РОТАЦИОННЫЕ ПРОТЕЗЫ СУСТАВА, ИМЕЮЩИЕ УСИЛЕННУЮ ОПОРНУЮ ВТУЛКУ
ROTARY JOINT PROSTHESIS HAVING A REINFORCED BEARING BUSH

Изобретение относится к ротационному протезу сустава, включающему дистальную часть и проксимальную часть, а также соединительную деталь, которая шарнирно соединяет упомянутые части и включает сгибательную опору вокруг первой оси и ротационную опору вокруг второй оси, ориентированную поперечно в отношении первой оси.
Протезы вышеупомянутого типа используют, в частности, в качестве протезов коленного сустава или локтевого сустава. Из-за высокой нагрузки, прилагаемой к ним массой тела, и из-за их сложной модели движения, а именно сгибания как основного движения в сочетании с поворотом большеберцовой кости относительно бедренной кости как вторичного движения, протезы коленного сустава, в частности, относительно подвержены нарушению своей функции из-за износа или заболевания. Для устранения этого необходимы протезы коленного сустава, которые, предпочтительно, позволяют оба движения в целях восстановления функции сустава по возможности как можно ближе к анатомическим условиям, еще одно требование к протезу сустава заключается в том, что он должен иметь достаточную стабильность, особенно если опорный аппарат (связки и т.д.), состоящий из мягких тканей, уже ослаблен.
В известном уровне техники раскрыты разные протезы коленных суставов при цели объединения этих частично противоречащих друг другу задач, а именно, с одной стороны, мобильности вокруг двух осей и, с другой стороны, достаточной стабильности. В одном известном ротационном протезе коленного сустава (ЕР 0174531 В1) тибиальная часть и феморальная часть соединены друг с другом соединительной деталью, которая имеет осевую проушину для приема оси, несущей феморальную часть, чтобы этим создать сгибающееся соединение. Соединительная деталь также имеет несущую втулку, которая обращена к большеберцовой кости и в которую входит штифт, расположенный на тибиальной части, чтобы этим сформировать ротационное соединение. Для того чтобы создать благоприятные условия для трения в этой ротационной опоре, сформированной штифтом и опорной втулкой, скользящая втулка, выполненная из пластика, расположена в несущей втулке. Она имеет форму чаши с полусферической верхней частью, закрывающей конец штифта. По существу цилиндрический кожух опирается на стенку соединительной детали, формируя несущую втулку. Это создает эффект камеры. Однако оказалось, что все же может происходить заедание несущей втулки. Для пациента этот дефект протеза обычно означает повторную хирургическую операцию.
Для преодоления этого недостатка был разработан усовершенствованный протез коленного сустава, который предлагается в продаже под наименованием "Endo Modell" компанией Waldemar Link, Гамбург, Германия. В этом протезе металлическая втулка выполнена из двух частей, и пластиковый материал, обеспечивающий хорошие скользящие свойства, плотно окружен металлической втулкой с некоторым числом просверленных отверстий, которая посажена горячей посадкой. Пластиковый материал в этом устройстве имеет улучшенную опору, так что риск дефекта скользящей втулки, в частности за счет холодного течения пластина в результате высокой нагрузки, в большой степени снижен. На практике, однако, выяснилось, что наиболее важная часть в направлении потока силы, а именно соединительная деталь, принимающая опорную втулку, может быть повреждена в результате перегрузки. При восстановлении протеза часто бывает трудно удалить опорную втулку.
Цель изобретения заключается в том, чтобы усовершенствовать протез сустава типа, упомянутого в начале, таким образом, чтобы он был более прочным и в случае необходимости его восстановления был легче в разборке.
Решение согласно изобретению заключается в признаках независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования являются предметом зависимых пунктов.
В ротационном протезе сустава, включающем дистальную часть для закрепления в первой кости, проксимальную часть для закрепления во второй кости и соединительную деталь, которая вместе с первой частью образует сгибательную опору вокруг первой оси и с второй частью образует ротационную опору, сформированную штифтом и опорной втулкой, вокруг второй оси, ориентированной поперечно в отношении первой оси, скользящая втулка, окружающая штифт, и опорная втулка, которая полностью закрывает упомянутую скользящую втулку и прикреплена к соединительной детали крепежным элементом, расположены в несущей втулке, причем согласно изобретению предусмотрено, что крепежный элемент имеет исполнительный элемент в опорной втулке и может быть соединен с соединительной деталью так, чтобы обеспечивать прочность на растяжение посредством двух совмещенных просверленных отверстий в опорной втулке и соединительной детали.
Сущностью изобретения является идея расположения исполнительного элемента для крепежного элемента внутри несущей втулки. В противоположность ближайшему решению, известному из уровня техники, доступ к крепежному элементу тогда не должен осуществляться снаружи через соединительную деталь, для чего в соединительной детали потребовалось бы соответствующее отверстие, которое бы привело к ее ослаблению. Посредством исполнительного элемента, перемещаемого внутрь согласно изобретению, отверстие на соединительной детали может быть выполнено намного меньшим, из-за чего она получает стабильность. Более того, крепежный элемент может таким образом входить в зацепление непосредственно с несущей втулкой, так что он может быть безопасно удален даже при его совершенно плотной посадке на месте. Это создает условия для повышения прочности опорной втулки за счет более толстого материала и даже для введения ее в поток нагрузки, что приводит к соответственно меньшему напряжению на скользящей втулке, обычно изготавливаемой из пластика. Таким образом даже повышенные нагрузки могут восприниматься безопасно, и опасность дефектов в результате перегрузки снижается. Более толстый материал опорной втулки понимается здесь как означающий, что толщина материала составляет по меньшей мере 0,8 от толщины материала скользящей втулки.
Отверстие для доступа к исполнительному элементы предпочтительно выполнено на скользящей втулке. Таким образом, исполнительный элемент расположен за скользящей втулкой, если смотреть со стороны установки штифта, и может транспортировать эту скользящую втулку вместе с собой при ослаблении крепежного элемента. Таким образом, крепежный элемент с его исполнительным элементом одновременно действует как устройство для удаления скользящей втулки. Даже поврежденные скользящие втулки, в частности из-за заедания или холодного потока пластикового материала при перегрузке, могут быть легко удалены. Особенно подходящей конструкцией крепежного элемента является винт, головка которого является исполнительным элементом. Таким образом можно конструктивно простыми средствами с одной стороны обеспечить прочное крепление в собранном состоянии, и с другой стороны к скользящей втулке может быть приложено значительное давление путем поворачивания винта посредством передачи силы через резьбу. Здесь целесообразно, чтобы ширина отверстия для доступа была меньше, чем ширина головки винта. Оказалось полезным, чтобы отверстие для доступа в скользящей втулке расширялось в направлении опорной втулки. Это создает конусность, которая способствует разделению путем давления.
Просверленные отверстия разной ширины для крепежного элемента предпочтительно выполнены в опорной втулке с одной стороны и в соединительной детали с другой стороны. Ступенчатое просверленное отверстие этого вида имеет преимущество в том, что крепежный элемент может быть введен его телом через опорную втулку до тех пор, пока он не будет сдерживаться головкой. Для винта крепежного элемента это означает, что диаметр просверленного отверстия в опорной втулке больше, чем диаметр тела винта, но меньше, чем диаметр головки, и что просверленное отверстие в соединительной детали имеет еще один диаметр, соответствующий винту, и на просверленном отверстии выполнена внутренняя резьба.
Таким образом, надежное позиционирование может быть достигнуто путем затяжки крепежного элемента, в частности, путем затяжки винта, при этом ослабление не только аннулирует крепление, но и позволяет выжимать скользящую втулку.
Для того чтобы можно было легко и безопасно удалить опорную втулку, которая застряла, при операции восстановления, на ней может быть предусмотрено посадочное место для экстрактора, предпочтительно заподлицо с отверстием для доступа. Оказалось особенно полезным выполнить посадочное место как внутреннюю резьбу в просверленном отверстии для крепежного элемента. Таким образом, после удаления крепежного элемента опорная втулка может быть легко удалена из соединительной детали путем введения экстрактора и соединения последнего с опорной втулкой. Для этого, в случае конструкции с внутренней резьбой, экстрактор должен иметь только соответствующую резьбу на его конце, которая соединяется с опорной втулкой просто путем ввинчивания.
Предпочтительно, скользящая втулка закреплена против осевого движения из опорной втулки фиксирующими выступами, которые расположены в области ее горловины на стороне штифта и которые входят в вырез на внутренней поверхности опорной втулки. Это противодействует повреждению, вызываемому вывиховым движением.
Предпочтительно, опорная втулка снабжена радиально выступающим буртом, который входит в выемку комплементарной формы на соединительной детали. Это обеспечивает, что опорная втулка не вовлекается в нежелательное вращательное движение вокруг штифта. Поскольку бурт и выемка расположены на стороне штифта, соединение с посадкой по форме может быть достигнуто путем простого введения опорной втулки в ее несущую втулку на соединительной детали. В ином случае, посадочное место для опорной втулки предпочтительно выполнено с гладкой стенкой и с, в частности, цилиндрической внутренней формой на соединительной детали. Это сделать просто, и это обеспечивает равномерно стабильную опору даже в случае осевого движения штифта в несущей втулке.
В одном, в частности, предпочтительном варианте осуществления, возможно заслуживающем самостоятельной охраны, передняя поверхность соединительной детали снабжена приемной поверхностью для средства защиты от удара, которое продолжается выемкой наподобие кармана в область приемной проушины. Средство защиты от удара функционирует как ограничивающий упор для сгибательного движения, конкретно для раздвинутого положения. Поскольку соединительная деталь здесь может упираться на дистальную часть, средство защиты от удара служит для защиты соединительной детали от повреждения. Для того чтобы оно оставалось в предназначенном для него положении в случае резкой нагрузки, необходима достаточно надежная фиксация. Посредством выемки наподобие кармана можно простым способом обеспечить предотвращение подъема и падения средства защиты от удара из его положения на передней поверхности соединительной детали. Предпочтительно, выемка наподобие кармана имеет прямоугольное сечение и переходит в приемную поверхность. Таким образом, средство защиты от удара может быть выполнено как непрерывная небольшая пластина, которая фиксируется в своем положении путем введения ее в выемку наподобие кармана. Для того чтобы не допустить нежелательного движения из выемки наподобие кармана, на передней поверхности соединительной детали предпочтительно предусмотрена впадина или максимум две впадины, функцией которых является фиксация от движения, в частности с помощью выступа, расположенного на задней поверхности средства защиты от удара. Таким образом, не только средство защиты от удара будет зафиксировано способом, простым для сборки и надежным, но и эта система фиксации также предотвращает нежелательное ослабление соединительной детали.
Изобретение более подробно объяснено ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показан один предпочтительный иллюстративный вариант осуществления. На чертежах:
Фиг. 1 - вид сзади протеза сустава с частичным разрезом;
Фиг. 2 - увеличенный вид сзади соединительной детали с примыкающей частью;
Фиг. 3 - деталь несущей втулки, вид сбоку в разрезе;
Фиг. 4 - покомпонентный вид соединительной детали с несущей втулкой;
Фиг. 5 a, b - детали фиксирующего механизма;
Фиг. 6а, b - детали крепежного элемента; и
Фиг. 7 - экстрактор.
Эндопротез согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения ниже объяснен на основе эндопротеза для коленного сустава.
Эндопротез коленного сустава состоит главным образом из двух частей 1, 2, одна из которых выполнена как тибиальная часть 1 и другая как феморальная часть 2. В феморальной части 2 стержень 20, который вводят в бедренную кость пациента, контактирует с феморальной опорной половиной 21, которая имеет два бегунка 22 в виде мыщелка, выступающие как вилка в направлении тибиальной части 1. Эти бегунки 22 опираются на тибиальное плато 12, которое расположено на тибиальной опорной половине 11, причем последняя крепится стержнем 10 к большеберцовой кости пациента.
Между ними расположена соединительная деталь 3, которая имеет Т-образную часть 30 как основное тело с приемной проушиной 33, расположенной в ее верхней области и предназначенной для осевого штифта 34, и с несущей втулкой 32 для несущего штифта 31, выступающего из тибиального плато 11.
Первая опора (сгибательная опора) позволяет частям 1 и 2 совершать поворотное движение и, таким образом, обеспечивает сгибательное движение между верхней и нижней частями ноги. Это поворотное движение вокруг оси осевого штифта 34 таким образом создает первую ось для движения эндопротеза коленного сустава. Поперечно этой оси расположен штифт 31, который является второй осью для ротационного движения, при котором феморальная часть 2 поворачивается относительно тибиальной части 1 вокруг второй оси.
Для этой ротационной опоры штифт 31 выступает в несущую втулку 32 на соединительной детали 3. Между ними расположена несущая вставка 4. Последнюю крепят в приемной проушине 33 крепежным элементом 5 в форме винта 50, расположенного на ее верхнем конце.
Несущая вставка 4 имеет по существу цилиндрическую базовую форму и полусферический купол на ее верхнем конце. Несущая вставка 4 состоит из скользящей втулки 41 и опорной втулки 42. Наружный диаметр скользящей втулки 41 выбран так, чтобы позволить легко осуществлять посадку с натягом во внутреннюю стенку опорной втулки 42. На нижнем конце скользящая втулка 41 имеет горловину 40 для приема штифта. Расположенный на внешней поверхности скользящей втулки 41 крепежный элемент 43 проходит по окружности, причем упомянутый крепежный элемент 43 предпочтительно является непрерывным, хотя он также может прерываться несколько раз. Он входит в вырез соответствующей формы (если смотреть от горловины 40 скользящей втулки 41) и, таким образом, закрепляет скользящую втулку 41 от отхода от опорной втулки 42. На своей наружной поверхности на конце у горловины опорная втулка 42 имеет радиально выступающий бурт 45, который входит с принудительной фиксацией в выемку комплементарной формы на внутренней поверхности несущей втулки 32 соединительной детали 3. Таким образом, опорная втулка 42 защищена от нежелательного вращения относительно соединительной детали 3.
Части несущей вставки 4, т.е. опорная втулка 42 и скользящая втулка 41, проходят до горловины 40 несущей вставки 4, т.е. они обе формируют поверхностью их нижнего конца край горловины 40. Скользящей втулке 41 может быть придана конически сужающаяся форма на внутренней поверхности скользящей втулки 41. Это облегчает введение штифта 31 в несущую вставку 4.
На верхнем конце скользящая втулка 41 имеет отверстие для доступа 46. Оно выполнено с конической краевой поверхностью, ширина которой увеличивается в направлении верха. Первое просверленное отверстие 47 в опорной втулке 42 и второе просверленное отверстие 38 в приемной проушине 33 выполнены заподлицо с отверстием для доступа 46, и второе просверленное отверстие 38 снабжено внутренней резьбой 39. Внутренняя резьба 48 расположена в просверленном отверстии 47 опорной втулки 42. Винт 50 вводят как крепежное средство в эти отверстия, причем его тело 51 ввинчивают во внутреннюю резьбу 39. Головка 52 винта 50 имеет диаметр больше ширины отверстия для доступа 46. Она плотно лежит на внутренней поверхности опорной втулки 42 и фиксирует последнюю в ее положении.
На ее передней поверхности (справа на Фиг. 3) соединительная деталь 3 снабжена плоской приемной поверхностью 35. На ее верхнем конце в приемной проушине 33 выполнен карман 36, который внизу плоско переходит в приемную поверхность 35. В средней области приемной поверхности 35 предусмотрено отверстие для удержания 37, которое выполнено как непрерывное отверстие в несущей втулке 31 и доходит до опорной втулки 42. Пластина для защиты от удара 6 установлена на приемную поверхность 35, причем ее верхний край установлен в карман 36. За счет установки верхнего края 60 в карман 36 она зафиксирована против подъема с приемной поверхности 35, в частности под действием силы спереди (справа на Фиг. 3), когда достигнуто упорное положение. Для того чтобы избежать движения, в частности движения вниз, пластины для защиты от удара 6, ее задняя поверхность снабжена выступом 62, который входит с принудительной фиксацией в отверстие для удержания 37 и, таким образом, крепит пластину для защиты от удара 6 в ее положении.
Также предусмотрен экстрактор 7, который выполнен как отвертка с валом 70 на рукояти 71 на его заднем конце. На переднем конце расположен приемный барабан 72, который имеет диаметр больше чем диаметр вала 70, и диаметр которого приспособлен к внутренней ширине несущей вставки 4. Приспособленный понимается здесь как означающий, что он меньше приблизительно на 1 мм, чтобы получить посадку с зазором. В передней области направляющего барабана 72 расположен конец 73 винта с наружной резьбой 74. Он предназначен для входа в зацепление с внутренней резьбой 48 в просверленном отверстии 47.
Несущая вставка 4 фиксируется в собранном состоянии крепежным винтом 50 крепежного элемента 5, ввинчиваемым в нее. Крепежный винт 50 лежит своей головкой 52 на внутренней поверхности опорной втулки 42 и притягивает последнюю к осевому штифту 34, установленному в осевую проушину 33. Несущая вставка 4 таким образом зафиксирована от движения из несущей втулки 32.
Для разборки, после того как штифт 31 удален из несущей втулки 32, крепежный винт 50 освобождают известным способом с помощью отвертки (не показана). Поскольку головка 52 винта 50 имеет большую ширину, чем сквозное отверстие 46 в скользящей втулке 41, винт 50 выживает скользящую втулку 41 в направлении вниз из опорной втулки 42 своей головкой 52. Выжимание также можно усилить, нажимая на скользящую втулку 41 в области горловины 40, чтобы облегчить разъединение фиксирующих элементов 43, 44. Во многих случаях опорная втулка 42 может быть затем удалена из несущей втулки 32. Однако если она плотно сидит на месте, что вполне может произойти, в частности, после перегрузки или после длительного периода использования, можно после удаления крепежного винта 50 ввести направляющий барабан 72 экстрактора 7 вовнутрь опорной втулки 42 и ввернуть резьбу 74 на конце 73 винта экстрактора 7 во внутреннюю резьбу 48 опорной втулки 42. Таким образом, экстрактор 7 соединяется с опорной втулкой 42 способом, обеспечивающим прочность на растяжение, и последняя может быть удалена из несущей втулки 32.
Благодаря изобретению, необходимо только относительно небольшое отверстие для доступа в форме просверленного отверстия 38 в соединительной детали. Остальная соединительная деталь может быть выполнена сплошной, т.е. других прерываний не требуется, в частности в области приемной проушины 33. Таким образом можно избежать ослабления приемной проушины 33. В то же время, изобретение позволяет обеспечить надежное крепление несущей вставки 4 и ее простое удаление. Расположение пластины 6 для защиты от удара в кармане 36 также позволяет избежать ослабления того типа, который встречается в известном уровне техники вследствие большого числа соединительных отверстий в области приемной поверхности 35.