PL172572B1 - Element kotwiacy mocowania protezy PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Element kotwiacy mocowania protezy podpierajacy proteze lub jej czesc, zawiera- jacy gwint zewnetrzny na wiekszej ze- wnetrznej czesci oraz zewnetrzny koniec do laczenia z proteza lub jej czescia i przeciw- legly, mocujacy element kotwiacy w tkance kostnej, wewnetrzny koniec, od którego od- chodzi w kierunku zewnetrznego konca co najmniej jedna szczelina z tnacymi krawe- dziami, znamienny tym, ze posiada srod- kowy przelotowy otwór (2), a co najmniej jedna szczelina (3, 4, 5, 6) jest uksztaltowa- na spiralnie wokól podluznej osi (13) ele- mentu kotwiacego (1) na co najmniej jego wiekszej zewnetrznej czesci posiadajacej gwint zewnetrzny (20) majacy zwoje o ta- kim samym przebiegu jak spiralny przebieg szczeliny (3, 4, 5, 6). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element kotwiący mocowania protezy.

Wynalazek można wykorzystać do zamocowania mechanizmu stawowego, lecz jest on raczej stosowany przy rekonstrukcji po amputacji lub innego rodzaju uszkodzeniu ciała.

Znane jest, ze stanu techniki, kotwienie protez w tkance kostnej za pomocą elementów kotwiących posiadających zasadniczo kształt śruby. Dobre wyniki w integracji takich wszczepów z kością oraz ich zachowawczej funkcji w przypadku protez dentystycznych zakotwionych w kości szczękowej uzyskano za pomocą elementów mocujących według sposobu opracowanego przez profesora Branmarka i jego współpracowników. Ponadto istotną rolę odegrała tu konstrukcja elementów, nie powodujących urazów i właściwości materiału elementu mocującego oraz jego powierzchni.

Z opisu patentowego USA nr 5 171 284 znany jest do rekonstrukcji stawów, a zwłaszcza do rekonstrukcji stawów palców, obrotowo symetryczny, co najmniej częściowo wydrążony wewnątrz element kotwiący. Ten element kotwiący posiada zasadniczo symetryczny kształt obrotowy i jest nagwintowany na większej części swojej powierzchni zewnętrznej oraz jest przystosowany do łączenia z protezami lub ich częściami za pomocą końca zewnętrznego, a jego przeciwległy wewnętrzny koniec służy do wprowadzenia i zakotwienia go w tkance kostnej. W elemencie tym, od jego zewnętrznego końca w kierunku zewnętrznego końca, biegnie co najmniej jedna szczelina z tnącymi krawędziami. W powierzchni płaszcza elementu kotwiącego mogą być wykonane otwory. Te cechy sprawiają, że element mocujący można zakotwić bez potrzeby nawiercania gwintowanego otworu w tkance kostnej, tzn. element mocujący jest samogwintujący. Redukuje to dodatkowe urazy powodowane podczas wszczepiania, co w efekcie przyspiesza integrację w następstwie procesu gojenia. Materiał kostny usunięty podczas wkręcania przedostaje się do szczelin lub zagłębień i ulega rekonstrukcji lub stopniowej resorpcji.

Ten znany element kotwiący został jednak skonstruowany w celu kotwienia małych stawów, zwłaszcza stawów palców. W takim przypadku wywiercony otwór, w którym element mocujący powinien zostać wkręcony wykonany jest w otworze biegnącym wzdłuż kości, a wtedy ilość materiału kostnego usuniętego w efekcie wiercenia otworu jest stosunkowo niewielka.

Celem wynalazku jest opracowanie elementu kotwiącego, samogwintującego nadającego się do wykorzystania w większych stawach i w twardych tkankach kostnych, charakteryzującego się większą głębokością mocowania, kiedy, przy wkręcaniu, jest usuwana większa ilość materiału kostnego, dla którego należy zapewnić dostateczną ilość miejsca w wybraniach lub szczelinach tego elementu kotwiącego i który umożliwia połączenia i rozrost naczyń, szpiku kostnego itp. w celu wyeliminowania zagrożenia martwicą kości, tzn. zaniknięciem kości.

Element kotwiący mocowania protezy podpierający protezę lub jej część, zawierający gwint zewnętrzny na większej zewnętrznej części oraz zewnętrzny koniec do łączenia z prote4

172 572 zą lub jej częścią i przeciwległy, mocujący element kotwiący w tkance kostnej, wewnętrzny koniec, od którego odchodzi w kierunku zewnętrznego końca co najmniej jedna szczelina z tnącymi krawędziami, charakteryzuje się tym, że posiada środkowy przelotowy otwór, a co najmniej jedna szczelina jest ukształtowana spiralnie wokół podłużnej osi elementu kotwiącego na co najmniej jego większej zewnętrznej części posiadającej gwint zewnętrzny mający zwoje o takim samym przebiegu jak spiralny przebieg szczeliny.

Korzystnie grubość ścianki elementu kotwiącego stopniowo maleje w kierunku wewnętrznego końca na długości jego części usytuowanej w pobliżu wewnętrznego końca.

Korzystnie między ściankami szczeliny oraz wzdłuż części szczeliny biegnącej od zamkniętego końca szczeliny umieszczony jest mostek, przez który przechodzi co najmniej jeden otwór, przy czym wewnętrzna ścianka mostka jest wyznaczona przez centralnie usytuowany otwór, a grubość mostka jest zasadniczo mniejsza niż grubość ścianki części elementu biegnąca od mostka wzdłuż promienia.

Korzystnie boczne ścianki szczeliny leżą w równoległych do siebie płaszczyznach, oraz że otwór w mostku jest korzystnie kołowy, przy czym średnica otworu jest zasadniczo taka sama jak szerokość szczeliny.

Korzystnie otwór ma kształt różny od kołowego korzystnie owalny.

Korzystnie centralny otwór elementu rozszerza się w kierunku wewnętrznego końca elementu kotwiącego.

Korzystnie poszerzenie centralnego otworu ma kształt stożka.

Korzystnie spiralna szczelina jest otwarta w części elementu poszerzającej się w kierunku wewnętrznego końca.

Korzystnie wewnętrzny koniec elementu jest sprężysty w kierunku promieniowym i posiada kształt przeciętnej pierścieniowej kołowej krawędzi, której promień zasadniczo odpowiada wewnętrznej średnicy zewnętrznego gwintu.

Korzystnie element posiada szereg spiralnych szczelin.

Korzystnie ilość spiralnych szczelin wynosi dwa, trzy ewentualnie wielokrotność dwóch, przy czym szczeliny tworzące parę szczelin są usytuowane przeciwległe względem siebie w stosunku do osi środkowego otworu, a wszystkie sąsiadujące ze sobą szczeliny są rozmieszczone w jednakowych odległościach od siebie we wszystkich płaszczyznach cięcia prostopadłych do środkowej osi.

Korzystnie powierzchnia szczelin w części elementu kotwiącego zawierającej te szczeliny wynosi od 15 do 50%.

Korzystnie część zewnętrzna ścianki otaczającej wewnętrzny koniec jest gładka.

Korzystnie element zawiera środki łączące go z protezą lub częścią protezy stanowiące gwint wewnętrzny usytuowany wewnątrz środkowego otworu w części zewnętrznego końca elementu kotwiącego.

Korzystnie element posiada otwór w swoim zewnętrznym końcu, przy czym otwór jest pochylony w stosunku do środkowej osi pod kątem β zawartym w granicach od 25 do 65°.

Korzystnie stosunek skoku zewnętrznego gwintu do skoku każdej spiralnej szczeliny wynosi od 1 : 20 do 1 : 500, korzystnie około 1 : 100.

Korzystnie tytanowy kotwiący element ma na swojej powierzchni stykającej się z tkanką mikropory, przy czym średnica poru kształtuje się w granicach od 10 do 1000 nm, a korzystnie od 10 do 300 nm.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia element kotwiący według wynalazku w perspektywicznym rzucie ukośnym z boku, fig. 2 - widok przedmiotu z fig. 1 od czoła w kierunku jego zewnętrznego końca, fig. 3 - widok przedmiotu z fig. 1 od czoła w kierunku jego wewnętrznego końca, a fig. 4 - schematy przekrojów A-H prostopadłych do osi obrotowej elementu kotwiącego pokazujące przekroje poprzeczne przedmiotu z fig. 1.

Kotwiący element 1 według wynalazku pokazany na fig. 1 wykonany jest z czystego tytanu poddanego obróbce tokarskiej, a jego kształt jest zbliżony do cylindrycznej tulei posiadającej symetryczny środkowy przelotowy otwór 2. W zewnętrznej powierzchni płaszcza cylin172 572 drycznej tulei wykonany jest gwint 20, którego początek znajduje się w pobliżu wewnętrznego końca 7 i który biegnie w kierunku drugiego, zewnętrznego końca 8, przy czym gwint 20 zajmuje większą część płaszcza, za wyjątkiem wąskiej strefy 9 o szerokości mniej więcej jednego skoku gwintu 20 oraz stosunkowo szerokiej strefy 10 sąsiadującej z zewnętrznym końcem 8. Część płaszcza tulei z gwintem 20 składa się z dwóch odcinków, z których jeden jest pełnym odcinkiem 12 (pokazanym na fig. 4C) graniczącym z szerszą strefą 10 końca zewnętrznego, a drugi jest dzielonym odcinkiem 11 (pokazanym na fig. 4D do 4H), podzielonym na segmenty wzdłuż elementu 1, usytuowanym między pełnym odcinkiem 12 i wąską strefą 9 końca wewnętrznego 7 podzieloną na segmenty w taki sam sposób jak odcinek 11.

Podział wąskiej strefy 9 wewnętrznego końca 7 oraz graniczącego z nią odcinka 11 na cztery segmenty 33, 44, 55, 66 mające prawie kołowy kształt w przekroju poprzecznym wynika z faktu, że ścianka cylindra jest przecięta czterema szczelinami 3, 4, 5, 6 łączącymi się z wewnętrznym przelotowym otworem 2. Szczeliny 3, 4, 5, 6 mają spiralny kształt i są usytuowane symetrycznie w stosunku do środkowej osi 13 otworu tulei, a przy tym ich równoległe boczne ścianki 41, 42 i otwarte końce pokrywają się z wewnętrznym końcem 7 elementu. Każda ze szczelin 3, 4, 5, 6 jest zamknięta na swoim drugim końcu wyznaczonym miejscem połączenia podzielonego na segmenty odcinka 11 z pełnym odcinkiem 12. Stosunek skoku zwoju szczelin 3, 4, 5, 6 do skoku zewnętrznego gwintu 20 wynosi około 100 : 1, przy czym każda ze szczelin 3, 4, 5, 6 odpowiada jednej czwartej pełnego zwoju gwintu (fragment gwintu obejmujący 90°; kąt obrotu a na fig. 4). Obrót szczelin 3, 4, 5, 6, a zatem segmentów 33, 44, 55, 66 jest w ten sposób wyraźnie widoczny na przekrojach fig. 4D-4H.

Podział kotwiącego elementu 1 na segmenty 33, 44, 55, 66 jest pełny tylko w jednej części usytuowanej między wewnętrznym końcem 7 i zewnętrznym końcem 8 i graniczącej z podzielonym częściowo na segmenty odcinkiem 16 (pokazanym na fig. 4D, 4E, 4F) stanowiącym pozostałą część podzielonego na segmenty odcinka 11. Częściowy podział na segmenty 33, 44, 55, 66 jest spowodowany mostkami 23 (przekrój przez taki mostek pokazuje fig. 4E) łączącymi segmenty 33, 44, 55, 66, które to mostki 23 w stosunku do środkowej osi 13 odchodzą od otworu 2 promieniowo na zewnątrz, a ich grubość w tym kierunku wynosi około jednej czwartej, mierzonej wzdłuz promienia, grubości gwintowanej cylindrycznej ścianki kotwiącego elementu 1 w pobliżu mostków 23. Każdy mostek 23 jest podzielony na segmenty kołowymi otworami (pokazanymi w przekroju na fig. 4D, 4F) o średnicy odpowiadającej szerokości szczelin 3, 4, 5, 6. Zmiennie otwory mogą mieć inny kształt, na przykład owalny. W rezultacie odcinki szczelin, na których znajdują się mostki 23 przyjmują kształt spiralnych nacięć lub rowków. W tej samej płaszczyźnie prostopadłej do środkowej odciętego materiału. Ze względu na stosunkowo niewielką grubość, ścianki w pobliżu wewnętrznego końca 7 wykazują pewną sprężystość wzdłuż promienia. Ułatwia to wkręcanie i jednocześnie zmniejsza naprężenia w wewnętrznym końcu 7, zwłaszcza przy obciążeniach roboczych. Mostki 23 przeciwdziałają odkształceniom segmentów 33, 44, 55, 66 kotwiącego elementu 1 w kierunku stycznym do nich i dzięki temu zapewniają jego samonagwintowanie, podczas gdy otwory 24 między mostkami zapewniają jednocześnie połączenie między otworem 2 i szczelinami 3, 4, 5, 6 zwróconymi w kierunku odsłoniętej ścianki kostnej.

To połączenie ma istotne znaczenie, między innymi w przypadku, kiedy po wszczepieniu elementu 1, przez przelotowy otwór 2 w zewnętrznym końcu muszą być wprowadzane czynniki wspomagające wzrastanie tkanki lub antybiotyki. Poza uzyskaniem kanału połączeniowego dla szpiku kostnego i kości mocujących, dzięki temu uzyskuje się również wzmocnienie zakotwienia po zrośnięciu.

Szeroka strefa 10 kotwiącego elementu 1, pozbawiona gwintu i usytuowana w sąsiedztwie zewnętrznego końca 8 elementu 1, posiada pierścieniowy kołnierz 37 (pokazany w przekroju na fig. 4B) graniczący z nagwintowanym, lecz nie podzielonym na segmenty pełnym odcinkiem 12 płaszcza oraz końcową część (pokazaną na fig. 4A) o zmniejszonej średnicy, graniczącą z pierścieniowym kołnierzem 37. Na odcinku biegnącym od zewnętrznego końca 8 w kierunku wewnętrznego końca 7 otwór 2 jest wyposażony w wewnętrzny gwint 39 do mocowania protezy lub jej części. Szczelina 60 osi 13 rozmieszczone są grupy czterech otwo6

172 572 rów 24, po jednym dla każdej szczeliny 3, 4, 5, 6. Z uwagi na dużą ilość szczegółów na fig. 1 pokazany jest tylko mostek 23 łączący segmenty 33 i 66.

Otwór 2 kotwiącego elementu 1 (pokazany na fig. 4G, 4H) poszerza się stożkowo w kierunku wewnętrznego końca 7 tworząc trójkątne segmenty 27, 28, 29, 30 płaszcza stożka, których podstawy pokrywają się z podzieloną na segmenty kołową krawędzią 31 wewnętrznego końca 7 uformowaną w miejscu przecięcia się stożka z zewnętrzną ścianką płaszcza cylindra. Na odcinku w pobliżu wewnętrznego końca 7 zewnętrzny płaszcz jest zukosowany w taki sposób, aby osiowa szerokość zewnętrznego gwintu 20 stopniowo malała w kierunku wewnętrznego końca 7. Odcinek ten obejmuje wspomnianą wcześniej wąską strefę 9 w pobliżu wewnętrznego końca 7 oraz kilka dalszych zwojów zewnętrznego gwintu 20.

Szczeliny 3, 4, 5, 6 przecinają zwoje zewnętrznego gwintu 20 w taki sposób, ze tworzą ostre krawędzie lub obrzeża odcinające opiłki kości podczas wkręcania. Materiał usunięty przez ścinanie przedostaje się do pustej przestrzeni utworzonej przez stożkowe rozszerzenie przy wewnętrznym końcu 7 i szczeliny 3, 4, 5, 6. Poprzez nadanie szczelinom 3, 4, 5, 6 takiego samego kierunku spiralnego skrętu - spiralności - jaki ma zewnętrzny gwint 20, podczas wkręcania kotwiącego elementu 1 opiłki kości są przemieszczane w szczelinach 3, 4, 5, 6 w kierunku zewnętrznego końca 8 elementu 1. Pozwala to uniknąć wywierania ucisku na tkankę i miejscowego gromadzenia się w ściance 40 zewnętrznego końca 8 służy do wkręcania kotwiącego elementu 1 oraz jako element oporowy, jeżeli proteza lub jej część ma być umocowana na elemencie 1, na przykład przez wkręcenie zespołu mocującego protezę lub element protezy w wewnętrzny gwint 39. Poza tym, zewnętrzny koniec 8 kotwiącego elementu 1 jest skonstruowany w sposób konwencjonalny w celu uzyskania optymalnego mocowania protezy lub jej elementu.

Szczeliny posiadające kształt kolisty i przez to, wycięte głęboko w materiale są odpowiednio rozmieszczane w wewnętrznej części elementu mocującego 1, im dalej przemieszcza się jego zewnętrzna część (jeżeli wymagana jest większa sztywność), ponieważ pierścienie mogą być przemieszczane ku obrzeżu.

Wszczepienie elementu kotwiącego 1 według wynalazku jest dokonywane w następujący sposób.

Przy chirurgicznym wszczepianiu kotwiącego elementu 1 w kości wykonywany jest otwór, stanowiący miejsce kotwienia, za pomocą wiertła zasadniczo o takiej samej średnicy jak wewnętrzna średnica zewnętrznego gwintu 20, przy czym otwór ten jest wykonywany na głębokość nieco, ale niewiele, większą niż odległość między wewnętrznym końcem 7 elementu 1 i pierścieniowym kołnierzem 37. Następnie w otwór wkręcany jest kotwiący element 1 z jednoczesnym usuwaniem materiału kostnego w wyniku ścinania i formowania gwintu w tkance kostnej.

W celu uzyskania trwałego zakotwienia, to znaczy integracji z kością, kotwiący element 1 jest pozostawiany na okres od 2 do 6 miesięcy w celu wrośnięcia w kość w efekcie procesu gojenia. Następnie, zewnętrzny koniec 8 kotwiącego elementu 1 zostaje odsłonięty i mocowana jest w nim proteza lub jej element. Ta zamocowana proteza jest w stanie wytrzymać duże obciążenia.

172 572

A

172 572

i 25 31 33 \

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (17)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Element kotwiący mocowania protezy podpierający protezę lub jej część, zawierający gwint zewnętrzny na większej zewnętrznej części oraz zewnętrzny koniec do łączenia z protezą lub jej częścią i przeciwległy, mocujący element kotwiący w tkance kostnej, wewnętrzny koniec, od którego odchodzi w kierunku zewnętrznego końca co najmniej jedna szczelina z tnącymi krawędziami, znamienny tym, że posiada środkowy przelotowy otwór (2), a co najmniej jedna szczelina (3, 4, 5, 6) jest ukształtowana spiralnie wokół podłużnej osi (13) elementu kotwiącego (1) na co najmniej jego większej zewnętrznej części posiadającej gwint zewnętrzny (20) mający zwoje o takim samym przebiegu jak spiralny przebieg szczeliny (3, 4, 5, 6).
2. 2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że grubość jego ścianki stopniowo maleje w kierunku wewnętrznego końca (7) na długości jego części usytuowanej w pobliżu wewnętrznego końca (7).
3. 3. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że między ściankami szczeliny (3, 4, 5, 6) oraz wzdłuż części szczeliny (3, 4, 5, 6) biegnącej od zamkniętego końca szczeliny (3, 4, 5, 6) umieszczony jest mostek (23), przez który przechodzi co najmniej jeden otwór (24), przy czym wewnętrzna ścianka mostka (23) jest wyznaczona przez centralnie usytuowany otwór (2), a grubość mostka (23) jest zasadniczo mniejsza niż grubość ścianki części elementu (1) biegnąca od mostka (23) wzdłuż promienia.
4. 4. Element według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze boczne ścianki szczeliny (3, 4, 5, 6) leżą w równoległych do siebie płaszczyznach, oraz że otwór (24) w mostku (23) jest korzystnie kołowy, przy czym średnica otworu (24) jest zasadniczo taka sama jak szerokość szczeliny (3,4, 5, 6).
5. 5. Element według zastrz. 4, znamienny tym, że otwór (24) ma kształt różny od kołowego korzystnie owalny.
6. 6. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że centralny otwór (2) elementu (1) rozszerza się w kierunku wewnętrznego końca (7) elementu kotwiącego (1).
7. 7. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że poszerzenie centralnego otworu (2) ma kształt stożka.
8. 8. Element według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że spiralna szczelina (3, 4, 5, 6) jest otwarta w części elementu (1) poszerzającej się w kierunku wewnętrznego końca (7).
9. 9. Element według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jego wewnętrzny koniec (7) jest sprężysty w kierunku promieniowym i posiada kształt przeciętnej pierścieniowej kołowej krawędzi (31), której promień zasadniczo odpowiada wewnętrznej średnicy zewnętrznego gwintu (20).
10. 10. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada szereg spiralnych szczelin (3, 4,5,6).
11. 11. Element według zastrz. 1 albo 10, znamienny tym, że ilość spiralnych szczelin (3, 4, 5, 6) wynosi dwa, trzy ewentualnie wielokrotność dwóch, przy czym szczeliny (3, 4, 5, 6) tworzące parę szczelin (3, 4, 5, 6) są usytuowane przeciwległe względem siebie w stosunku do osi (13) środkowego otworu (2), a wszystkie sąsiadujące ze sobą szczeliny (3, 4, 5, 6) są rozmieszczone w jednakowych odległościach od siebie we wszystkich płaszczyznach cięcia prostopadłych do środkowej osi (13).
12. 12. Element według zastrz. 11, znamienny tym, że powierzchnia szczelin (3, 4, 5, 6) w części elementu kotwiącego (1) zawierającej te szczeliny (3, 4, 5, 6) wynosi od 15 do 50%.
13. 13. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że część zewnętrzna ścianki otaczającej wewnętrzny koniec jest gładka.

    172 572
14. 14. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera środki łączące go z protezą lub częścią protezy stanowiące gwint wewnętrzny usytuowany wewnątrz środkowego otworu (2) w części zewnętrznego końca (8) elementu kotwiącego (1).
15. 15. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada otwór w swoim zewnętrznym końcu (8), przy czym otwór jest pochylony w stosunku do środkowej osi (13) pod kątem β zawartym w granicach od 25 do 65°.
16. 16. Element według zastrz. 1, znamienny tym, ze stosunek skoku zewnętrznego gwintu (20) do skoku każdej spiralnej szczeliny (3, 4, 5, 6) wynosi od 1 : 20 do 1 : 500, korzystnie około 1 : 100.
17. 17. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie tytanowy kotwiący element (1) ma na swojej powierzchni stykającej się z tkanką mikropory, przy czym średnica poru kształtuje się w granicach od 10 do 1000 nm, a korzystnie od 10 do 300 nm.