BG62552B1

BG62552B1 - Ендопротеза за лакътна става

Info

Publication number: BG62552B1
Application number: BG101459A
Authority: BG
Inventors: Eckart Engelbrecht; Arnold Keller
Original assignee: Gmt Gesellschaft Fuer Medizinische Technik Mbh; Waldemar Link Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1997-05-05
Publication date: 2000-02-29
Also published as: EP0808619A2; CN1121847C; US5782923A; DE59710710D1; EP0808619A3; HU9700924D0; EP0808619B1; HU219516B; JP3862358B2; CN1177469A; HUP9700924A3; ES2206627T3; RU2123825C1; BG101459A; CZ154197A3; TW320559B; DE19620525A1; CZ290212B6; HUP9700924A2; JPH1043220A

Description

Изобретението се отнася до ендопротеза за лакътна става, която ще намери приложение в ортопедичната хирургия за пълна замяна на естествена лакътна става, имаща патологични отклонения, с раменен комплект, свързан чрез въртяща се опора с лакътен комплект, към който чрез плъзгащо-шарнирна връзка е присъединен лъчев комплект.

Предшестващо състояние на техниката

Известна е ендопротеза за лакътна става, описана в DE OS 3940728, която включва раменен комплект, в долния край на който е оформена въртяща се опора, чрез която е свързан с лакътен комплект. Лакътният комплект е свързан с лъчев комплект чрез ставна връзка, образувана от лъчева глава, взаимодействаща със съответно легло, с възможност за завъртане и преместване. Ставната връзка е изнесена конзолно на лакътния елемент чрез конзолна основа. При сгъване и опъване на подлакътницата с имплантирана вече ендопротеза за лакътна става лъчевият комплект заедно с лакътния комплект се завърта около оста на въртящата се опора. Едновременно с това има възможност за относително радиални движения на лъчевия комплект спрямо лакътния комплект, например по време на завъртане на подлакътницата около нейната надлъжна ос, при което се намалява рискът от усукващо или огъващо натоварване на ендопротезата, предизвикващо разхлабване на ставната връзка.

Тази известна конструкция на ендопротеза за лакътна става позволява осъществяване на движения, съответстващи в детайли на движенията, възможни за естествената лакътна става. Резултатите от изпитванията на тази известна ендопротеза са показали, че движенията на лъчевия комплект спрямо лакътния комплект могат да бъдат оптимизирани в по-голяма степен с оглед прецизиране движенията на едновременно завъртане и преместване на лъчевата глава в ставната връзка.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде ендопротеза за лакътна става от описания по-горе вид с подобрена ставна връзка между лъчевия комплект и лакътния комплект. Задачата е решена чрез ендопротеза за 5 лакътна става, включваща раменен комплект, снабден с въртяща се опора, чрез която е свързан с лакътен комплект, към който конзолно е лагеруван ротационно подвижен и преместващ се лъчев комплект. Съгласно изобретението лъ10 чевият комплект е лагеруван ротационно подвижно в плъзгач, взаимодействащ при преместването си с опорно легло. В сравнение с известната ендопротеза, при която ставната връзка е изпълнена като лъчева глава, лаге15 рувана с хлабина в опорно легло за осъществяване на едновременно завъртане и преместване на лъчевия комплект спрямо лакътния комплект, при ендопротезата съгласно изобретението тези две движения се извършват по 20 две отделни ставни повърхнини. Едната от тези повърхнини е контактната повърхност на шарнирната връзка, изпълнена например като част от сферична повърхност и позволяваща завъртане на лъчевия комплект спрямо лакът25 ния комплект. Другата отделна ставна повърхнина обезпечава напречно преместване на лъчевия комплект спрямо лакътния комплект и е оформена като плоска контактна повърхност между челна плоска повърхност на плъзгача и 30 плоска основа на опорното легло. Това разделяне на контактните повърхнини позволява подобро осъществяване на ротационните движения между лъчевата глава и лакътния комплект и едновременно с това осигурява напреч35 ната подвижност на лъчевата глава в опорното легло. Конструкцията съгласно изобретението позволява по-добро фиксиране на плъзгача в опорното легло чрез мускулно-сухожилни връзки, в сравнение с това при свободно дви40 жещата се в опорния лагер лъчева глава при известната ендопротеза, при което се намалява рискът от изкълчване на ставната връзка при екстремни натоварвания. Освен това чрез увеличаване на ставните повърхности при ен45 допротезата съгласно изобретението се намалява повърхностното смачкване на взаимно приплъзващите се повърхнини, а оттук се намалява и износването на изработените от сравнително мек материал детайли на ендопротезата. 50 При един предпочитан вариант на из пълнение на ендопротезата съгласно изобретението плъзгачът е напречно подвижен в посока, перпендикулярна на геометричната ос на опорното легло, и има две степени на свобода на движение: едната в посока по дължината на лакътното стебло на лакътния комплект, а другата - напречно на първата. За целта плъзгачът е изработен с плоска челна контактна повърхност и околна повърхност, взаимодействащи съответно с плоска основа и ограничителна околна стена на опорното легло, външно обхващащо плъзгача с хлабина поне 1 mm или за предпочитане малко по-голяма, в положение на покой при незавъртяна подлакътница, когато плъзгачът е позициониран в геометричния център на опорното легло. Плъзгачът и опорното легло, за предпочитане са изпълнени като ротационно симетрични повърхнини със съответни геометрични оси, съвпадащи с осите на ротация. Целесъобразно е геометричните оси на плъзгача и опорното легло да са съосни при позициониране на плъзгача в геометричния център на опорното легло. Възможно е обаче да се изберат други несиметрични форми на контактните повърхнини, по-специално на ограничителната околна стена на опорното легло, например да бъде с елиптична форма. Основно изискване при определянето на формата и размерите на контактните повърхнини е да се осигури възможност за завъртане и приплъзване на плъзгача в опорното легло без заклинване на плъзгача. По тази причина опорното легло има ограничителна околна стена, оформена от последователно свързани помежду си участъци, всеки от които е съобразен за взаимодействие с плъзгача в плоска контактна равнина.

Изпълнението на плъзгача за взаимодействието му с опорното легло е в пряка зависимост от анатомичните особености на пациента и съответния наклон на лъчевия комплект. От тези фактори зависи и позиционирането на плъзгача спрямо опорното легло в състояние на покой при незавъртяна подлакътница. В това състояние в някои случаи е възможно плъзгачът да не е позициониран в геометричния център на опорното легло.

Съгласно друг предпочитан вариант на решение на изобретението в тялото на плъзгача е изработено вдлъбнато легло на шарнир с частично сферична повърхност, взаимодействаща чрез плъзгане с лъчевата глава, оформена като част от сферично изпъкнала повърхнина, т.е. шарнирната връзка между лъчевия комплект и лакътния комплект, е изпълнена като сферичен шарнир, позволяващ взаимното им завъртане.

При друг вариант на решение на изобретението сферично вдлъбнатото легло на шарнира е изпълнено като част от сферична повърхнина, по-голяма от полусфера. Тази форма позволява сферичната лъчева глава да се монтира неразглобяемо в плъзгача, без възможност за аксиално движение спрямо него.

Плъзгачът е изработен от биологично поносим синтетичен материал, например полиетилен с висока плътност (HDPE). Този материал със своята еластичност позволява монтиране на лъчевата глава в леглото на шарнира при аксиален натиск върху лъчевия комплект, тъй като стената на тялото на плъзгача еластично се деформира в областта на съответно изработен монтажен отвор, в който се установява цилиндрична шийка, оформена в близост до лъчевата глава, по дължината на лъчевото стебло на лъчевия комплект. След установяване на лъчевата глава в леглото на шарнира монтажният отвор възстановява първоначалната си форма и размери, с което прави неразглобяема шарнирната връзка.

Опорното легло е изработено в долната част на конзолна основа, разположена перпендикулярно на лакътното стебло на лакътния комплект и на равнината на завъртане на лакътния комплект спрямо раменния комплект. Целесъобразно е конзолната основа да бъде изработена като един детайл с лакътния комплект и заедно с него да има възможност за завъртане спрямо основата на раменния комплект. Лакътният комплект и конзолната основа, както и раменният комплект и стеблото на лъчевия комплект с оформените в края му и последователно разположени лъчева глава, цилиндрична шийка и концентрично стъпало, са изработени от биологично поносим метал, подходящ за имплантиране, за предпочитане сплав от СоСгМо. Тези метални детайли на ендопротезата взаимодействат с тялото на плъзгача, от една страна, чрез плъзгане за преместване на челната му повърхност върху плоската основа на опорното легло, а от друга страна чрез плъзгане за завъртане на лъчевата глава в леглото на шарнира, изработено в тялото на плъзгача. И в двата случая взаимодействащата материална двоица е СоСгМо/HDPE, известна с повишената си износоустойчивост.

Описание на приложените фигури

Изобретението е пояснено по-подробно с приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява поглед отпред на 5 частично разглобена ендопротеза за лакътна става съгласно изобретението;

фигура 2 - поглед отстрани на ендопротезата от фиг. 1;

фигура 3 - надлъжен разрез на ставната 10 връзка между лакътния и лъчевия комплект;

фигура 4 - схематично представен общ вид на имплантирана ендопротеза съгласно изобретението.

Примери за изпълнение на изобретението

Показаната на фигури 1 и 2 ендопротеза за лакътна става съгласно изобретението е съставена от свързани помежду си раменен комп- 20 лект 1, лакътен комплект 2 и лъчев комплект 3. Раменният 1 и лакътният 2 комплект са свързани чрез въртяща се опора 4. Горният край на лъчевия комплект 3 е снабден с плъзгач 5, взаимодействащ с опорно легло 6, изработено 25 в долната част на конзолна основа 8 на лакътния комплект 2. В тялото на плъзгача 5 е оформен шарнир, изпълнен при един вариант на решение като сферичен шарнир със сферична глава 7 и сферично легло 9. 30

Както е изобразено на фигура 3, тялото на плъзгача 5, изработено от полиетилен с висока плътност (HDPE), има плоска челна контактна повърхност 10, взаимодействаща с плоска основа 11 на опорното легло 6. Тялото на 35 плъзгача 5 има околна повърхност 12, изпълнена като цилиндрична повърхнина, перпендикулярна на плоската челна контактна повърхност 11 и на плоска долна повърхност 13 и има заоблен първи околен ръб 14. Опорното 40 легло 6 е изработено също със съответно заоблен втори околен ръб 15 и ограничителна околна стена 16, взаимодействаща с околната повърхност 12 на плъзгача 5. Сферичната лъчева глава 7 и сферичното легло 9 на шарнира 45 са в плъзгаща ротационна връзка.

Лъчевият комплект 3 има лъчево стебло 19. В единия край на лъчевото стебло 19 последователно са разположени сферичната глава 7, изработена от СоСгМо, цилиндрична шийка 17 50 и концентрично стъпало 18. Лъчевото стебло 19 и шийката 17 са със съответстващи се диамет ри и заедно с концентричното стъпало 18 са изработени като един детайл. Това изпълнение на сферичния шарнир от двоицата материали HDPE/СоСгМо предполага повишената износоустойчивост на шарнирната връзка.

Сферичното легло 9 обхваща в неразглобяемо съединение сферичната лъчева глава 7 в обхвата на една пространствена повърх-нина, по-голяма от полусфера, с пространствен централен ъгъл, по-голям от 180® по отношение на геометрична ос 20 на сферичния шарнир и лъчевия комплект 3.

В плоската долна повърхност 13 на плъзгача 5 е изработен монтажен отвор 21 с фаска 22, позволяваща монтиране на сферичната глава 7 чрез натиск на лъчевото стебло 19 по оста 20 в сферичното легло 9, което се деформира еластично при сглобяване на сферичния шарнир. Еластичността на тялото на плъзгача 5, изработен от HDPE, позволява на монтажния отвор 21 да възстанови първоначалните си размери след установяване на сферичната глава 7 в леглото 9 и да осигури неразглобяемост на шарнира.

Опорното легло 6 има геометрична ос 23, а ограничителната му цилиндрична околна стена 16 е с малко по-голям диаметър от външния диаметър на околната цилиндрична повърхност 12 на плъзгача 5. Така при позициониране на плъзгача 5 в едно централно положение, при което геометричните оси 20 и 23 съвпадат, двете цилиндрични повърхнини 12 и 16 са разположени концентрично с еднаква хлабина между тях. Тази позиция съответства на състояние на покой на лъчевия комплект 3, в което подлакътницата не е завъртяна. Например в състояние на покой при външен диаметър на цилиндричната околна повърхност 12 на плъзгача 5 от порядъка на 10 mm вътрешният диаметър на ограничителната околна стена 16 на опорното легло 6 може да бъде 13 mm, а хлабината между плъзгача 5 и опорното легло 6 да е еднаква - 1,5 mm. Наличието на хлабина между двете цилиндрични повърхнини 12 и 16 предопределя приплъзването на плъзгача 5 по плоската му челна контактна повърхност 11 и успоредно на нея, в опорното легло 6, при завъртане на подлакътницата около надлъжната й ос. Така се осигурява движение с две степени на свобода на подлакътницата, като плъзгачът 5 се позиционира в опорното легло 6, в зависимост от предва4 рително уточнените анатомични съотношения и положението на завъртане на лъчевия комплект 3 при сгъване на ръката.

При съответно позициониране в процеса на имплантиране на ендопротеза за лакътна става съгласно изобретението плъзгачът 5 може да бъде установен в състояние на покой, концентрично разположен в опорното легло 6 при незавъртяна подлакътница. Опорното легло 6 може да има ограничителна стена 16 с друга форма - например елипсовидна. Изискването към формата на ограничителната стена 16 е да бъде такава, че при позициониране на плъзгача 5 под наклон спрямо геометричната ос на опорното легло 6, той да не се заклини.

Съотношението между дълбочината на опорното легло 6 и височината на плъзгача 5 е в интервала от 1:2 до 2:3, така че плъзгачът 5 излиза под плоската долна повърхност 24 на опорното легло 6. Например при височина на плъзгача 5 от порядъка на 9 mm дълбочина на опорното легло от 5 mm до 7 mm е достатъчна, за да се задържи плъзгачът 5 в него с помощта на поддържането от мускулни и сухожилни образувания около цилиндричната шийка 17, установена в монтажния отвор 21.

Конзолната основа 8 с опорното легло 6 е странично изнесена и обикновено е перпендикулярна на лакътно стебло 25 на лакътния комплект 2 и на равнината на въртене на въртящата се опора 4, монтирана в горния край на лакътния комплект 2. Конзолната основа 8 има плоска горна стена 27 със заоблен околен ръб на перпендикулярната й околна стена.

Лакътният комплект 2 и неговата конзолна основа 8 са изработени като един детайл от СоСгМо, така че при взаимодействие на плъзгача 5 с опорното легло 6, изработено в конзолната основа 8, взаимно се плъзгат плоската челна контактна повърхност 10 и плоската основа 11, изпълнени съответно от двоицата от материали СоСгМо, обуславящи повишена износоустойчивост на плъзгащата връзка в ставата.

Конструктивните особености на останалите детайли на ендопротезата за лакътна става, по-специално въртящата се опора 4 и раменният комплект 1, са описани в DE OS 3940728 и няма да бъдат подробно разглеждани в настоящото описание, където са цитирани и изяснени само в аспекта на разположението им, за определяне на размерите и съотноше нията на компонентите, като част от настоящото изобретение.

Приложение на изобретението

При имплантиране на ендопротезата за лакътна става съгласно изобретението лъчевото стебло 19 се поставя в костния канал 31 на предварително резецираната лъчева кост 30, докато концентричното стъпало 18 на лъчевия комплект 3 легне с долната си плоска повърхност върху оформената напречна плоска повърхност на лъчевата кост 30, както е показано на фигура 4. Напречната плоска повърхност на лъчевата кост 30 е оформена така, че разстоянието между нея и плоската основа 11 на опорното легло 6 е равно на разстоянието между долната плоска повърхност на концентричното стъпало 18 и плоската челна контактна повърхност 10 на плъзгача 5, монтиран към лъчевия комплект 3.

За имплантиране на раменния комплект 1 в долния край на раменната кост 32, представляващ спонгиозно костно образувание, е изработен аксиален отвор по оста на костния канал на раменната кост 32. В костния канал на раменната кост 32 се монтира стеблото на раменния комплект 1 така, че в този отвор да се установи въртящата се опора 4, след като лакътното стебло 25 е вече закрепено в костния канал 35 на лакътната кост 36.

Claims

1. Ендопротеза за лакътна става, включваща раменен комплект, снабден с въртяща се опора, чрез която е свързан с лакътен комплект, към който конзолно е лагеруван ротационно подвижен и преместващ се лъчев комплект, характеризираща се с това, че лъчевият комплект (3) е лагеруван ротационно подвижно в плъзгач (5), преместващ се в опорно легло (6).

2. Ендопротеза съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че плъзгачът (5) е с две степени на свобода на движение, перпендикулярно на геометрична ос (23) на опорното легло (6).

3. Ендопротеза съгласно претенциите 1 и 2, характеризираща се с това, че плъзгачът (5) е произволно позициониращ се във всяка точка на опорното легло (6).

4. Ендопротеза съгласно претенциите от 1 до 3, характеризираща се с това, че плъзгачът (5) е установен в геометричния център на опорното легло (6) при незавъртяна подлакътница.

5. Ендопротеза съгласно претенциите от 1 до 4, характеризираща се с това, че плъзгачът (5) е оформен като ротационно симетрично тяло с геометрична ос (20).

6. Ендопротеза съгласно претенциите от 1 до 5, характеризираща се с това, че плъзгачът (5) е обхванат външно с хлабина от опорното легло (6).

7. Ендопротеза за лакътна става, характеризираща се с това, че плъзгачът (5) е плъзгащо подвижен спрямо основа (11) на опорното легло (6).

8. Ендопротеза съгласно претенция 7, характеризираща се с това, че основата (11) на опорното легло (6) е плоска и е във взаимодействие с плоска челна контактна повърхност (10) на плъзгача (5).

9. Ендопротеза съгласно претенциите от 1 до 8, характеризираща се с това, че плъзгачът (5) има височина, по-голяма или равна на дълбочината на опорното легло (6).

10. Ендопротеза съгласно претенциите от 1 до 9, характеризираща се с това, че опорното легло (6) има ограничителна околна стена (16), ограничаваща преместването на плъзгача (5).

11. Ендопротеза съгласно претенция 10, характеризираща се с това, че ограничителната околна стена (16) на опорното легло (6) е оформена от последователно свързани помежду си участъци, които са в плоскостен контакт с плъзгача (5).

12. Ендопротеза съгласно претенция 11, характеризираща се с това, че ограничителната околна стена (16) е с елипсовидна форма.

13. Ендопротеза съгласно претенция 11, характеризираща се с това, че ограничителната околна стена (16) е оформена като ротационно симетрична повърхност с ос, която е геометричната (23) на опорното легло (6).

14. Ендопротеза съгласно претенциите от 10 до 13, характеризираща се с това, че опорното легло (6) има заоблен втори околен ръб (15), образуван при пресичането на ограничителната околна стена (16) и плоската основа (11).

15. Ендопротеза съгласно претенциите от 10 до 14, характеризираща се с това, че плъзгачът (5) има заоблен първи околен ръб (14), образуван при пресичането на челната му контактна повърхност (10) с околната му повърхност (12).

16. Ендопротеза съгласно претенциите от 1 до 15, характеризираща се с това, че в тялото на плъзгача (5) е оформен шарнир със заобленоизпъкнала лъчева глава (7) на лъчевия комплект (3).

17. Ендопротеза съгласно претенция 16, характеризираща се с това, че в тялото на плъзгача (5) е оформено заоблено-вдлъбнато легло (9) на шарнира, оразмерено съобразно геометричните параметри на лъчевата глава (7).

18. Ендопротеза съгласно претенциите 16 и 17, характеризираща се с това, че лъчевата глава (7) и леглото (9) на шарнира са оформени като части от взаимодействащи се сферични повърхнини.

19. Ендопротеза съгласно претенция 18, характеризираща се с това, че сферичната повърхнина на леглото (9) на шарнира е част от сферична повърхнина, по-голяма от полусфера.

20. Ендопротеза съгласно претенциите от 16 до 19, характеризираща се с това, че лъчевата глава (7) е монтирана неразглобяемо в леглото (9) на шарнира.

21. Ендопротеза съгласно претенциите от 1 до 20, характеризираща се с това, че тялото на плъзгача (5) е изработено от биологично поносим синтетичен материал.

22. Ендопротеза съгласно претенциите от 1 до 21, характеризираща се с това, че тялото на плъзгача (5) е изработено от полиетилен с висока плътност (HDPE).

23. Ендопротеза съгласно претенциите от 1 до 22, характеризираща се с това, че опорното легло (6) е изработено в долната част на конзолна основа (8), странично свързана към лакътния комплект (2), перпендикулярна на лакътно стебло (25) на лакътния комплект (2) и на равнината на въртене на въртящата се опора (4).

24. Ендопротеза съгласно претенция 23, характеризираща се с това, че конзолната основа (8) и лакътният комплект (2) са изпълнени като един детайл.

25. Ендопротеза съгласно претенция 24, характеризираща се с това, че лакътният комплект (2) заедно с конзолната основа (8) са изработени от биологично поносим метал, поспециално от СоСгМо сплав.

26. Ендопротеза съгласно претенциите от I до 25, характеризираща се с това, че лъчевият комплект (3) е изработен монолитно от биологично поносим метал, по-специално от СоСгМо сплав.

27. Ендопротеза съгласно претенциите 5 от 16 до 26, характеризираща се с това, че лъчевият комплект (3) има изработена цилиндрична шийка (17) в близост до лъчевата глава (7).

28. Ендопротеза съгласно претенция 27, характеризираща се с това, че лъчевият комплект (3) има концентрично стъпало (18), разположено след шийката (17) на лъчево стебло (19).

29. Ендопротеза съгласно претенция 28, характеризираща се с това, че лъчевият комплект (3) е ротационно симетричен спрямо геометричната ос на лъчевото стебло (19).