Протез лучезапястного сустава

Полезная модель относится к медицине и может быть использована в онкологии, травматологии, реконструктивной хирургии при выполнении замещения лучезапястного сустава с восстановлением его функций.
Известно изобретение «Эндопротез запястье» DE 102019114314 A1, Германия (дата регистрации: 28.05.2019, опубликована 03.12.2020, A61F2 / 4261). Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего заместить и восстановить функциональность лучезапястного сустава, при этом обеспечить максимальные вращательные движения во всех плоскостях, предотвратить возможные риски вывиха.
Изобретение относится к эндопротезу запястья для функциональной замены запястья человека, имеющему радиусный компонент, стержень для фиксации по радиусу, головке и первой суставной поверхности, которая находится на дистальной стороне головки, и запястный компонент с проксимальной стороной запястья, дистальной стороной запястья и второй суставной поверхностью, которая формируется. на проксимальной стороне запястья. Поверхность сустава лучевого компонента заимодействует, отличающееся тем, что запястный компонент имеет по существу желобовидную форму для частичного охвата костей запястья. Изобретение также относится к эндопротезу запястья с защитой от вывиха, способу изготовления эндопротезов запястья и компьютерному программному продукту.
Тотальные эндопротезы запястья используются для лечения различных заболеваний, таких как ревматоидный артрит или травматические повреждения запястья. Например, продукт Remotion от производителя Stryker Corporation или WO 2008/024853 A2 известен как раскрытый эндопротез запястья. Это тотальные эндопротезы запястья с лучевым компонентом, который фиксируется стержнем и запястным компонентом. Лучевой компонент, и запястный компонент имеют суставную поверхность, которая взаимодействует с суставной поверхностью другого компонента и берет на себя совместную функцию естественного запястья пациента. Общим для обоих эндопротезов запястья является то, что компонент запястья фиксируется внутри костей запястья пациента с помощью винтов и штифтов. Для этого полностью или частично удаляют кости первого запястного ряда и в значительной степени открывают костномозговые пространства в области анкерных штифтов и винтов. Возникающая в результате серьезная инвазивная травма усложняет последующее лечение и является причиной длительного процесса заживления. Кроме того, в случае отказа протеза может не хватить костного материала для восстановления протеза.
Эндопротезирование запястья все еще остается относительно неизведанной областью, особенно по сравнению с артропластикой бедра и колена. Сложность движений в запястье значительно затрудняет имитацию физиологических движений с помощью эндопротеза, а прикрепление запястного компонента затруднено из-за небольшого размера костей запястья. В случае известных эндопротезов запястья часто наблюдаются аналогичные закономерности отказов и ограниченный срок службы протеза. Наиболее частые случаи отказа включают расшатывание и переломы протеза и вывихи. Расшатывание может происходить как на запястном компоненте, так и на лучевом компоненте. Причины расшатывания протеза разнообразны. Помимо инфекций и технических дефектов во время имплантации (например, неправильного позиционирования / ориентации) решающую роль играют различное механическое поведение имплантата и кости, сложные модели движения и небольшая поверхность прикрепления. Кроме того, жесткий имплант поглощает силы, действующие на кость, что может привести к процессам ремоделирования или остеопорозу и, таким образом, к расшатыванию имплантата. Эти эффекты усиливаются за счет использования стандартизованных протезов, поскольку их предопределенные соотношения размеров часто несовместимы с реальными геометрическими соотношениями в запястье пациента. Дополнительным фактором, который часто возникает в связи с негативными аспектами ухода за эндопротезом запястья, является ограниченный диапазон движений из-за несоответствия суставных поверхностей эндопротеза запястья исходным естественным суставным поверхностям пациента, подлежащего лечению. Из-за разнообразных типов отказов срок службы эндопротезов запястья, которые в настоящее время являются современными, часто сильно ограничен.
Другие известные эндопротезы запястья взяты из WO 2018/086765 A1 и WO 2018/053431 A1. Известные эндопротезы запястья представляют собой частичные протезы, которые не подходят для лечения серьезных травм и / или заболеваний всего запястного аппарата человека. Кроме того, из патента US 2017/0360578 A1 известен процесс изготовления протезов.
Изобретение основано на знании того, что желобовидный компонент запястья обеспечивает особенно простую и надежную фиксацию компонента запястья на костях запястья пациента. Кроме того, резекций кости можно свести к минимуму или, в идеале, полностью избежать при использовании карпального компонента в форме желоба. Компонент запястья представляет собой компонент эндопротеза запястья согласно изобретению, предназначенный для прикрепления к костям запястья пациента. Форма желоба позволяет запястному компоненту по меньшей мере частично проталкиваться через одну или несколько костей запястья пациента, подлежащего лечению, так что кости запястья частично располагаются внутри запястного компонента. Если одна или несколько костей запястья расположены внутри запястного компонента, они по крайней мере с трех сторон окружены запястным компонентом. Кости запястья предпочтительно окружены с ладонной, дорсальной и проксимальной стороны запястья желобовидным запястным компонентом. Эндопротез запястья, сконструированный таким образом, может обеспечить более длительный срок службы по сравнению с известными из уровня техники.
Известно изобретение CZ 21982 U1, Чехия, Модульный суставной протез запястья (заявка 11.10.2010, публикация 06.04.2011. Техническое решение относится к модульной шарнирно-сочлененной конструкции. запястье замена, состоящая из запястного и радиального компонента, состоящего из пластиковой вставки, расположенной в шарнирной чашке и радиовале, и шарового шарнира с головкой и стержнем анкера и стержнем, препятствующим вращению, на запястной стороне.
Функция сустава запястья и его осевое расположение имеют решающее значение для захвата руки. Посттравматические, артритные, но особенно ревматические деформации сильно ограничивают эту способность. Болезненные, деформированные в осевом направлении и нестабильные запястья показаны для хирургического лечения, при котором полная замена также играет важную роль. Множественность суставных поверхностей, сложная биомеханика запястье и требования к функциональной мобильности с точки зрения сгибания / разгибания, протока и пронации / супинации создают множество проблем для замены суставов.
Особенность замены запястья заключается в том, что существует определенная тонкость костных структур, в которые необходимо закрепить замену. В конечном итоге это дистальная часть радия и диафиз пястной кости. кости дистального отдела запястья. Частичная карпэктомия, то есть резекция и удаление почти всех проксимальных костей запястья вместе с частичной резекцией радиусов фациального сустава и полной резекцией головки локтевой кости, является неотъемлемой частью всех методов тотальной замены запястье.
Также известно изобретение WO 2017165727 A2 Тотальное протезирование запястья и сопутствующие методы (заявка 24.03.2017, публткация 26.07.2018, A61F2 / 4261). Протез запястья, используемый при полной замене запястья. Протез запястья по настоящему изобретению заменяет проксимальный ряд костей запястья и восстанавливает функцию запястья с использованием трех отдельных компонентов - запястного компонента, полулунного компонента и радиального компонента. В собранном виде протез прикрепляется к лучевой кости предплечья и трапеции (необязательно), головчатой, хаматной (необязательно) и третьей пястной костям кисти. Три компонента протезов в собранном виде обеспечивают широкий диапазон перемещений между лучевыми и запястными компонентами.
Радиальный компонент протеза запястья включает стержень на его проксимальном конце для вставки и прикрепления к лучевой кости и приблизительно полусферическую вогнутую опорную поверхность, или «тарелку», на ее дистальном конце для зацепления с полулунным компонентом. Запястный компонент протеза запястья содержит стержень и установочный штифт на его дистальном конце для прикрепления к головке и третьей пястной кости, а также шариковый конец на его проксимальном конце для зацепления с полулунным компонентом. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно включают отверстия для прикрепления компонента запястья к трапециевидной и / или хаматной костям.
Между радиальным и запястным компонентами расположен полулунный компонент, который на своей обращенной к радиальному краю стороне состоит из полусферы, которая близко соответствует геометрии радиального компонента. Сторона полулунного компонента, обращенная к запястью, состоит из полости, которая точно соответствует геометрии шаровидного конца запястного компонента и позволяет полулунному компоненту «защелкиваться» на шаровидном конце запястного компонента. Центр шарообразной полости в полулунном компоненте немного смещен проксимально относительно центра внешней сферической поверхности полулунного компонента, чтобы обеспечить "самоцентрирующуюся" характеристику для расположения компонентов.
Компонент полулунный изготовлен из прочного, но упругого материала, такого как полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы («UHMWPE»). Запястные и радиальные компоненты изготовлены из высококачественного металлического сплава хирургического класса, такого как кобальт-хром-молибден (CoCrMo), хорошо известного для биомедицинских применений, таких как замена суставов. Использование полиэтиленового полулунного компонента во взаимодействии с запястными и радиальными компонентами CoCrMo обеспечивает различные преимущества, включая (а) предотвращение любых поверхностей раздела металл-металл между движущимися частями и известных осложнений, связанных с этим; (б) самосмазывание внутренних и внешних поверхностей полулунного компонента; (в) амортизация и поглощение ударных нагрузок на протез; и (d) исключительная долговечность.
В настоящее время доступное лечение заключается в замене всех или некоторых костей запястья протезом запястья в процедуре, обычно называемой полной заменой запястья. Хотя ранее предпринимались попытки разработать протезы запястий, они часто приводили к неутешительным результатам. Доступные в настоящее время протезы запястья обеспечивают слишком ограниченный диапазон движений, слишком легко смещаются, создают слишком большую нагрузку на кости, что приводит к отказу или переломам, вызывают такие осложнения, как инфекции, и преждевременный износ, требующий дополнительных операций в течение жизни пациента, среди других недостатков. Кроме того, методы, используемые в настоящее время для имплантации таких протезов запястья, часто приводят к плохо выровненным суставам и плохой работе суставов.
Соответственно, в данной области техники существует потребность в протезе запястья и связанных с ним методах его имплантации, которые обеспечивают пациенту диапазон движений, приближенный к диапазону движений здорового запястья, является длительным, обеспечивает адекватную поддержку для оставшиеся кости кисти и предплечья, и позволяет избежать многих недостатков существующих протезов запястья.
Известно изобретение US 10485671 B2 Протез дистального лучевого сустава ( заявка 12.03.2018, публикация 26.11.2019, A61F2 / 4261). Раскрыты способ и устройство для замены лучевого сустава. Метод может включать введение дистального стержня в дистальную часть локтевой кости и введение проксимального стержня в проксимальную часть локтевой кости. Кроме того, способ может включать вставку части для вставки стержня, расположенной на проксимальном конце мобильного фиксатора, в отверстие цилиндрической формы на проксимальном стержне. Способ дополнительно включает в себя скручивание мобильного элемента так, чтобы первое отверстие в форме полукруга и второе отверстие в форме полукруга были выровнены так, что между мобильным элементом образовалась сферическая полость, и вставку мобильного шара в сферическую полость.
Имплантаты запястья обычно включают два компонента, а именно дистальный компонент (или компонент запястья) и проксимальный компонент (или радиальный компонент). Обычно имплантаты запястья включают выпуклый дистальный компонент несколько эллиптической формы, который сочленяется с вогнутым радиальным компонентом аналогичной формы. В то время как эти имплантаты легко допускают вращение вокруг двух основных ортогональных осей, совпадающее с классически и анатомически определенными движениями запястья сгибания-разгибания и лучевого отклонения, эти имплантаты с трудом допускают движения запястья, наклонные к этим ортогональным осям, например, для метателя дротиков. движение. Движение метателя дротика происходит вокруг оси, которая представляет собой комбинацию сгибания-разгибания и радиально-локтевого отклонения.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является фиксирование кисти с помощью протеза в физиологически выгодном положении таким образом, чтобы обеспечивать диапазона движения максимально приближенный к диапазону движения руки человека.
Физиологически выгодное положение означает фиксацию устройства, обеспечивающего его эксплуатационные свойства, а именно максимально приближенные свойства к свойствам руки человека и при этом надежное закрепление в кисти и исключающее его расшатывание во время эксплуатации.
Предлагается протез лучезапястного сустава включающий два компонента лучевой элемент и кистевой элемент соединеные между собой с использованием шарнирного соединения.
Отличием является то, что лучевой компонент состоит из ножки, и разьемного элемента с отверстиями, разьемный элемент с отверстиями соединен с кистевым элементом при помощи замка, кистевой элемент выполнен с фиксатором, шарнирное соединение выполнено подвижным и содержит втулки, изготовленные из сверхмолекулярного полиэтилена, и зафиксировано замком, длина ножки кистевого элемента составляет от 80 до 120 мм.
Лучевой компонент состоит из ножки, и разьемного элемента с отверстиями. Ножка может быть цементной, так и бесцементной фиксации в зависимости от плана операции. Разьемный элемент с отверстиями включает основание и втулки, между которыми фиксируется кольцевой элемент кистевого компонента и формируется шарнирное соединение. При этом происходит совмещение отверстий кольцевого элемента и разьемного элемента и фиксация замком.
Сверхмолекулярный полиэтиллен это достаточно новый вид материала. Сверхмоллекулярный полиэтилен обладает высокой износостойкостью, превосходными свойствами скольжения, низкий коэффициент трения, физиологически инертен. Могут применяться такие марки Cherulen 1020 и т.д. Может применяться полиэтиллен с похожими характеристиками.
Отличительной особенностью конструкции протеза лучезапястного сустава является то, что шарнирное соединение обеспечивает сгибательно-разгибательные движения в пределах +-90 градусов. Лучевое и локтевое отведение обеспечивает движение в пределах +-15 градусов. Подвижность обеспечивается за счет того, что конструкция шарнирного соединения позволяет компонентам осуществлять движения за счет соединения кольцевого компонента кистевого элемента и разьемного элемента лучевого элемента конструкции, а также за счет выполнения втулок и основания из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
Сущность предлагаемой полезной модели показана на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6.
Где на фиг. 1 показана установка шаблона изделия и показан кистевой элемент показан 2, лучевой элемент показан 1. Кистевой элемент 2 имеет фиксатор 3, для закрепления в кисти человека.
На фиг. 2 показан лучевой элемент 1, ножка показана 4, разъемный элемент с отверстиями показан 7 для соединеения с кольцевым элементом кистевого элемента.
На фиг. 3 показано изделие в сборке, основание разъемного элемента лучевого элемента показано 5, установка ограничивающих втулок 8, кольцевой компонент кистевого элемента показан 9 с отверстиями 10. Элемент закреплен винтами 11.
На фиг. 4 показано совмещение отверстий 10 кольцевого элемента 9 и кистевого с осью 12 и фиксацией замком 6.
На фиг. 5 показано устройство в сборке и разрезе, где заштрихованная область - это основание 5 и втулки 8 из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Внутри ось и замок, а также кольцевой элемент.
На фиг. 6 показана установка протеза лучезапястного сустава в кисть человека.
Устройство состоит из отдельных элементов, скрепленных между собой в единый механизм.
Выполнение основание 5 и втулки 8 из сверхвысокомолекулярного полиэтилена обеспечивает хорошее скольжение элементов и не затрудняет движение обеспечивая диапазон движения максимально приближенный к естественным, что обеспечивает достижение заявленного технического результата. Между основанием и втулкой, выполненных из сверхмолекулярного полиэтилена фиксируется кольцевой элемент кистевого компонента, который свободно двигается, учитывая то, что как основание 5, так и втулка 8 изготовлены из материала с низким коэффициентом трения, что позволяет достигнуть заявленный технический результат. Таким образом, шарнирное соединение выполнено подвижным и легко скользящим, не затрудняющим движение.
Лучевой элемент 1 имеет ножку 4 и отверстия 7 для фиксации с кольцевым компонентом кистевого элемента 9.
Кистевой элемент 2 фиксируется винтами 11 и закреплен в кисти человека фиксатором 3. Кистевой элемент 2 и лучевой элемент 1 соединяют между собой замком 6.
Сформировано надежное и легко подвижное шарнирное соединение с фиксацией замком 6, что обеспечивает в совокупности с фиксатором 3 устойчивость всей конструкции и фиксацию кисти в физиологически выгодном положении, фиксатор 3 не позволяет расшатываться конструкции протеза при его эксплуатации, что удерживает устройство в физиологически выгодном положении. Признак находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом.
Основным существенным отличительным признаком использования устройства является формирование шарнирного соединения двух компонентов устройства - кистевого и лучевого, обеспечивающее сгибательно-разгибательные движения.
Основание 5 и втулки 8 выполняются из сверхвысокомолекулярного полиэтилена методом фрезерования. Детали выполняются с гладкой поверхностью, что обеспечивает их легкое движение.
Длина ножки кистевого элемента составляет от 80 до 120 мм, что является физиологически оптимальной длиной и позволяет зафиксировать кисть в физиологически выгодном положении и не создает неудобств при движении руки.
Конструкцию проектируют индивидуально для конкретного дефекта пациента, крепежные элементы проводят в направлении наиболее выраженного массива кости, заданном при проектировании.
Технический результат достигается за счет того, что в предоперационном периоде пациенту выполняется компьютерная томография запястья, производится дополнительная программная обработка полученных сканов, определяется форма и размер костного дефекта. За счет предоперационного планирования получается максимально приближенный к анатомическим параметрам шаблон. Длина ножки кистевого элемента составляет от 80 до 120 мм зависит от размера костного дефекта и анатомических размеров руки конкретного пациента. Минимально возможная длина для устойчивого положения протеза 80 мм, максимально возможная длина 120 мм. Диапазон подстраивают под конкретного пациента.
В компьютерной среде планируется резекция участков костной ткани запястья, проектируются и моделируются шаблоны устройства и шаблоны для резекции костной ткани, осуществляется подбор вида и размера крепежных элементов (шурупов, винтов и т.д.) для крепления устройства.
Клинический пример.
Пациенту произведена резекция дистального сегмента правой лучевой кости с эндопротезированием лучезапястного сустава. В ходе операции рассечена капсула лучезапястного сустава и фрагмент лучевой кости с опухолью вместе был удален. Изготовлен шаблон, произведена примерка. Просверлены отверстия для установки кистевого элемента эндопротеза, кистевой элемент установлен и зафиксирован винтами. Затем установлен элемент лучевой, который соединен замком с кистевым.
У пациента в результате не затруднены движения, протез показал хорошие функциональные свойства, пробы на движение подтвердили заявленный технический результат.