Эндопротез плечевого сустава

Полезная модель относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использована для оперативного восстановления функций плечевого сустава.
Замена плечевых суставов на эндопротезы является ортопедической операцией с имплантацией биоинженерных конструкций в организм. Процент осложнений и неудовлетворительных результатов имплантации остается по-прежнему на высоком уровне и составляет 3,3-13,2%. Увеличить эффективность таких операций возможно путем повышения уровня биосовместимости эндопротезов при использовании новых материалов и покрытий, а также путем разработки новых, высокотехнологичных медико-технических конструкций.
Поверхности внутрикостных частей эндопротезов должны обладать высокой суммарной открытой пористостью, что необходимо для эффективного прорастания клеток костной ткани и прочного остеоинтеграционного закрепления имплантируемых конструкций в организме.
Известна конструкция эндопротеза плечевого сустава [Патент RU №2306904, МПК A61F 2/40, опубл. 27.09.2007], содержащая плечевую ножку- с дистальной частью в виде стержня и проксимальной частью, имеющей воротничок с шейкой и ребра с отверстиями и головку с посадочным отверстием под ножку. Дистальная часть стержня выполнена конической, переходящей в цилиндр, причем длина конической части не менее 4/7 полной длины ножки, вентральная и дорсальная стороны стержня выполнены с выемками для антиротации, имеющими длину не менее длины конической части, длина ребер одинакова, а посадочное отверстие под ножку выполнено в головке с эксцентриситетом.
Недостатком данного эндопротеза является отсутствие микропористой поверхности внутрикостной части эндопротеза для обеспечения высокой остеоинтеграционной способности.
Известна конструкция эндопротеза плечевого сустава [Патент ЕР 1815825 А1, опубл. 08.08.2007], содержащая ножку, имеющую дистальную и проксимальную части, при этом проксимальная часть ножки снабжена шейкой для закрепления головки. На шейке закреплена головка, шарнирно-соединенная с вкладышем, установленным в чаше. При этом вкладыш зафиксирован в чаше посредством кольцевой защелки, удерживающей вкладыш. К недостаткам наиболее близкого аналога можно отнести неудобство установки вкладыша, а также не совсем надежную фиксацию ножки во вкладыше, а также вкладыша в чаше.
Недостатком данного эндопротеза является отсутствие микропористой поверхности внутрикостной части эндопротеза для обеспечения высокой остеоинтеграционной способности.
Наиболее близкой к технической сущности предлагаемой полезной модели является конструкция эндопротеза плечевого сустава [Патент РФ №2470613, МПК A61F 2/40 (2006.01), опубл. 27.12.2012]. Эндопротез плечевого сустава содержит ножку, имеющую дистальную часть и проксимальную часть, снабженную шейкой. На шейке закреплена головка, шарнирно-соединенная с вкладышем, установленным в чаше. Вкладыш зафиксирован в чаше посредством размещенной в ней кольцевой защелки, которая выполнена с выступом на внутренней боковой поверхности для удержания вкладыша и снабжена разрезным кольцом для удержания защелки в чаше. На наружной боковой поверхности защелки и внутренней поверхности чаши на одном уровне выполнены кольцевые проточки, в которых размещено разрезное кольцо.
Недостатком данной конструкции является отсутствие микропористой поверхности внутрикостной части эндопротеза для обеспечения высокой остеоинтеграционной способности.
Задачей полезной модели является создание эндопротеза плечевого сустава с микропористой остеоинтегрируемой поверхностью внутрикостной части конструкции.
Технический результат полезной модели заключается в повышении прочности биомеханической связи эндопротеза плечевого сустава с костью.
+
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом эндопротезе плечевого сустава, содержащем ножку, имеющую дистальную часть и проксимальную часть, снабженную шейкой, закрепленную на шейке головку, шарнирно-соединенную с вкладышем, установленным в чаше, при этом вкладыш зафиксирован в чаше посредством размещенной в ней кольцевой защелки, которая выполнена с выступом на внутренней боковой поверхности для удержания вкладыша и снабжена разрезным кольцом для удержания защелки в чаше, при этом на наружной боковой поверхности защелки и внутренней поверхности чаши на одном уровне выполнены кольцевые проточки, в которых размещено упомянутое разрезное запорное кольцо, согласно новому техническому решению, на ножке расположена цанговая втулка для регулирования глубины погружения, поверхность ножки эндопротеза имеет микропористую остеоинтегрируемую поверхность, полученную в результате блистерингового порообразования в процессе ионно-лучевой обработки поверхности пучком ионов гелия (Не).
Изготовление предлагаемого эндопротеза плечевого сустава может осуществляться путем литья, обработки давлением, механического формообразования (токарного, фрезерного), ионно-лучевой обработки (получение микропористой остеоинтегрируемой поверхности в результате блистерингового порообразования в процессе ионно-лучевой обработки пучком ионов гелия). Материалами для изготовления эндопротеза плечевого сустава могут служить титан, тантал, цирконий и сплавы на их основе. Полезная модель поясняется чертежами и 3D моделью. На фиг.1 изображен эндопротеза плечевого сустава в сборе, на фиг.2 - его верхняя часть, на фиг.3 - 3D-модель.
На фиг.1 приведена предлагаемая конструкция эндопротеза плечевого сустава, включающая ножку 1, которая имеет дистальную 2 и проксимальную 3 части. Проксимальная часть 3 ножки 1 снабжена шейкой 4, на которую крепится головка 5. Головка шарнирно установлена во вкладыше 6, который в свою очередь размещен в чаше 7 (фиг.1, 2). При этом для фиксации вкладыша 6 в чаше 7 предусмотрена кольцевая защелка 8, содержащая разрезное запорное кольцо 9 (фиг.2). Защелка с внутренней боковой поверхности имеет выступ 10 (фиг.2) для удержания вкладыша, а на наружной боковой поверхности защелки 8 и внутренней поверхности чаши 7 на одном уровне выполнены кольцевые проточки 11 и 12 (фиг.2), в которых размещается разрезное запорное кольцо 9 (фиг.2), обеспечивающее фиксацию защелки в чаше. При этом разрезное запорное кольцо позволяет облегчить установку вкладыша в чашу и повысить надежность его фиксации, поскольку при установке вкладыша кольцо сначала сжимается за счет упругих деформаций, а затем размещается в упомянутых проточках 11 и 12, блокируя защелку 8. На ножке 1 имеется цанговая втулка 13 (фиг.2). На ножке 1 имеется микропористая поверхность 14 (фиг.3), полученная в результате блистерингового порообразования.
17
18
2
17
2
2
16
17
-3
Исследования показали, что при блистеринге оптимальными дозами ионов гелия, необходимыми для процесса порообразования при ионной имплантации, являются Ф=6⋅10-6⋅10 ион/см с энергией Е=100-200 кэВ, так как при дозах ионов гелия менее 6⋅10 ион/см и более 6⋅10 ион/см не происходит формирование микропористого слоя 20 с размером пор d=100-250 мкм, плотностью N~10-10 см, необходимыми для эффективной остеоинтеграции. Получаемая суммарная открытая микропористость не превышает 50% и не приводит к существенному снижению механической прочности микропористого остеоинтегрируемого слоя.
Для установки предлагаемого эндопротеза плечевого сустава производят дельтовидно-грудной разрез от верхушки клювовидного отростка вдоль передней границы дельтовидной мышцы до места ее прикрепления к диафизу плечевой кости. При необходимости разрез продлевают до ключицы. Отодвигают латеральный кожный лоскут и иссекают фасцию поверх латеральной подкожной вены. Выполняют вертикальный разрез  подкрыльцовой фасции. Сухожилие клювоплечевой мышцы отодвигают медиально. Для идентификации малого и большого бугорков используют длинное сухожилие бицепса. Идентифицируют и иссекают фрагменты  головки плечевой кости и прикрепленные фрагменты ротационной манжеты. Обнажают диафизарную часть плечевой кости и интрамедуллярной разверткой и рашпилем формируют канал для ножки. В костно-мозговой канал вводят костный цемент и плечевую ножку 1 соответствующего  размера, ориентируя ее соответствующим образом, причем глубину погружения можно регулировать цанговой втулкой 13, расположенной на дистальной части 2, используя ее как «стопорный элемент» при установке ножки 1. Для фиксации бугорков используют нерассасывающийся шовный материал, пропуская его через отверстия проксимальной части 3 ножки 1. Далее головка 5 устанавливается во вкладыш 6, который вдвигают в чашу 7 до упора и фиксируют защелкой 8 и запорным кольцом 9, имеющим выступ 10, удерживая чашу 7, и надавливают пальцами на защелку 8 до характерного щелчка, сигнализирующего о фиксации вкладыша в чаше за счет упругих деформаций разрезного кольца, которое при защелкивании размещается в кольцевых проточках 11 и 12. Затем собранная конструкция надевается на шейку 4 и фиксируется на ней путем удара. Чаша вправляется в гленоидную впадину, вводится дренаж, и рана зашивается. При необходимости чаша может быть закреплена в мышечной капсуле нитками через отверстия в чаше.
В процессе приживления эндопротеза плечевого сустава клетки окружающих его биоструктур проникают в открытые поры микропористой поверхности 14. За счет этого происходит углубленное прорастание прилегающих клеточных структур в поверхность ножки 1 эндопротеза плечевого сустава, повышается остеоинтеграционная способность поверхности и прочность биомеханической связи эндопротеза с костью.
Таким образом, предложенная конструкция эндопротеза плечевого сустава создает наилучшие условия для прочной биомеханической связи поверхности его внутрикостной части с костной тканью и надежного функционирования эндопротеза в организме при длительном действии механических нагрузок благодаря формированию микропористой поверхности.