RU154335U1 - Эндопротез тазобедренного сустава с покрытием - Google Patents

Abstract

Эндопротез тазобедренного сустава с покрытием, включающий в состав чашку и ножку, выполненные из сплава титана, отличающийся тем, что ножка и чашка эндопротеза имеют покрытие из твердого аморфного алмазоподобного углерода, под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из соединений титана с углеродом, толщиной 0,05-0,15 мкм, причем на чашку наносят покрытие толщиной 0,5-1,5 мкм, на проксимальный отдел толщиной 30-50 нм, а на дистальный отдел алмазоподобное покрытие наносят толщиной 1,0-1,5 мкм.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к погружным устройствам и может быть использована в травматологии и ортопедии при оперативном лечении деформирующего артроза тазобедренного сустава различной этиологии.

В настоящее время существует большое количество моделей бесцементных эндопротезов тазобедренного сустава. Стандартный же эндопротез состоит из чашки (вертлужный компонент) с закрепленным внутри нее вкладышем, ножки и головки тазобедренного сустава. Материалом металлических компонентов эндопротеза (чашка, головка, ножка) чаще всего является медицинская нержавеющая сталь, сплавы кобальт-хрома или титана. Например тотальный эндопротез тазобедренного сустава ELITE PLUS, DePuy Johnson & Johnson, США - http://old.unix-medical.ru/index.php?page=products&pid=785; эндопротез тазобедренного сустава бесцементной фиксации ABG II, Stryker Orthopedics, США http://www.delrus.com/index.php?part_name=good&g_id=663) и другие.

Исходя из опыта эндопротезирования тазобедренного сустава, одной из значимых проблем является развитие резорбции костной ткани в ответ на компоненты металлов, входящих в состав эндопротеза. Известно, что при коррозии металлофиксаторов, содержащих железо, идет накопление ионов железа в лимфоидных органах (Гюнтер В.Э. Российский вестник дентальной имплантологии, 2003. №2; Бердюгина, О.В. Иммунологический мониторинг при эндопротезировании тазобедренного сустава: автореф. дис. канд. биол. наук - Челябинск, 2001. - 23 с). Кроме этого, учитывая усилия, направленные на введение бедренной части (ножки) и чашки эндопротеза, необходимо обеспечить уменьшение коэффициента трения и упрочение поверхности материала эндопротеза, и, следовательно, уменьшить вероятность попадания в живую ткань металлических частей износа.

Известна конструкция эндопротеза (патент РФ 2328247), который открыто вводится в костномозговой канал бедренной кости и вертлужную впадину, эффективно замещая деформированные поверхности тазобедренного сустава.

Однако данная конструкция, выполненная из сплава на основе железа или титана, введенная в кость, не исключает попадания в живую ткань металлических частей износа, возможно развитие резорбции костной ткани вследствие постоянного пребывания эндопротеза в организме пациента.

Известен эндопротез тазобедренного сустава бесцементной фиксации (эндопротез БЦФ ЗЕНИТ-ЭПРО, ОАО Красногорский завод им. С.А. Зверева, http://www.zenit-foto.ru/prodiikt/meditsinskaya-tekhnika/11-produktsiya/85-endoprotez-tazobedrennogo-sustava), компоненты которого -ножка и впадина (чашка) выполнены из титанового сплава.

Однако при бесцементной фиксации ножка и чашка эндопротеза находятся непосредственно в контакте с костью и при физиологической нагрузке на конечность возникает микроподвижность, что приводит к формированию металлических продуктов износа мигрирующих в организм, расшатыванию эндопротеза, возможна резорбция прилежащей костной ткани. Увеличению продуктов износа способствуют и не высокие прочностные свойства сплава титана, из которого выполнена ножка и чашка эндопротеза.

Известен эндопротез бедренный компонент которого (ножка) на проксимальном отделе имеет пористое титановое покрытие, а дистальный отдел обработан азотированием т.е. на поверхности имеет нитрид титана (пат. РФ 2385693)

Поставленная задача - создание усовершенствованного эндопротеза тазобедренного сустава с покрытием, повышающим его прочностные свойства и позволяющим устранить возможную коррозию металла и резорбцию костной ткани.

Для решения поставленной задачи эндопротез тазобедренного сустава с покрытием, включающий чашку и ножку с пористым покрытием проксимального отдела, выполненные из сплава титана, согласно полезной модели, чашка и ножка эндопротеза имеет покрытие из твердого аморфного алмазоподобного углерода, при этом на чашку наносят покрытие толщиной 0,5-1,5 мкм, на проксимальный отдел толщиной 30-50 нм, а на дистальный отдел алмазоподобное покрытие наносят толщиной 1-1,5 мкм, под покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода расположен промежуточный адгезионный слой из соединений титана с углеродом толщиной 0,05-0,15 мкм для усиления сцепления покрытия с основным материалом компонентов эндопротеза.

Снабжение поверхности чашки и ножки эндопротеза тазобедренного сустава покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода различной толщины позволяет произвести упрочнение поверхности ножки эндопротеза (твердость поверхности с нанесенным покрытием составляет 7000-10000 кг\см2 при коэффициенте трения не более 0,1), а сам углерод обеспечивает максимальную нейтральность к окружающим тканям организма (Lifshits. Diamond-like carbon - present status. Diamond and related materials 8 (1999) 1659-1676, Cui F.Z., Li D.J. A review of investigations on biocompatibility of diamond-like carbon and carbon nitride films. Surface and Coatings Technology 131 (2000) 481-487). Причем нанесение тонкого 30-50 нм алмазоподобного покрытия на проксимальный отдел ножки с пористым покрытием так же позволяет повысить антифрикционные свойства эндопротеза. Материал покрытия является не токсичным и биологически совместимым с окружающими тканями. Толщина покрытия компонентов эндопротеза оптимальна для достижения поставленной задачи (доказано авторами теоретически и при доклинических и токсикологических исследованиях). Наличие промежуточного слоя обеспечивает наилучшее химическое взаимодействие между материалом, из которого выполнены компоненты эндопротеза тазобедренного сустава (например, сплав титана марки ВТ 14)

и твердым аморфным алмазоподобным углеродом. Толщина промежуточного слоя является оптимальной для обеспечения прочной адгезии. Покрытие может быть нанесено на компоненты эндопротеза тазобедренного сустава известными способами, например, используя плазменный метод или конденсацию ионов углерода с энергией 100 эВ, образующихся при магнетронном или дуговом распылении графита (патент РФ №2360032).

Эндопротез тазобедренного сустава представляет собой эндопротез стандартной конструкции, состоящий из чашки, имплантируемой в вертлужную впадину с вкладышем, ножки вводимой в бедренную кость и головки, которая крепится к ножке и вправляется в чашку. Чашка и ножка эндопротеза изготовлены из сплава титана марки ВТ 14 и имеют покрытие из твердого аморфного алмазоподобного углерода. Толщина покрытия чашки 0,5-1,5 мкм, на проксимальный отдел ножки нанесено покрытие толщиной 30-50 нм, а на дистальный - 1,0-1,5 мкм. Под алмазоподобным покрытием расположен промежуточный адгезионный слой из соединений титана с углеродом толщиной 0,05-0,15 мкм.

Оперативное вмешательство выполняют по стандартной технологии бесцементной фиксации не отличающейся от введения эндопротеза без покрытия, индивидуально подбирая для пациента размеры ножки и чашки. Прежде осуществляют подготовку поверхностей кости, соприкасающихся с компонентами эндопротеза: для установки ножки эндопротеза костномозговая полость бедренной кости вырезается специальными фрезами по форме эндопротеза, после чего ножку протеза вводят (впрессовывают) в заранее подготовленную полость, так чтобы проксимальная часть плотно прилегала к кости, затем устанавливают чашку, ее вбивают и она как бы застревает в кости, т.к. по своей конструкции имеет большие размеры, чем соответствующая впадина. Затем вправляют головку, закрепленную на ножке, в чашку с установленным вкладышем. С первых суток после операции пациента активизируют и начинают постепенно нагружать

Claims (1)

1. Эндопротез тазобедренного сустава с покрытием, включающий в состав чашку и ножку, выполненные из сплава титана, отличающийся тем, что ножка и чашка эндопротеза имеют покрытие из твердого аморфного алмазоподобного углерода, под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из соединений титана с углеродом, толщиной 0,05-0,15 мкм, причем на чашку наносят покрытие толщиной 0,5-1,5 мкм, на проксимальный отдел толщиной 30-50 нм, а на дистальный отдел алмазоподобное покрытие наносят толщиной 1,0-1,5 мкм.