ГОЛОВКА МОДУЛЯ ЭНДОПРОТЕЗА ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА ДЛЯ ЭКСПРЕСС-МОДЕЛИРОВАНИЯ ИЗНОСА ПОЛИЭТИЛЕНОВОГО ВКЛАДЫША ИЛИ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ЧАШКИ МОДУЛЯ ЭНДОПРОТЕЗА ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА

Устройство относится к медицине, а именно к оперативной ортопедии, эндопротезированию тазобедренного сустава, экспериментальной медицине, биомеханике.
Эксплуатационные характеристики эндопротезов в значительной степени зависят от свойств конструкционных материалов. Особую опасность представляют продукты износа эндопротезов. Постоянно возрастающие и все более высокие требования современной ортопедии и социальные аспекты, заставляют различные фирмы - производители разрабатывать и выпускать новые низкофрикционные эндопротезы с минимальным износом в узлах трения. Данная проблема связана с тем, что увеличивающиеся число молодых пациентов, нуждающихся в тотальном замещении тазобедренного сустава, диктует необходимость удлинения жизненного цикла протезов с тем, чтобы избежать ревизионной имплантации по причине износа материала [Загородгний Н.В. Низкофрикционные эндопротезы в хирургии тазобедренного сустава / Н.В. Загородний, С.А. Калашников, Х.М. Магомедов // Вестник РУДН - 2002 - №2, - С. 52-60].
Износ полиэтилена чашки или вкладыша металлической чашки эндопротеза тазобедренного сустава сопровождается развитием асептической нестабильности компонентов эндопротеза тазобедренного сустава, и чем раньше и быстрее изнашивается полиэтилен, тем быстрее развивается асептическая нестабильность компонентов эндопротеза [Истомин С.Ю. Прогнозирование и диагностика нестабильности после тотального эндопротезирования при деформирующем остеоартрозе тазобедренного сустава: дисс… канд. мед. наук. - Челябинск, 2009; Кавалерский Г.М., Мурылев В.Ю., Петров Н.В., Силин Л.Л., Рукин Я.А. Асептическое расшатывание эндопротеза тазобедренного сустава. - M.: Медицина, 2011. - 191 с.; Кузнецов И.В. Диагностика и профилактика развития ранней нестабильности бесцементных эндопротезов тазобедренного сустава: дисс… канд. мед. наук. - Тюмень, 2009; Николенко В.К., Буряченко Б.П., Давыдов Д.В., Николенко М.В. Эндопротезирование при ранениях, повреждениях и заболеваниях тазобедренного сустава. - М.: ОАО Изд-во «Медицина», 2009. - 356 с.; Руцкий А.В. К проблеме эндопротезирования крупных суставов / А.В. Руцкий, А.П. Маслов, А.В. Руцкий, А.П. Маслов // Медицинские новости. - 2005. - №12. - С. 73-76.; Тихилов Р.М. Руководство по эндопротезированию тазобедренного сустава / Р.М. Тихилов, В.М. Шаповалов. - СПб.: РНИИТО им. Р.Р. Вредена, 2008. - 301 с.]
Однако, в доступной нам литературе мы не нашли работ, посвященных обоснованию экспресс-моделирования износа полиэтилена экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава в динамических условиях, с учетом фиксации полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки специальным устройством, позволяющим изменять угол горизонтальной инклинации.
Близкое решение данной проблемы можно найти в работе [Ягников С.А., Митин В.Н., Гаврюшенко Н.С. Исследование пары трения эндопротезов тазобедренного сустава для собак, представленных на отечественном рынке. «Ветеринар». 2001, 4, 20-24]. Авторы Исследованию были подвергнуты 5 неразъемных эндопротезов с металл - металлической парой трения (CoCrMo/СоСгМо) по типу К.М. Сиваша Государственного экспериментального предприятия Центрального института травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова (ГЭП «ЦИТО») и пять разъемных эндопротезов с металлополимерной парой трения (головка - СоСгМо/вертлужный компонент - высокомолекулярный полиэтилен) Швейцарской фирмы MATHYS Определение коэффициента трения проводили на универсальной испытательной машине Zwick 1464 (фото 3). При испытании использовали два датчика: датчик силы (шкала 1 кН - 1000 Н) и датчик крутящих моментов (шкала 5 Нм). Образцы закрепляли в трехкулачковые зажимы. Осевая нагрузка в узле трения составила 300 Н, что соответствует величине средней вертикальной составляющей реакции опоры тазовой конечности собаки весом 40-45 кг. Для приближения условий испытаний к реальным в пары трения эндопротезов добавляли синовиальную жидкость из суставов здоровых доноров. Скорость вращения в эксперименте - 1 Гц (один оборот в секунду). Программировали от 50 до 150 оборотов в испытательной машине, что соответствует сроку службы эндопротеза при замещении тазобедренного сустава = от 3 до 6 лет.
Наиболее близкое решение проблемы отображено в рекомендациях «Протезы тазобедренных суставов. Лабораторная оценка степени износа трущихся поверхностей. Основные рекомендации. Ρ 42-610-02». Рекомендации разработаны Всероссийским научно-исследовательским и испытательным институтом медицинской техники (ВНИИИМТ). Разработчики: А.И. Жабин; Т.И. Носкова, д.м.н.; Н.С. Гаврюшенко, д.т.н.; В.И. Захарова; Л.Н. Образцова; А.А. Курзин, к.т.н.
Настоящие рекомендации разработаны на основе международного технического отчета ИСО/ТО 9326-89 "Частичные и полные протезы тазобедренных суставов. Рекомендации по лабораторной оценке изменения формы опорных поверхностей", выпущенного техническим комитетом ТК 150 ИСО "Имплантаты для хирургии". УТВЕРЖДЕНЫ Министерством здравоохранения Российской Федерации 27 февраля 2002 г. Дата введения: 1 марта 2002 г. В π 4. (общие рекомендации по определению износа)
Однако в описании методики не говорится, каким образом ориентированы продольная ось головки и ось шейки ножки модуля по отношению к плоскости входа в чашку модуля эндопротеза, не указывается способ фиксации полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки для экспресс-моделирования износа полиэтилена. Следуя описанию методики, пространственное соотношение компонентов модуля эндопротеза может отличаться от данных показателей морфометрии нормального тазобедренного сустава, в результате чего полученные данные по износу полиэтиленового вкладыша или полиэтиленовой чашки могут варьировать.
Технический результат - обеспечение экспресс-моделирования износа полиэтиленового вкладыша или полиэтиленовой чашки модуля эндопротеза тазобедренного сустава.
Технический результат обеспечивается тем, что головка модуля эндопротеза тазобедренного сустава, имеющая вид шаровидной головки, отличающаяся тем, что головка имеет шероховатую поверхность, посадочное ложе в виде конуса и фиксатор, при этом фиксатор головки эндопротеза, представляет собой - с одного конца цилиндр, с другого конца - конус, разделенные воротничком, конус фиксатора соответствует конусу головки эндопротеза.
Полезная модель поясняется фигурами:
На фиг. 1 представлена головка модуля эндопротеза тазобедренного сустава: 1а - головка модуля эндопротеза (вид сверху); 1б - головка модуля эндопротеза (вид снизу)
На фиг. 2 изображен фиксатор головки эндопротеза: 3 - воротничок.
На фиг. 3 устройство в сборе 1 - головка эндопротеза тазобедренного сустава; 2 - фиксатор головки эндопротеза тазобедренного сустава.
На фиг. 4 устройство в сборе (вид сбоку): 1 - головка эндопротеза тазобедренного сустава; 2 - фиксатор головки эндопротеза тазобедренного сустава; 4 - цилиндр; 5 - станина.
Устройство работает следующим образом: головка эндопротеза тазобедренного сустава для экспресс-моделирования износа полиэтиленового вкладыша или полиэтиленовой чашки модуля эндопротеза тазобедренного сустава, выполненная из керамики, металла, металлических сплавов и других материалов, имеющая шероховатую поверхность и правильную геометрию окружности и сферической поверхности (фиг. 1), крепится к фиксатору, представляющему цилиндр, один конец которого изготовлен в виде конуса, соответствующего конусу посадочного ложа головки эндопротеза, оба конца фиксатора разделены воротничком, (фиг. 2). Далее полученная конструкция, включающая головку, состоящую из керамики, металла, металлических сплавов и других материалов, и фиксатор (фиг. 3) устанавливается в модуль эндопротеза тазобедренного сустава (фиг. 4), с целью экспресс-моделирования износа полиэтилена вкладыша или полиэтиленовой чашки модуля эндопротеза тазобедренного сустава, заключающийся в экспресс-моделировании износа полиэтиленового вкладыша или полиэтиленовой чашки модуля эндопротеза тазобедренного сустава.
Таким образом, предложенное устройство - головка эндопротеза тазобедренного сустава, при установке в модуль эндопротеза тазобедренного сустава позволяет путем экспресс-моделирования оценить износ полиэтиленового вкладыша или чашки эндопротеза.
Экспериментальный пример
В лабораторных условиях головку эндопротеза тазобедренного сустава (рис. 1) крепим к фиксатору (рис. 2), один конец которого изготовлен в виде конуса и соответствует конусу посадочного ложа головки эндопротеза. Далее полученную конструкцию, включающую головку и фиксатор (рис. 3) устанавливаем в модуль эндопротеза тазобедренного сустава. В цилиндр, соединенный со станиной устанавливаем полиэтиленовый вкладыш металлической чашки или полиэтиленовую чашку. Экспериментальный модуль эндопротеза тазобедренного сустава фиксируем в устройстве таким образом, чтобы головка находилась в полиэтиленовом вкладыше металлической чашки модуля эндопротеза. Устройство с полиэтиленовым вкладышем металлической чашки устанавливаем так, чтобы продольная ось головки и ось шейки ножки модуля эндопротеза были перпендикулярны к плоскости входа в полиэтиленовый вкладыш металлической чашки модуля эндопротеза (фиг. 4). Далее отклоненяем цилиндр в горизонтальной плоскости на определенный угол по часовой стрелке, цилиндр смещается кверху от станины настолько, чтобы фиксирующий выступ станины вышел из отверстия дна цилиндра, после чего цилиндр поворачиваем на угол 10°, затем на угол 20°, и на угол 30°. Соответственно с цилиндром вращается на необходимый угол фиксированный в нем полиэтиленовый вкладыш металлической чашки, позволяя тем самым моделировать различные углы горизонтальной инклинации модуля эндопротеза. После установки головки и полиэтиленового вкладыша металлической чашки под углами 10, 20 и 30° проводим экспресс-моделирование износа полиэтиленового вкладыша или полиэтиленовой чашки модуля эндопротеза. После проведения экспресс-моделирования исследуем износ полиэтиленового вкладыша чашки или полиэтиленовой чашки экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава.