ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ СУСТАВНЫХ ВПАДИН ПРОТЕЗА
INSTRUMENT FOR INTRODUCTION OF JOINT CAVITIES OF PROSTHESIS

Настоящее изобретение относится к инструменту для введения суставных впадин протеза, имеющему удлиненный стержень, на переднем конце которого установлена всасывающая головка для соединения с суставной впадиной, причем указанный инструмент также содержит всасывающее устройство с направляемым в стержне поршнем, всасывающий канал, выходящий во всасывающей головке, и исполнительный элемент, направляемый по направляющей на стержне.
Протезы для определенных суставов тела человека, в частности, для плечевых и тазобедренных суставов, как правило, имеют элемент, выполненный в виде суставной впадины. При этом в случае тазобедренного сустава речь обычно идет об элементе, вводимом в вертлужную впадину. Этот элемент может быть выполнен в виде цельной детали или состоять из двух частей: наружного элемента и вставленного в него опорного вкладыша. В случае последнего исполнения возникает проблема, заключающаяся в том, что крепление при бесцементной имплантации требует вбивания указанного элемента. При этом легко повредить чувствительный вкладыш, в особенности, если он выполнен из пластика или керамического материала. Таким образом, существует потребность в инструменте, позволяющем облегчить манипулирование суставной впадиной при ее введении, в частности при вбивании.
Из патентного документа US-A-3589992 известен инструмент, имеющий вакуумный держатель суставной впадины. На переднем конце удлиненного стержня этого инструмента имеется всасывающая головка, через которую посредством трубчатого соединительного патрубка с воздушным клапаном может присоединяться источник вакуума. Имплантируемую суставную впадину насаживают на всасывающую головку, в соединяющемся с головкой канале создают пониженное давление и, таким образом, суставная впадина удерживается на головке. После этого суставную впадину могут ввести и при необходимости вбить посредством расположенной на другом конце стержня принимающей удар головки. Для снятия инструмента с помощью воздушного клапана во всасывающий канал подают воздух, в результате чего вакуум в головке нарушается, и инструмент вместе с всасывающей головкой могут без труда снять с вбитой суставной впадины. Соединительный трубопровод выполнен отдельно от стержня и отходит от него в форме буквы V. Таким образом, данный инструмент является довольно громоздким, и манипулировать им в стесненных условиях проведения операции неудобно.
Из патентного документа DE-A-19732923 известен усовершенствованный инструмент. Этот инструмент также имеет стержень с всасывающей головкой на переднем конце и принимающей удар головкой на заднем конце. Кроме того, предусмотрен соединяющийся с всасывающей головкой всасывающий канал, в котором может быть создано пониженное давление. Однако пониженное давление обеспечивается не посредством присоединения внешнего источника вакуума, а при помощи встроенного в инструмент насоса. С этой целью предусмотрен интегрированный в стержень поршневой насос. Перемещаемый в продольном направлении поршень передвигается назад посредством вставленного поперек поршня приводного стержня, в результате при однократном или многократном приведении поршня в действие создается пониженное давление. Нарушению вакуума препятствует наличие воздушного клапана, находящегося в закрытом состоянии. Благодаря этому, аналогично тому, как было описано применительно к вышеописанному инструменту, суставная впадина может быть надежно удержана на инструменте и введена или вбита в предусмотренном месте. На завершающей стадии открывается воздушный клапан, в результате чего вакуум нарушается, и инструмент может быть без труда снят с суставной впадины. Хотя инструмент с интегрированным поршневым насосом усовершенствован по сравнению с инструментом, известным из публикации US-A-3859992, все же манипулирование таким инструментом остается сравнительно сложным. К тому же пользователь, если не считать положения воздушного клапана, не получает никакой информации о том, достаточно ли снабжается пониженным давлением всасывающий канал.
Поэтому, исходя из вышеописанного состояния техники, задачей настоящего изобретения является усовершенствование инструмента вышеназванного типа с тем, чтобы повысить надежность манипулирования им и облегчить это манипулирование.
Предложенное решение заключается в обеспечении инструмента, имеющего отличительные признаки, раскрытые в независимом пункте формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствованные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы.
В соответствии с изобретением предлагаемый инструмент для введения суставных впадин протеза содержит удлиненный стержень, на переднем конце которого предусмотрена всасывающая головка для соединения с суставной впадиной; всасывающее устройство, имеющее направляемый в стержне поршень; всасывающий канал, выходящий во всасывающей головке; и исполнительный элемент, направляемый по направляющей на стержне, при этом направляющая выполнена в виде спирали и имеет фиксатор положения всасывания.
Благодаря спиралевидной форме достигается то, что исполнительный элемент во время перемещения поршня в его положение всасывания движется назад винтообразно. При этом исполнительный элемент совершает как вращательное, так и продольное перемещение. Благодаря продольному перемещению во всасывающем канале создается пониженное давление для удержания суставной впадины на всасывающей головке. При этом благодаря вращательному движению исполнительный элемент одновременно поворачивается до тех пор, пока в конце направляющей он не достигнет фиксированного положения. В этом положении исполнительный элемент надежно заблокирован. Предпочтительно фиксация положения обеспечивается посредством выемки. При этом благодаря измененному угловому положению исполнительного элемента оператор может с первого взгляда определить, находится ли поршень вместе с исполнительным элементом в заднем фиксированном положении, и тем самым создано пониженное давление, или нет. Это позволяет осуществлять простой визуальный контроль состояния инструмента. Кроме того, спиралевидная форма направляющей дает то преимущество, что приведение в действие всасывающего устройства происходит посредством поступательно-вращательного движения. С точки зрения эргономики это движение выгоднее, чем чистое поступательное движение, необходимое в случае использования инструмента в соответствии с вышеупомянутым уровнем техники. Кроме того, выбрав наклон спиралевидной направляющей, могут определить передаточное отношение. Благодаря крутому наклону могут создать сравнительно большое пониженное давление. Напротив, благодаря меньшему наклону могут уменьшить приводные усилия, необходимые для получения пониженного давления. В обоих случаях простое продолжение движения приводит к тому, что исполнительный элемент в конце достигает фиксированного положения. Благодаря этому предлагаемый инструмент не только упрощает манипулирование, но и повышает надежность манипулирования, а вместе с тем и надежность удерживания. Еще одно преимущество заключается в том, что для снятия инструмента не требуется отдельного воздушного клапана. Более того, достаточно, преодолевая некоторое сопротивление, сдвинуть исполнительный элемент из фиксированного положения и снова переместить его вперед вдоль спиралевидной направляющей. Благодаря этому условия пониженного давления автоматически нарушаются, в результате инструмент могут без труда снять с установленной суставной впадины. Таким образом, всасывающее устройство может иметь только одну подвижную деталь, то есть поршень. Таким образом, благодаря отказу от отдельного воздушного клапана упрощается изготовление инструмента и повышается безопасность работы. Благодаря изобретению негерметичность воздушного клапана теперь уже не может привести к постепенному нарушению вакуума. Итак, предлагаемый инструмент обеспечивает не только лучшее удерживание, но и большую надежность при меньшей себестоимости.
Предпочтительно на заднем конце стержня предусмотрена сменная направляющая головка, на которой имеется направляющая. Это позволяет снимать направляющую головку с целью чистки или менять ее на другую головку. При снятой направляющей головке поршень всасывающего устройства могут без труда вынуть из стержня по направлению назад. Итак, инструмент простым способом могут разобрать на отдельные детали и безопасно почистить. Благодаря дополнительным головкам с направляющими разной формы, в частности с большим и меньшим наклоном, инструмент могут приспособить для различных случаев применения. Так, например, для удерживания сравнительно тяжелых суставных впадин могут предусмотреть направляющие головки с меньшим наклоном, чтобы при одном и том же приводном усилии создать больший вакуум. Наоборот, в случае меньших, легких суставных впадин могут предусмотреть более крутую направляющую, чтобы сделать возможным быстрое приведение в действие.
Предпочтительно на заднем конце стержня выполнена принимающая удар головка. Принимающую удар головку могут предусмотреть на сменной направляющей головке или закрепленной на стержне. Она действует как своего рода наковальня, чтобы при вставлении суставной впадины на инструмент могли воздействовать ударным инструментом. Благодаря предлагаемой фиксации исполнительного элемента исполнительный элемент не выходит из положения всасывания под ударным воздействием, и таким образом непреднамеренная потеря вакуума надежно предотвращается.
Всасывающая головка имеет кольцевую опорную поверхность, к которой прилегает удерживаемая инструментом суставная впадина. Опорная поверхность, в частности, предназначена также для передачи усилий вставки, например, при вбивании. Чтобы даже при ударных воздействиях иметь достаточное уплотнение для предотвращения нежелательного нарушения вакуума между всасывающей головкой и суставной впадиной, предпочтительно предусмотрено уплотнительное кольцо. Кольцо установлено между опорной поверхностью и отверстием всасывающего канала. Это кольцо могут выполнить в виде кольцевого уплотнения, причем могут предусмотреть одно, два или несколько колец.
Целесообразно кольцо является сменным, чтобы в случае износа его могли заменить другим кольцом.
Чтобы избежать повреждения чувствительной суставной впадины или керамического вкладыша, для опорной поверхности всасывающей головки предпочтительно предусмотрено предохранительное кольцо. Это кольцо могут выполнить в виде встроенной или отдельной детали. Кольцо предпочтительно изготовлено из пластика. Благодаря этому кольцу предотвращается прямой контакт между опорной поверхностью всасывающей головки и сопряженной с ней поверхностью суставной впадины или вкладыша. Благодаря этому эффективно предотвращается опасность повреждений, которые могли бы возникнуть, в частности, в случае металлической всасывающей головки и керамического вкладыша. Однако предохранительное кольцо может не только выполнять функцию механической защиты, но и дополнительно действовать как еще одно уплотнение.
Кроме того, на всасывающей головке могут предусмотреть направляющую поверхность. Эта поверхность расположена между опорной поверхностью и отверстием всасывающего канала, предпочтительно она имеет коническую или сферическую форму. Направляющая поверхность облегчает введение всасывающей головки в отверстие суставной впадины или вкладыша. Благодаря этому предотвращается опасность повреждений из-за неточностей при приставлении к всасывающей головке суставной впадины или вкладыша.
Предпочтительно всасывающая головка выполнена с возможностью ее замены. Предпочтительно предусмотрено несколько всасывающих головок для суставных впадин или вкладышей разных размеров. Благодаря этому возможно получить набор инструментов, который позволяет при помощи предлагаемого инструмента манипулировать суставным впадинами и вкладышами разных размеров и форм. Достаточно иметь один предлагаемый инструмент и выбрать ту или иную всасывающую головку в соответствии с вставляемым вкладышем или суставной впадиной. При этом кроме набора всасывающих головок для разных размеров могут предусмотреть дополнительные наборы, относящиеся к протезам или вкладышам других типов.
Ниже изобретение поясняется со ссылками на чертежи, на которых показаны предпочтительные варианты осуществления. На чертежах:
на фиг.1 в аксонометрии показан предлагаемый инструмент согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
на фиг.2,a и 2,b показаны стержень и поршень всасывающего устройства с исполнительным элементом инструмента, показанного на фиг.1;
на фиг.3,a и 3,b показаны две разные всасывающие головки для установки на стержне инструмента; и
на фиг.4,a и 4,b показан исполнительный элемент всасывающего устройства в исходном положении и в положении всасывания.
В основном предлагаемый инструмент состоит из цилиндрического удлиненного стержня 1. На переднем конце стержня посредством резьбового соединения привинчена съемная всасывающая головка 2. На заднем конце стержня 1 имеется пара лапок 3, представляющая собой две лапки, которые расположены диаметрально противоположно друг другу, выступают наружу в радиальном направлении и образуют захват.
Ближе к заднему концу устройства имеется направляющая головка 4, которая также может быть навинчена на стержень.
Стержень 1 выполнен в виде полого тела и имеет цилиндрическую полость (не показана). Он является компонентом всасывающего устройства 10, которое ниже будет описано более подробно. Указанная полость соединена с концом всасывающей головки 2 посредством всасывающего канала 17, выполненного во всасывающей головке 2. В этом месте всасывающий канал 17 заканчивается отверстием 18. Также всасывающая головка 2 содержит упорный буртик 21, являющийся ее основным компонентом и цилиндрический выступ 22 с кольцевой канавкой 23. Упорный буртик своей задней поверхностью, обращенной к стержню 1, выступает в качестве упора для резьбового соединения 29, посредством которого всасывающая головка 2 привинчена к переднему концу стержня 1. На переднем торце упорного буртика 21 выполнена опорная поверхность 26. Она предназначена для взаимодействия с торцевой поверхностью керамического вкладыша (не показан) тазобедренного сустава и передачи осевых усилий, прилагаемых для вставления керамического вкладыша в суставную впадину (не показана). Для обеспечения защиты и лучшего уплотнения предусмотрено защитное кольцо 27. Кольцо, размеры которого примерно соответствует размерам опорной поверхности 26 и предназначенное для защиты поверхностей, находится между опорной поверхностью 26 и торцом керамического вкладыша (не показан), служащим в качестве сопряженной поверхности.
Диаметр цилиндрического выступа 22 согласован с внутренней шириной керамического вкладыша таким образом, что всасывающую головку 2 могут ввести во вкладыш по центру с некоторым зазором. Если головка 2 введена так, что торец керамического вкладыша прилегает к опорной поверхности 26 или защитному кольцу 27, то уплотнительное кольцо 28, вставленное в канавку 23, входит в контакт с внутренней стороной керамического вкладыша (не показан). Благодаря этому возникает уплотнение, так что при установленном керамическом вкладыше участок всасывающей головки 2 с отверстием 18, расположенный перед уплотнительным кольцом 28, уплотнен относительно окружающей среды. В результате вкладыш может удерживаться на всасывающей головке 2.
Ниже поясняются конструкция и принцип действия всасывающего устройства 10. Всасывающее устройство в основном содержит поршень 11, который, благодаря имеющемуся на его переднем конце уплотнению 19, плотно введен в цилиндрическую полость стержня 10. В задней части поршня 11 установлен исполнительный элемент 12 с ручкой 13, выполненной в виде поперечного стержня. Задний конец поршня 11 выполнен как принимающая удар головка 6 с насадкой в виде наковальни. В переднем положении поршень 11, введенный в стержень 1, находится в исходном положении. Чтобы привести в действие всасывающее устройство 10, посредством ручки 13 вручную вытягивают поршень 11. Отводимый назад поршень 11 создает пониженное давление во всасывающем канале 17, а вместе с тем и на участке между уплотнением 28 и керамическим вкладышем. Благодаря этому вкладыш прочно удерживается на всасывающей головке 2 до тех пор, пока поддерживается пониженное давление. Если инструмент необходимо снять, поршень 11 посредством исполнительного элемента 12 опять перемещают вперед, в результате чего условия пониженного давления нарушаются, и всасывающую головку могут без труда снять с керамического вкладыша.
Существенный признак изобретения заключается в том, что предусмотрена возможность направления исполнительного элемента 12 на стержне 1. На своем заднем конце стержень 10 имеет направляющую головку 4, выполненную в виде спиральной втулки. На головке имеются две направляющие 14, в виде спирали проходящие по окружности с наклоном вперед. В своей задней части они имеют уступ с выемкой 15, в передней части - наклонный участок 16. Наклонный участок 16 выполнен так, что является прямолинейным и проходит под определенным углом. Ширина направляющей 14 рассчитана так, что поперечный стержень ручки 13 входит в нее почти без зазора. Передний конец направляющей 14 определяет переднее положение упора ручки 13, а вместе с тем и поршня 11. Это положение является исходным. Из этого положения поршень посредством поступательно-вращательного движения на ручке 13 могут перемещать назад до тех пор, пока ручка 13, в конце концов, не скользнет по выступу вбок в выемку 15 и не зафиксируется в ней. Такое положение определяет положение всасывания. Чтобы облегчить оператору выполнение поступательно-вращательного движения, на стержне 10 предусмотрены лапки 3. Благодаря этому оператор может, одной рукой удерживая инструмент за стержень 1, при помощи лапок 3 опереть его так, что предотвращается нежелательное вращение при приведении всасывающего устройства 10 в действие посредством ручки 13. Угол наклона наклонного участка 16 определяет соотношение между поступательным и вращательным движением. Если необходимо, чтобы исполнительный элемент 12 приводился в действие со сравнительно небольшим усилием, то целесообразно выбрать небольшой угол. Это означает, что наклонный участок 16 проходит больше в боковом направлении, чем по направлению вперед. Если же, напротив, не предполагается наличие больших усилий, то для более легкого и быстрого приведения в действие может оказаться целесообразным, выполнить участок 16 крутым, то есть с большим углом наклона. Благодаря этому при незначительном вращательном движении поршня 11 получается сравнительно большой ход. В результате скорость срабатывания увеличивается, но для этого необходимы большие усилия.
При достижении всасывающим устройством 10 положения всасывания, ручка 13 фиксируется в выемке 15 направляющей 14. Благодаря этому предотвращено непреднамеренное выскакивание ручки 13 из положения фиксации. Кроме того, благодаря прилеганию ручки 13 в выемке 15 направляющей 14 создано соединение с тугой посадкой в аксиальном направлении между поршнем 11 с принимающей удар головкой 6 на его заднем конце и стержнем 1 и его опорной поверхностью 26. Благодаря этому импульс от ударных воздействий на принимающую удар головку 6 могут через ручку 13, выемку 15 и стержень 10 передать на опорную поверхность 26 и, в конце концов, на вводимый керамический вкладыш. Благодаря надежной фиксации ручки 13 в выемке 15 не следует опасаться выхода исполнительного элемента 12 из положения всасывания. После вбивания керамического вкладыша поршень 11 посредством простого поворота ручки 13 могут снова привести в исходное положение, в результате условия пониженного давления нарушаются, и всасывающую головку 2 могут без труда снять с вкладыша.
Как было пояснено выше, всасывающая головка 2 закреплена на стержне 10 посредством навинчивания. Предпочтительно предусмотрен набор всасывающих головок, в который, помимо головки 2, входят дополнительные головки 2′ другого размера или формы. На фиг.3,a представлена всасывающая головка 2′, предназначенная для керамического вкладыша большего размера, с другой формой впадины. От головки, изображенной на фиг.3,b, она, в основном, отличается тем, что канавка под уплотнительное кольцо расположена в выступе 22′, имеющем не цилиндрическую, а сферическую форму. Разумеется, альтернативно могут предусмотреть дополнительные всасывающие головки других форм и/или размеров.