Пины для укрепления чаши ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава

Полезная модель относится к медицине в области травматологии, ортопедии и ревматологии, а именно, к устройству эндопротеза тазобедренного сустава.
При переломах шейки бедренной кости широко используется применение эндопротеза тазобедренного сустава. Переломы шейки бедренной кости являются тяжелым и частым повреждением опорно-двигательного аппарата у лиц пожилого и старческого возраста, возникающие на фоне остеопороза. Смертность пациентов пожилого и старческого возраста в первые 6 месяцев после получения травмы достигает 20%. Частота переломов шейки бедренной кости у данной категории пациентов за последние 65 лет во всем мире возросла с 135,5 до 612,7 на 100 тыс населения [Какабадзе М.Г. Переломы шейки бедра: эндопротезирование в остром периоде. // Автореф. дис. канд. мед. наук., Москва, 2005; Ежов И.Ю. с соавт. Тотальное эндопротезирование при переломах и ложных суставах шейки бедренной кости // Эндопротезирование в России. Вып.5. - Казань, 2009. - С. 101-107]. Среди пациентов, которым были применены традиционные консервативные методы, до 80% умирают в течении первого года жизни после травмы [Ключевский В.В. с соавт. Эндопротезирование при переломах шейки бедра // Вестник травматологии и ортопедии. - 2009. - N3. - С. 21-25].
По данным ВОЗ, летальность среди пациентов пожилого и старческого возраста с переломом проксимального отдела бедра достигает 12-15%. При консервативном лечении переломов, т.е. при длительном постельным режиме, летальность достигает 25-40% [Войтович А.В. Оперативное лечение больных с переломами проксимального отдела бедренной кости в системе медицинской реабилитации. // Автореф. дис. докт. мед. наук. С - Пб. 1994. - 24 с.].
Существует множество эндопротезов тазобедренного сустава, однако, основным недостатком предложенных эндопротезов является нестабильность фиксации чаши ацетабулярного компонента.
Для укрепления чаши ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава в чашах предусмотрены винтообразные ребра [Патент RU №2092132 С1 от 21.10.1997], в чаше делают отверстия для фиксаторов [Патент RU №2083184 С1 от 21.10.1997], чашу изготавливают из корундовой керамики с пористым покрытием [Патент RU №2120257 С1 от 20.10.1998]. На чаше формируют меридионально направленные канавки, прорези [Патент RU №2183441 С2 20.06.2002; Патент RU №2071299 от 10.01.1997], на цилиндрической чаше выполняют канавки с кольцевой фаской [Патент RU №2259179 С2 от 207.08.2005], фиксацию чаш осуществляют с помощью болтов, спонгиозных винтов [Патент RU №2265420 С1 от 10.12.2005; Патент RU №: 2308250 от 2007] В чашах формируют сквозные отверстия с упорной резьбой [Патент RU №2297203 С2 от 20.04.2007]. На наружной поверхности металлической чаши выполняются остроконечные шипы [Патент RU №2040228 С2 от 27.03.2003], используют поперечно-гофрированную поверхность чаши [Патент RU №2299707 С2 от 27.05.2007]. Чаша снабжена зубцами, буртиком, имеющую резьбу [Патент RU №2040228 С1 от 25.07.1995; Патент RU №2040227 С1 от 25.07.1995].
Наиболее близким техническим решением, взятым нами в качестве прототипа является эндопротез вертлужной впадины, имеющий вставки (пины), выполненные из пористого никелид титана [Патент RU №66190 от 10.09.2007].
Недостатком предложенного устройства является нестабильность фиксации чаши в вертлужной впадине, так как отсутствуют остеоинтегративные свойства конструкции, а именно, не образуется остеоинтегративное соединение костных структур с имплантируемой конструкцией. В результате прогрессирования остеопенического синдрома данный недостаток приводит к патологической подвижности эндопротеза.
Задачей конструирования пинов для укрепления чаши ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава является создание простого устройства, обеспечивающего прочную и надежную фиксацию эндопротеза вертлужной впадины не только на этапе остеогенеза, но также и на этапах циклического ремоделирования за счет образования остеоинтегративного соединения костных структур с имплантируемой конструкцией.
Технический результат достигается тем, что пины имеют винтооборазные борозды, обеспечивающие ввинчивание пин в костную ткань и фиксацию эндопротеза в вертлужной впадине, а наноструктурированное кальций-фосфатного покрытие обеспечивает остеоинтегративное соединение костных структур с имплантируемой конструкцией.
Технический результат предложенного устройства достигается тем, что согласно технического решения пины для укрепления чаши ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, состоят из центральной цилиндрической части с винтообразными бороздами, идущими под углом 30° к дистальной части пина, ширина винтообразных борозд 2 мм и глубина 1 мм, дистальная часть пина длиной 8 мм имеет конусовидную форму с плоской (тупой) поверхностью на конце, а проксимальная часть пина выполнена в виде цилиндрической головки с диаметром 5-6 мм, на поверхность пинов нанесено наноструктурированное кальций-фосфатного покрытие толщиной 60-70 мкм.
Предложенная полезная модель поясняется графическим материалом. На фигуре 1 представлен вид сверху чаши эндопротеза тазобедренного сустава, где 1 - пин, 3 - серийно выпускаемая чаша эндопротеза тазобедренного сустава, 4 - заглушка установочного отверстия чаши эндопротеза; 5 - отверстия для пинов.
На фигуре 2 представлен пин в чаше эндопротеза тазобедренного сустава, где 1 - пин, 2 - центральная цилиндрическая часть пина с винтообразной бороздой, 3 - серийно выпускаемая чаша эндопротеза тазобедренного сустава, 5 - отверстие для пина в серийно выпускаемой чаше эндопротеза тазобедренного сустава.
На фигуре 3 представлен пин, где 1 - пин, 2 - центральная цилиндрическая часть пина с винтообразной бороздой, 6 - цилиндрическая головка пина.
Предложенное устройство используют следующим образом: после осуществления доступа к тазобедренному суставу, вывихивания и остеотомии шейки бедра удаляют остатки капсулы со связками. Затем сферическими фрезами, начиная с самого малого диаметра, разрабатывают вертлужную впадину, формируют костное ложе, удаляя остатки хрящевой ткани до субхондрального слоя. Субхондральный слой обрабатывают лишь до кровоточащей поверхности, удаляя лишь слой, находящийся в состоянии асептического некроза. Впадину обрабатывают под необходимый типоразмер металлической чаши. Затем забивают чашу в вертлужную впадину, соблюдая при этом необходимые углы инклинации и антверсии. При забивании чаши в усеченные полуцилиндры попадает костная стружка, соскабливаемая с поверхности костного ложа. Визуальный контроль положения поверхности чаши относительно костного ложа осуществляют через смотровые окна. В смотровые окна вертлужного компонента эндопротеза устанавливают пины. Пины через смотровые отверстия стандартной чаши эндопротеза тазобедреннго сустава забивают в костную ткань. Наличие винтообразных борозд в цилиндрической центральной части пинов обеспечивает винтообразное продвижение пинов в костной ткани.
Положительные свойства пинов выражаются за счет дополнительных винтообразных борозд с высокой пористостью и наноструктированным кальций-фосфатным покрытием для усиления остеоинтегративных свойств устройства.
Клинический пример
Пациентка К. 75 лет. Поступила с жалобами на боли в области правого тазобедренного сустава при ходьбе и ограничение движений. Движения в суставе: сгибание 45 градусов, отведение 20 градусов. Относительное укорочение правой нижней конечности на 3,5 см. На рентгенограммах правого тазобедренного сустава определяются признаки коксартроза III ст. На основании клинико-рентгенологических данных был поставлен диагноз: Правосторонний коксартроз III ст. Приводящая контрактура правого тазобедренного сустава. Определена тактика дальнейшего лечения: Необходимость тотального эндопротезирования правого тазобедренного сустава.
Предложенное устройство использовано следующим образом: После осуществления доступа к тазобедренному суставу, вывихивания и остеотомии шейки бедра удалены остатки капсулы со связками. Затем сферическими фрезами, начиная с самого малого диаметра, разработали вертлужную впадину, сформировали костное ложе, удаляя остатки хрящевой ткани до субхондрального слоя. Субхондральный слой обработали лишь до кровоточащей поверхности, удаляя лишь слой, находящийся в состоянии асептического некроза. Впадину обработали под необходимый типоразмер металлической чаши. Затем забили чашу в вертлужную впадину, соблюдая при этом необходимые углы инклинации и антверсии. При забивании чаши в усеченные полуцилиндры попала костная стружка, соскабливаемая с поверхности костного ложа. Визуальный контроль положения поверхности чаши относительно костного ложа осуществлен через смотровые окна. В смотровые окна вертлужного компонента эндопротеза установили пины и забивали их в костную ткань. Винтообразное продвижение пинов в костной ткани обеспечивает надежное крепление чаши ацетабулярного компонента эндопротеза тазобедренного сустава. После установки чаши во внутреннюю полость веден полимерный вкладыш. После проведенной операции рану дренировали и послойно ушили. Пациентка была выписана на 12 сутки в удовлетворительном состоянии для амбулаторного лечения в поликлинике по месту жительства под наблюдением травматолога.
Результаты отдаленных наблюдений: сгибание сустава увеличилось до 90°, а отведение до 45°. Относительного укорочения левой нижней конечности после оперативного лечения не отмечено.
Приведенный клинический пример свидетельствует о необходимости использования данного устройства при установке эндопротеза тазобедренного сустава. Надежность первичной фиксации чаши эндопротеза тазобедренного сустава обеспечена за счет плотного прилегания чаши к костному ложу и забивания пинов с винтообразной бороздой через смотровые отверстия эндопротеза. Надежная вторичная фиксация чаши достигается за счет повышенной остеоинтеграции периимплантационной зоны вокруг пинов с нанесенным наноструктурированным кальций-фосфатным покрытием, обладающим остеоиндуктивным и остеокондуктивным свойствами.
Предложенная полезная модель внедрена на базе ОКБ №2 г. Тюмени и использована при операциях тотального эндопротезирования тазобедренного сустава. Проведено 4 операций с положительным эффектом.