттям шорсткістю Ra=10-50 мкм, а керамічне покриття на зовнішній поверхні головки виконане полірованим до шорсткості Ra=0,1-0,2 мкм. Головка і стержень виконані із алюмінієвих сплавів, переважно дюралюмінієвих. Нанесення на зовнішній поверхні головки керамічного покриття з оксидів металу товщиною 150-400 мкм з додавання фторопласта в зазначене покриття в межах15-50 % від загальної кількості оксидів, і наступне полірування даного покриття до шорсткості R а, що дорівнює 0,1-0,2 мкм, а також виконання на внутрішній поверхні головки оксидного покриття товщиною 5-20 мкм забезпечує сферичній голівці необхідну міцність, біоінертність, твердість і низький коефіцієнт тертя її зовнішньої поверхні по внутрішній поверхні вертлюжної западини, або чашки вертлюжного компонента, попереджає при цьому окислення головки, а отже металоз і 1 UA 104906 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 дифундування шкідливих елементів металевих сплавів в організм людини, знижує її знос і підвищує, таким чином, надійність використання такого компонента ендопротеза. Виконання робочого кінця стержня у вигляді різьбового конуса з нанесеним на ньому керамічним покриттям зазначеної шорсткості збільшує міцність з'єднання головки компонента з головкою або проксимальним відділом стегнової кістки, сприяє остеоінтеграції кісткових тканин в зазначене керамічне покриття і попереджає розхитування стержня, а отже, і головки при довготривалому функціонуванні стегнового компонента. Виготовлення головки і стержня із алюмінієвих сплавів, як більш дешевих металів, ніж інші антикорозійні сплави, сприяє зниженню вартості виготовлення такого компонента і розширенню ореола його використання. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображений стегновий компонент ендопротеза кульшового суглоба; на фіг. 2 - схема закріплення стегнового компонента на ушкодженій головці стегна. Стегновий компонент виконаний у вигляді порожнистої сферичної головки 1, виготовлену із металу, в яку коаксіально вмонтований фіксуючий стержень 2. На зовнішній поверхні головки нанесене одним із відомих способів керамічне покриття 3 з оксидів металу товщиною 150-400 мкм з додаванням в зазначене покриття фторопласта в межах 15-50 % від загальної кількості оксидів, яке потім полірують до шорсткості в межах Ra=0,1-0,2 мкм. Зазначене покриття являє собою надтверді мікрочастинки корунду, в западинах яких знаходяться частинки фторопласта, і є біоінертним, не підлягає електрохімічній корозії в організмі людини. Вміст фторопласту в керамічному покритті залежить від вмісту оксидів металу в ньому, зі збільшення оксидів також збільшується і вміст фторопласта. Полірування зазначеного покриття створює на ньому дуже малий коефіцієнт тертя, що сприяє значному зниженню зносу головки стегнового компонента ендопротеза кульшового суглоба в процесі функціонування його в організмі. В свою чергу, наявність фторопласта в даному покритті також суттєво сприяє зниженню зносу головки компонента. На внутрішній поверхні сферичної головки 1 нанесене оксидне покриття 4 товщиною 5-20 мкм, що попереджає виникненню на цій поверхні корозії і, тим самим, збільшує довготривалість функціонування стегнового компонента в організмі людини. Робочий кінець стержня 2 виконаний у вигляді різьбового конуса 5 з нанесеним на ньому керамічним покриттям з шорсткістю Ra=10-50 мкм. Головка 1 і стержень 2 можуть бути виконані із алюмінієвих сплавів, переважно дюралюмінієвих, наприклад Д16(Т), Д19, Д1 тощо. Стегновий компонент використовують наступним чином. Після реконструкції стегнової головки або проксимального відділу стегнової кістки сферичну головку 1 за допомогою стержня 2 вкручують відповідно або в стегнову головку, або в зазначений відділ стегнової кістки. Виконання робочого кінця фіксуючого стержня у вигляді різьбового конуса 5, на якому нанесене керамічне покриття з визначеною шорсткістю, сприяє підвищенню міцності з'єднання сферичної головки 1 компонента зі стегновою кісткою як за рахунок різьбового конуса, так і в подальшому за рахунок остеоінтеграції кісткових тканин в зазначене покриття на стержні. Це попереджає резорбцію кісткових тканин, з якими взаємодіє робочий кінець стержня, а також розхитування його в головці стегна, і, таким чином, підвищує надійність використання даного стегнового компонента ендопротеза. Окислення сферичної головки 1, а також дифундування шкідливих речовин із неї не відбувається, а тому строк функціонування запропонованого компонента ендопротеза може бути значно більшим, ніж відомої контактної пари "метал-по металу". Виконання чашки із алюмінієвих сплавів значно знижує (в 1,7-1,9 разів) вартість виготовлення такого компонента. Комп'ютерне моделювання запропонованого стегнового компонента ендопротеза кульшового суглоба свідчить, що строк функціонування його в організмі людини без утворення в ньому шкідливих наслідків може бути практично необмеженим. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Стегновий компонент ендопротеза кульшового суглоба, що містить порожнисту сферичну головку, виготовлену із металу, в яку вмонтований коаксіально фіксуючий стержень, який відрізняється тим, що на зовнішній поверхні головки нанесене керамічне покриття з оксидів металу товщиною 150-400 мкм з додаванням в зазначене покриття фторопласта в межах 1550 % від загальної кількості оксидів, а на внутрішній поверхні - оксидне покриття товщиною 5-20 мкм, при цьому робочий кінець стержня виконаний у вигляді різьбового конуса з нанесеним на ньому керамічним покриттям шорсткістю Ra=10-50 мкм, а керамічне покриття на зовнішній поверхні головки виконане полірованим до шорсткості Ra=0,1-0,2 мкм. 2 UA 104906 U 2. Стегновий компонент ендопротеза кульшового суглоба, згідно з п. 1, який відрізняється тим, що головка і стержень виконані із алюмінієвих сплавів, переважно дюралюмінієвих. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3