Пристрій для статичних випробувань спінальних імплантатів

Реферат: Пристрій для статичних випробувань спінальних імплантатів містить два полімерні блоки визначеної товщини п'ятигранної форми, дві грані кожного блока яких виконані похилими одна до одної з формуванням округлого з'єднання їх між собою і отворами для закріплення кінців випробуваного імплантата. Внутрішні поверхні обох блоків в зоні переходу їх до округлих з'єднань виконані скошеними в бік відповідних з'єднань. UA 112692 U (12) UA 112692 U UA 112692 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до випробувальної техніки і може бути використана для статичних випробувань спінальних імплантатів, що використовуються в медицині, а саме - в травматології та ортопедії при хірургічному лікуванні захворювань і ушкоджень хребта, зокрема шийного його відділу, при необхідності відновлення опороздатності переднього опорного комплексу хребта після резекції одного або декількох тіл хребців та заміни їх спінальними імплантатами. В медичній практиці знайшли широке використання різні конструкції спінальних імплантатів для заміни пошкоджених внаслідок захворювань або травм хребців. Для перевірки надійності використання таких імплантатів вони підлягають багатьом випробуванням, серед яких статичні випробування на можливість витримування регламентованих несучих навантажень, рівноцінних навантаженням, які витримують хребці у відділу хребта, що підлягає реконструкції, є найбільш головними. Найближчим аналогом є пристрій для статичних випробувань спінальних імплантатів, що містить два, розташованих на заданій відстані між собою по вертикалі, полімерні блоки визначеної товщини п'ятигранної форми, що імітують тіла суміжних хребців реконструйованого відділу хребта, дві грані кожного блока яких виконані похилими одна до одної з формуванням округлого з'єднання їх між собою і отворами для закріплення кінців випробуваного імплантата (стандарт USA ASTM F1717-04 Standard Test Methods for Spinal Implant Constructs in a Vertebrectomy Model, 2004, s.1-8, fig. 4-5). Полімерні блоки тут виготовлені із поліетилену високого тиску і низької щільності і відповідають механічним властивостям тіл хребців. Даний пристрій придатний для випробування спінальних імплантатів у вигляді пластин Пподібної форми, а також перфорованих різьбових циліндрів, які вкручуються в міжтіловий проміжок суміжних хребців. За останній час знаходять використання вертикальні трубчасті імплантати з розсувними між собою двома порожнистими півкорпусами, оснащеними Г-подібними пластинами, в яких виконані отвори для гвинтів, що вгвинчуються в отвори полімерних блоків пристрою (пат. UA № 96368, A61F 2/44, 1015). На зовнішніх торцях півкорпусів сформовані зубці, які заглиблюються в кісткову тканину суміжних хребців і сприяють додатковій фіксації імплантатів в подовжньому і поперечному напрямках. Враховуючи те, що частина звернутих одна до одної поверхонь суміжних хребців виконана з медіального боку скошеною під визначеним кутом, зубці на відомих імплантатах також повторюють конфігурацію зазначених частин поверхонь хребців для забезпечення більш сталої фіксації імплантатів в міжтіловому проміжку визначеного відділу хребта. В той же час, відомий пристрій для випробування імплантатів не враховує зазначену анатомічну топологію хребців і тому не гарантує потрібну фіксацію відомих імплантатів при їх випробуванні в ньому, так як не виключає спотворення достовірності результатів випробування і тому він не придатний для випробування вертикальних трубчастих імплантатів. Це обмежує функціонувальні можливості використання такого пристрою. Задача корисної моделі полягає у створенні пристрою для статичних випробувань спінальних імплантатів, який враховує анатомічну топологію поверхонь суміжних хребців і конструктивні особливості вертикальних трубчастих імплантатів, і дозволяє здійснювати надійне випробування останніх, і розширити, таким чином, функціональні його можливості. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрою для статичних випробувань спінальних імплантатів, що містить два, розташованих на заданій відстані між собою по вертикалі, полімерні блоки визначеної товщини п'ятигранної форми, що імітують тіла суміжних хребців реконструйованого відділу хребта, дві грані кожного блока яких виконані похилими одна до одної з формуванням округлого з'єднання їх між собою і отворами для закріплення в них кінців випробуваного імплантата, згідно з корисною моделлю, внутрішні поверхні обох блоків в зоні переходу їх до округлих з'єднань виконані скошеними в бік відповідних з'єднань під кутом від 6,5° до 8,0° і довжиною кожного скосу від 11,0 мм до 13,0 мм. Виконання внутрішніх поверхонь обох блоків в зоні переходу їх до округлих з'єднань скошеними в бік відповідних з'єднань під визначеними кутом і довжиною скосу сприяє створенню конфігурації внутрішніх поверхонь блоків в зазначеній зоні з'єднання похилих граней, адекватною анатомічній топології внутрішніх поверхонь тіл суміжних між собою хребців в зоні розташування імплантата і забезпечує, таким чином, надійну і міцну фіксацію вертикальних трубчастих імплантатів, а також отримання гарантованої достовірності результатів випробування зазначених імплантатів і розширення, таким чином, функціональних можливостей пристрою. 1 UA 112692 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Аналогічних технічних рішень зі схожими ознаками при проведенні патентно-інформаційного пошуку не виявлено. Це свідчить про те, що запропоноване технічне рішення є новим і промислово придатним. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображений загальний вигляд запропонованого пристрою для статичних випробувань спінальних імплантатів, вигляд збоку в статичному стані до навантаження фіг. 2 - теж саме, вигляд зверху; на фіг. 3 - вигляд спереду; на фіг. 4 - пристрій, що на фіг. 1, в стані навантаження імплантата; на фіг. 5 - вузол А на фіг. 1; на фіг. 6 - загальний вигляд вертикального трубчастого імплантата; на фіг. 7 - діаграма стискання імплантата на випробувальній машині. Пристрій містить два, розташованих на заданій відстані а між собою по вертикалі, полімерних блоки 1 і 2 п'ятигранної форми визначеної товщини в, що імітують тіла хребців реконструйованої ділянки хребта. Дві грані 3 і 4 кожного блока виконані похилими одна до одної з формуванням округлого з'єднання 5 їх між собою і отворами 6 і 7 для закріплення кінців дугоподібних пластин 8 і 9 випробуваного імплантата 10. Внутрішні поверхні 11 і 12 обох блоків в зоні переходу їх до округлих з'єднань 5 виконані скошеними в бік відповідних з'єднань під кутом α від 6,5° до 8,0° і довжиною L кожного скосу від 11,0 до 13,0 мм. Така конфігурація внутрішніх поверхонь блоків в зоні розташування округлого з'єднання їх похилих граней адекватна анатомічній топології ділянок суміжних хребців у місці розташування між ними імплантата. Полімерні блоки 1 і 2 виготовлені із поліетилену високого стиску низької щільності, фізикомеханічні характеристики яких(міцність, твердість, пластичність) співпадають аналогічним характеристикам тіл хребців. Товщину в блоках вибирають залежно від сегмента реконструйованого відділу хребта: для поперекового і грудного відділу хребта товщина а блоків є більшою, ніж для шийного його відділу. Випробуваний імплантат має різьбовий шток 13 визначеної довжини з різноспрямованою різьбою на ньому, на якому з обох його боків нагвинчені різьбові трубки 14 і 15 з дугоподібними пластинами 8 і 9, на кінцях яких виконані отвори 16 і 17, через які та за допомогою кріпильних гвинтів 18 і 19 зазначені пластини імплантата закріплюються до блоків 1 і 2. Верхня частина верхньої трубки 14 і нижня частина нижньої трубки 15 мають зубці 20 і 21, що скошені під кутом β, аналогічним куту α скосу бічних поверхонь блоків в зоні розташування округлого з'єднання їх похилих граней. Це дозволяє здійснювати гарантовану установку вертикального трубчастого імплантата між блоками 1 і 2 і отримувати достовірні результати випробування його на міцність і згин при стисканні під заданим навантаженням Р, н з визначеною його деформацією Δ1, мм. Для випробування імплантатів може бути використана розривна випробувальна машина Р0,5 з можливістю консольного стискання блоків 1 і 2, а отже і імплантата, і одночасним записом діаграми навантаження Ρ - деформація Δ1. Зазначена діаграма визначає стан фізико-механічних характеристик випробного імплантата по їх критичним точках С, С1, С2, См при навантаженні на блоки 1 і 2 відповідним зусиллям Р С, Ρ1, Р2, Рм, де точка С характеризує межу плинності імплантата, точка С1 - порушення межі пластичності першого витка різьбового з'єднання трубок 14 і 15 зі штоком 12 імплантата, що призводить до зминання і руйнування зазначеного витка, точка С 2 - зминання і руйнування другого витка зазначеного різьбового з'єднання і часткове порушення цілісності імплантата, точка См - повне порушення цілісності імплантата. Таке виконання пристрою для статичних випробувань імплантатів дозволяє враховувати анатомічну топологію суміжних хребців реконструйованого хребта і створити умови для надійого випробування вертикальних трубчастих імплантатів із зубцями на їх торцях, сформованих як по колу, перпендикулярно розташованому до його осі, так і під кутом до неї, що розширює, таким чином, функціональні його можливості. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Пристрій для статичних випробувань спінальних імплантатів, що містить два, розташованих на заданій відстані між собою по вертикалі полімерних блоки визначеної товщини п'ятигранної форми, що імітують тіла суміжних хребців реконструйованого відділу хребта, дві грані кожного блока яких виконані похилими одна до одної з формуванням округлого з'єднання їх між собою і отворами для закріплення кінців випробуваного імплантата, який відрізняється тим, що внутрішні поверхні обох блоків в зоні переходу їх до округлих з'єднань виконані скошеними в бік відповідних з'єднань під кутом від 6,5° до 8,0° і довжиною кожного скосу від 11,0 мм до 13,0 мм. 2 UA 112692 U 3 UA 112692 U 4 UA 112692 U 5 UA 112692 U Комп’ютерна верстка Т. Вахричева 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 6