Вертлюжний компонент ендопротеза кульшового суглоба

Реферат: UA 104907 U UA 104907 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 часткового пошкодження вертлюжної западини або при тотальному ендопротезуванні зазначеного суглоба. Відомий вертлюжний компонент ендопротеза кульшового суглоба у вигляді спеченої із кераміки напівсферичної чашки з елементами кріплення її до западини суглоба (ЗАО "Альти мед", Беларусь, каталог "Система эндопротезов тазобедренного сустава SLPS, 2006). Зазначений компонент є біоінертним, не кородує в організм людини і має низький коефіцієнт тертя, що є досить важливими експлуатаційними показниками для цієї групи компонентів ендопротеза. В той же час, висока хрупкість чашки обмежує використання такого компонента в клінічній практиці. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є вертлюжний компонент ендопротеза кульшового суглоба у вигляді металевої напівсферичної чашки з нанесеним на її зовнішній поверхні керамічним покриттям визначеної шорсткості і елементами кріплення її до вертлюжної западини (проспект фірми Gorin Japan "Metal-on-Metal Hip System", 2003). Даний вертлюжний компонент призначений як для реконструкції частково ушкодженої вертлюжної западини, так і в комплексі з іншими компонентами ендопротеза при тотальному ендопротезуванні кульшового суглоба. Чашка вертлюжного компонента виготовлена із неіржавіючих металевих сплавів, переважно хромо-кобальто-молібденових і титанових. Це попереджає розтріскування чашки і підвищує, таким чином, її міцносні властивості. В той же час, при функціонуванні такого компонента в організмі людини тривалий час за рахунок електрохімічної корозії його внутрішньої металевої поверхні спостерігається поступове руйнування її, що викликає металоз і розхитування ендопротеза в суглобі, а також дифундування іонів шкідливих елементів металевого сплаву чашки в організм пацієнта, накопичення яких до певної міри викликає різні захворювання. Це негативно позначається на якості лікування даної патології з використанням такого вертлюжного компонента. Крім цього, відомий компонент не сприяє надходженню синовіальної рідини до внутрішньої поверхні чашки, що контактує зі штучною головкою ендопротеза або з головкою стегнової кістки, що в підсумку сприяє їх активному зносу. Елементи кріплення чашки до вертлюжної западини виконані тут у вигляді гострих трикутних шипів, які впроваджуються у кісткову тканину западини при закріпленні в ній чашки. Але при цьому не виключається створення в западині шипами чашки концентраторів напруги і руйнування її при функціонуванні даного вертлюжного компонента, що також знижує надійність його використання. Крім цього, відомий вертлюжний 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. Задача запропонованої корисної моделі полягає у створенні вертлюжного компонента ендопротеза кульшового суглоба, який попереджає металоз і дифундування шкідливих елементів металевого сплаву в організм пацієнта, сприяє більш міцному з'єднанню його з западиною і забезпечує можливість виготовлення його із більш дешевих металевих сплавів, а отже, підвищує надійність використання і знижує вартість його виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що у вертлюжному компоненті ендопротеза кульшового суглоба у вигляді металевої напівсферичної чашки з нанесеним на її зовнішній поверхні керамічним покриттям визначеної шорсткості і елементами кріплення її до вертлюжної западини, згідно з корисною моделлю, на внутрішній поверхні чашки нанесено керамічне покриття з оксидів металу товщиною 150-400 мкм з додаванням фторопласта в зазначене покриття в межах 15-50 %, а елементи кріплення чашки виконані у вигляді декількох концентрично розташованих один над одним кільцевих пазів, з утворенням між ними виступів, оснащених поперечними або похилими до них пазами, при цьому в зазначених пазах і на верхній частині чашки виконані рівномірно розташовані в них по колу крізні отвори, а керамічне покриття на внутрішній поверхні чашки виконане полірованим до шорсткості в межах Ra, що дорівнює 0,1-0,2 мкм. Поперечні і кільцеві пази в поперечному перерізі чашки виконані за формою ластівчиного хвоста. Чашка виконана із алюмінієвих сплавів, переважно дюралюмінієвих. Нанесення на внутрішній поверхні чашки керамічного покриття з оксидів металу товщиною 150-400 мкм з додаванням фторопласта в зазначене покриття в межах 15-50 % від загальної кількості оксидів і наступне полірування зазначеного покриття до шорсткості Ra, що дорівнює 0,1-0,2 мкм, забезпечує чашці необхідну міцність, біоінертність, твердість і низький коефіцієнт тертя її внутрішньої поверхні по поверхні головки ендопротеза, що попереджає окислення 1 UA 104907 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 чашки, а, отже, металоз в організмі людини і дифундування шкідливих елементі металевих сплавів в організм пацієнта, знижує її знос і підвищує, таким чином, надійність використання вертлюжного компонента. Виконання елементів кріплення чашки до вертлюжної западини у вигляді декількох концентрично розташованих один над одним кільцевих пазів, з утворенням між ними виступів, оснащених поперечними або похилими до них пазами, а також виконання зазначених пазів за формою ластівчиного хвоста попереджає створення концентраторів напруги в кістковій тканині западини при закріпленні в ній чашки компонента і сприяє міцному з'єднанню їх між собою при дії на це з'єднання ротаційних і осьових навантажень. Виконання в кільцевих пазах і на верхній частині чашки рівномірно розташованих по колу крізних отворів сприяє утворенню каналів для проходження синовіальної рідини до внутрішньої поверхні чашки, що знижує тертя чашки і збільшує, таким чином, строк її функціонування в організмі. Виготовлення чашки вертлюжного компонента із алюмінієвих сплавів, переважно дюралюмінієвих, 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 зображена схема закріплення запропонованого вертлюжного компонента ендопротеза в западині кульшового суглоба; на фіг. 2 - вертлюжний компонент, вигляд збоку; на фіг. 3 - теж саме, що і на фіг. 1, вигляд знизу; на фіг. 4 - переріз кільцевого паза. Вертлюжний компонент виконаний у вигляді металевої напівсферичної чашки 1 з нанесеним на її зовнішній поверхні керамічним покриттям 2 визначеної шорсткості Ra, зазвичай 500-700 мкм, і елементами кріплення чашки до вертлюжної западини 3. На внутрішній поверхні чашки нанесено одним із відомих способів, переважно мікродуговим оксидуванням, керамічне покриття 4 з оксидів металу чашки 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, що дорівнює 0,1-0,2 мкм. Зазначене покриття уявляє 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: з збільшенням оксидів також збільшується і вміст фторопласту. Полірування зазначеного покриття створює на ньому дуже малий коефіцієнт тертя, що сприяє значному зниженню зносу чашки вертлюжного компонента в процесі її функціонування. В свою чергу, наявність фторопласту в даному покритті також суттєво впливає на зниження зносу внутрішньої поверхні чашки. Елементи кріплення чашки компонента виконані у вигляді декількох концентрично розташованих один над одним кільцевих пазів 5 з утворенням між ними виступів 6, оснащених поперечними або похилими до них відповідними пазами 7 і 8. В зазначених кільцевих пазах і на верхній частині 9 чашки виконані рівномірно розташовані по колу крізні отвори 10, а також отвори 11 для встановлення в них кріпильних гвинтів 12. Кільцеві, поперечні і похилі пази в поперечному їм перерізу виконані за формою ластівчиного хвоста. Чашка може бути виконана із алюмінієвих сплавів, переважно дюралюмінієвих, наприклад Д16(Т), Д19, Д1 тощо. Вертлюжний компонент використовують наступним чином. Після реконструкції вертлюжної западини 3 (очищення її від пошкодженого хряща і підготовки ложа за допомогою фрези) встановлюють і притискають до ложа западини спеціальним інструментом чашку 1 вертлюжного компонента і фіксують її до ложа кріпильними гвинтами 12. Керамічне покриття 2, що виконане на зовнішній поверхні чашки шорсткістю 500700 мкм, сприяє проникненню в пори цього покриття регенерованих тканин западини, що також підвищує з часом міцність з'єднання чашки із западиною, а кільцеві, поперечні і похилі пази в чашці протидіють ротаційним і осьовим навантаженням на зазначений компонент Окислення чашки, а також дифундування шкідливих речовин із неї не відбувається, а тому строк функціонування компонента без металоза може бути значно більшим, ніж у відомій контактній парі "метал - по металу". Наявність в кільцевих пазах і на верхній частині 9 чашки крізних отворів 10 сприяє проходженню синовіальної рідини через них до внутрішньої поверхні чашки, що позитивно позначається на її терті і збільшенні строку функціонування чашки вертлюжного компонента. Виконання чашки із алюмінієвих сплавів значно знижує (в 2,5-3,0 рази) вартість виготовлення такого компонента. 2 UA 104907 U Комп'ютерне моделювання запропонованого вертлюжного компонента свідчить, що строк функціонування його в організмі людини без утворення шкідливих наслідків може бути практично необмеженим 5 10 15 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Вертлюжний компонент ендопротеза кульшового суглоба у вигляді металевої напівсферичної чашки з нанесеним на її зовнішній поверхні керамічним покриттям визначеної шорсткості і елементами кріплення її до вертлюжної западини, який відрізняється тим, що на внутрішній поверхні чашки нанесено керамічне покриття з оксидів металу товщиною 150-400 мкм з додаванням фторопласта в зазначене покриття в межах 15-50 % від загальної кількості оксидів, а елементи кріплення чашки виконані у вигляді декількох концентрично розташованих один над одним кільцевих пазів, з утворенням між ними виступів, оснащених поперечними або похилими до них пазами, при цьому в зазначених кільцевих пазах і на верхній частині чашки виконані рівномірно розташовані в них по колу крізні отвори, а керамічне покриття на внутрішній поверхні чашки виконане полірованим до шорсткості в межах Rа, що дорівнює 0,1-0,2 мкм. 2. Вертлюжний компонент ендопротеза кульшового суглоба, згідно з п. 1, який відрізняється тим, що кільцеві і поперечні пази в поперечному перерізі чашки виконані за формою ластівчиного хвоста. 3. Вертлюжний компонент ендопротеза кульшового суглоба, згідно з п. 1, який відрізняється тим, що чашка виконана із алюмінієвих сплавів, переважно дюралюмінієвих. 3 UA 104907 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 4