CZ12807U1

CZ12807U1 - Totální náhrada meziobratlového kloubu

Info

Publication number: CZ12807U1
Application number: CZ200213504U
Authority: CZ
Inventors: Zdeněk Ing. Horák; Jiří Doc. Ing. Csc. Michalec; Jaroslav Ing. Vtípil
Original assignee: České Vysoké Učení Technické V Praze Fakulta Stroj
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2002-11-25

Description

Totální náhrada meziobratlového kloubu

Oblast techniky

Technické řešení se týká totální náhrady meziobratlového kloubu.

Dosavadní stav techniky

V současné době existuje v páteřní chirurgii jen velice málo implantátů splňujících požadavky totální náhrady meziobratlového kloubu. Nejrozšířenějším typem je náhrada meziobratlového disku LINK SB Charité. Přesto je aplikována jen na 15 klinikách v USA a asi na 7 v Evropě. Tato náhrada je tvořena dvěma rovnoběžnými deskami z biokompatibilní ocele, mezi kterými je volně vloženo plastové jádro čočkového tvaru. Jejími hlavními nevýhodami jsou nízká schopnost tlumit osové rázy, nulová torzní tuhost a nulová ohybová tuhost v laterální a mediální rovině. Tyto nedostatky náhrady ji předurčují pro použití ve velmi úzkém spektru klinických případů. Největším nedostatkem zmiňované náhrady pro klinickou praxi je ten, že jej není možné použít při poškození spinálních výběžků. Pro operovaného pacienta jsou značnou zátěží rázy při běžných předklonech a úklonech vznikající v důsledku neschopnosti náhrady tlumit tento typ zatížení.

Ostatní užívané náhrady jsou použitelné jen pro velmi specifické klinické případy a proto je není nutné srovnávat se zde navrhovaným implantátem, protože ten je navržen pro co nej univerzál- ^;· nější použití.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky spinálních náhrad, které jsou běžně užívány jsou do značné míry odstraněny totální náhradou meziobratlového kloubu podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že je tvořena dvěma tuhými deskami umístěnými nad sebou a opatřenými ve střední části jejich vnitřních stran konvexní plochou. Mezi deskami je vloženo pružné tlumicí jádro a desky jsou vzájemně spojeny klecí.

Desky jsou s výhodou po svém obvodu opatřeny vymezovací pohyblivosti ve tvaru protichůdných výstupků. Dále jsou desky ve výhodném provedení na svém obvodu opatřeny alespoň jedním cepovým zámkem. Klec je s výhodou tvořena soustavou spojovacích prvků, které jsou po obvodu klece rozmístěny s proměnnou hustotou. V dalším výhodném provedení je tlumicí jádro tvořeno prvkem s nesymetrickým montážním předepnutím, popřípadě může být tlumicí jádro zhotoveno ze dvou nebo více materiálů s různou tuhostí. Desky jsou s výhodou zhotoveny z biokompatibilní ocele nebo titanu, klec z biokompatibilní ocele, titanu nebo polyethylenu a pružné jádro ze silikonového kaučuku.

Předkládané řešení co nejpřesněji respektuje fyziologii reálného páteřního skloubení. Navržená totální náhrada je schopna dostatečně tlumit osové rázy a zatížení. Má limitovanou torzní tuhost a vymezení kinematiky pohybu v torzi. Limitovanou tuhost při ohybu v laterální rovině. Limitovanou tuhost při ohybu v rovině mediální, tato schopnost je navíc rozšířena o rozdílnou tuhost a kinematické vymezení pohybu při předklonu nebo záklonu pacienta. Nespornou výhodou je zahrnutí všech těchto vlastností v jediném implantátu a tedy vyloučení doposud nutného užití dorsálních páteřních fixátorů při poškození kloubních výběžků.

Vymezení pohyblivosti implantátu i jednotlivých tuhostí je v potřebném rozsahu snadno řiditelné úpravou rozměrů několika konstrukčních prvků či užitím materiálu s vhodnými vlastnostmi.

Toto řešení bylo koncipováno tak, aby bylo konstrukčně i technologicky málo nákladné.

Navržené materiály jsou běžně dostupné v oblasti ortopedických pomůcek a tedy splňují standard v oblasti životnosti i biokompatibility v tomto oboru.

-1 CZ 12807 Ul

Přehled obrázků na výkrese

Totální náhrada meziobratlového kloubu podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsána na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde na obr. 1 je znázorněna náhrada v bokorysu, na obr. 2 v bokorysu v řezu a na obr. 3 schématicky v axonometrickém pohledu.

Příklady provedení technického řešení

Totální náhrada meziobratlového kloubu je tvořena dvěma tuhými deskami £ umístěnými nad sebou a opatřenými ve střední části jejich vnitřních stran konvexní plochou. Mezi deskami £ je vloženo pružné tlumicí jádro 4 a desky £ jsou vzájemně spojeny klecí 3. Desky £ jsou po svém ío obvodu opatřeny vymezovací 2 pohyblivosti ve tvaru protichůdných výstupků a dále jsou desky £ na svém obvodu opatřeny dvojicí čepových zámků 5.

Požadovaná rozdílná tuhost v různých směrech je zajištěna klecí 3 tvořenou soustavou spojovacích prvků, které jsou po obvodu klece 3 rozmístěny s proměnnou hustotou, nebo tlumicím jádrem 4, které je tvořeno prvkem s nesymetrickým montážním předepnutím, popřípadě tlumicím jádrem 4, zhotoveným ze dvou nebo více materiálů s různou tuhostí.

Desky £ jsou zhotoveny z biokompatibilní ocele nebo titanu, klec 3 je z biokompatibilní ocele, titanu nebo polyethylenu a pružné jádro 4 je ze silikonového kaučuku.

Konkrétní rozsahy pohyblivosti navrhovaného implantátu uvádí následující tabulka:

Osový posuv	Ohyb v laterální	Rotace	Předklon (ohyb)v	Záklon (ohyb) v
[mm]	rovině [°]	[°]	mediální rovině [°]	laterální rovině [°]
0-10	+/-8	+/-2	0-20	0-10

Osová tuhost a pohyblivost implantátu je tedy dosažena vhodnou kombinací vyklenutí desek a použitého materiálu pružného jádra.

Tuhost a pohyblivost v ohybu je dosažena vhodnou kombinací použitého materiálu pružného jádra a vymezovačů pohyblivosti.

Tuhost a pohyblivost při rotaci je dosažena vhodnou kombinací použitého materiálu pružného 25 jádra a čepového zámku.

Rozdílné tuhosti při předklonu a záklonu je dosaženo jedním ze tří výše uvedených základních principů: proměnná hustota a konstrukční provedení klece po obvodu; nesymetrické montážní předepnutí pružného jádra; kombinace dvou nebo více materiálů pružného jádra.

Rozměry navrhovaného implantátu by měli odpovídat typizovaným řadám velikostí náhrad 30 v páteřní chirurgii. Konkrétně viz následující tabulka:

Ohraničující rozměry tuhých desek [mm]	Průměr pružného jádra [mm]	Celková výška implantátu [mm]	Klidový úhel mezi tuhými deskami [°]
min	max	min	max	min	max	min	max
22x28	32x43,5	21	31	6,5	16,5	0	10

Použití navrhované totální náhrady je vhodné pro poměrně široké spektrum páteřních onemocnění a úrazů zejména v oblasti bederní páteře. Jedná se především o degenerativní změny na meziobratlových discích, a to i při změnách na spinálních výběžcích, dále pak o úrazy po kterých musí být odstraněn meziobratlový disk.

-2CZ 12807 Ul

Náhrada je navržena tak, aby pro její aplikaci mohly být použity zavedené operační postupy v oblasti páteřních náhrad. Konkrétně se její aplikace neliší od aplikace nej rozšířenější náhrady

LINK SB Charitě. Její aplikace nevyžaduje nová instrumentária ani jiná zařízení, což je velice důležité z hlediska finančního a také z hlediska operatérské praxe.

Doba hojení by vzhledem k vyšší tuhosti implantátu oproti běžně užívaným mohla být o malý časový úsek kratší, nicméně tento předpoklad může být ověřen pouze klinickými testy.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Totální náhrada meziobratlového kloubu, vyznačující se tím, že je tvořena dvěma tuhými deskami (1) umístěnými nad sebou a opatřenými ve střední části jejich vnitřních ío stran konvexní plochou, přičemž mezi deskami (1) je vloženo pružné tlumicí jádro (4) a desky (1) jsou vzájemně spojeny klecí (3).
2. Totální náhrada meziobratlového kloubu podle nároku 1, vyznačující se tím, že desky (1) jsou po svém obvodu opatřeny vymezovací (2) pohyblivosti ve tvaru protichůdných výstupků.

15
3. Totální náhrada meziobratlového kloubu podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že desky (1) jsou na svém obvodu opatřeny alespoň jedním čepovým zámkem (5).
4. Totální náhrada meziobratlového kloubu podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačující se tím, že klec (3) je tvořena soustavou spojovacích prvků, které jsou po obvodu klece (3) rozmístěny s proměnnou hustotou.

20
5. Totální náhrada meziobratlového kloubu podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že tlumicí jádro (4) je tvořeno prvkem snesymetrickým montážním předepnutím.
6. Totální náhrada meziobratlového kloubu podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že tlumicí jádro (4) je zhotoveno ze dvou nebo více materiálů srůznou

25 tuhostí.
7. Totální náhrada meziobratlového kloubu podle kteréhokoli z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že desky (1) jsou z biokompatibilní ocele nebo titanu, klec (3) je z biokompatibilní ocele, titanu nebo polyethylenu a pružné jádro (4) je ze silikonového kaučuku.