RU2094022C1

RU2094022C1 - Method of preliminary selection of implant metal constructions

Info

Publication number: RU2094022C1
Application number: RU95103799A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Корнилов; В.И. Карпцов; А.И. Анисимов; В.Е. Маслов; Г.Г. Эпштейн; С.А. Воронцов
Original assignee: Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им.Р.Р.Вредена
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1997-10-27
Also published as: RU95103799A

Abstract

FIELD: implant materials. SUBSTANCE: preliminary selection of implant metal constructions (metal-osteosynthesis, endoprosthetics) to prevent unfavorable electrochemical effects on reparation processes and preserving integrity of metal construction being implanted consists in immersion of metal construction into 0.9% NaCl solution and in determining potential difference between them, initial potential difference not exceeding 30 mV and its increment during 4-h exposition constituting no higher than 250% of its initial value. EFFECT: eliminated side effects.

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при отборе сложных металлоконструкций, в том числе и при эндопротезировании. The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, and can be used in the selection of complex metal structures, including endoprosthetics.

При восстановительных операциях на суставах, требующих применения сложных металлоконструкций (металлоостеосинтез, эндопротезирование и т.п.) вследствие неоднородности материала, применяемого для изготовления различных частей металлоконструкции, между последними при имплантировании их в агрессивную электролитную среду организма могут возникнуть значительные разности потенциалов, отрицательно воздействующие как на процессы репаративной регенерации, так и на целостность имплантируемой сложной металлоконструкции (Анисимов А. И. Клинико-экспериментальное исследование связей остеогенеза с некоторыми гемодонамическими и электрическими факторами, автореферат докторской диссертации, Л. 1979; Анисимов А.И. Соловьев К.С. Связь процессов репаративной регенерации костной ткани с электрическими потенциалами металлоконструкций при остеосинтезе, в сб. Новые методы профилактики, диагностики и лечения заболеваний и повреждений опорно-двигательного аппарата, вып.3, Л. 1978, с.18 24). During reconstructive operations on joints requiring the use of complex metal structures (metal osteosynthesis, endoprosthetics, etc.) due to the heterogeneity of the material used to manufacture various parts of the metal structure, significant potential differences can occur between the latter when implanted into the aggressive electrolyte environment of the body, which negatively affect how on the processes of reparative regeneration, and on the integrity of the implantable complex metal structure (Anisimov A.I. Kli iko-experimental study of the connections of osteogenesis with some hemodonamic and electrical factors, abstract of a doctoral dissertation, L. 1979; Anisimov AI Soloviev KS Connection of the processes of reparative regeneration of bone tissue with electric potentials of metal structures during osteosynthesis, in collection New prevention methods , diagnosis and treatment of diseases and injuries of the musculoskeletal system, issue 3, L. 1978, p.18 24).

Для снижения влияния указанных процессов был предложен метод диэлектрического остеосинтеза (Добрев Р.П. Владимиров Г.И. Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по проблемам биомеханики, Рига, Знание, 1979, т.4, с.252 256), в котором для электрической изоляции металлоконструкций применялись полимеры или керамика. Однако данный способ не получил распространения из-за частого повреждения покрытия в процессе ее крепления или внедрения, следствие чего поставленная цель не достигается. To reduce the influence of these processes, a method of dielectric osteosynthesis was proposed (Dobrev R.P. Vladimirov G.I. Abstracts of the II All-Union Conference on Biomechanics, Riga, Knowledge, 1979, v.4, p. 252 256), in which Insulation of metal structures used polymers or ceramics. However, this method has not received distribution due to frequent damage to the coating during its attachment or implementation, as a result of which the goal is not achieved.

Как прототип известен способ остеосинтеза, основанный на подборе пар металлоконструкций так, чтобы разность потенциалов между ними не превышала 120 mV, при этом конструкцию с отрицательной полярностью помещают относительно другой металлоконструкции ближе к плоскости контакта костных фрагментов (авт. св. N 628892, от 28.06.78). Однако данный способ, во-первых, не позволяет производить при необходимости экспресс-отбор имплантируемой металлоконструкции, что требуется при экстренных операциях, например при подвертельном переломе бедренной кости у лиц пожилого и старческого возраста, во-вторых, не учитывает динамику накопления разности потенциалов между частями имплантируемой металлоконструкции, что не позволяет подобрать ее составляющие с минимальным исходным уровнем разности потенциалов и гарантированным минимумом его прироста, что отрицательно сказывается в дальнейшем на целостности конструкции и скорости репаративной регенерации. As a prototype, a method of osteosynthesis is known, based on the selection of pairs of metal structures so that the potential difference between them does not exceed 120 mV, while the structure with negative polarity is placed relative to the other metal structure closer to the plane of contact of the bone fragments (ed. St. N 628892, from 28.06. 78). However, this method, firstly, does not allow, if necessary, rapid selection of implantable metal structures, which is required during emergency operations, for example, during an undergo fracture of the femur in elderly and senile patients, and secondly, it does not take into account the dynamics of accumulation of the potential difference between the parts implantable metal structure, which does not allow to select its components with a minimum initial level of potential difference and a guaranteed minimum of its growth, which negatively affects I will continue on the integrity of the design and the speed of reparative regeneration.

Изобретение направлено на предупреждение неблагоприятных электрохимических воздействий на процессы репаративной регенерации и полное сохранение целостности имплантируемой сложной металлоконструкции. Под сложной металлоконструкцией поднимается такая металлоконструкция, которая состоит из 2-х или более частей, разделенных между собой электрически, например, эндопротез тазобедренного сустава. The invention is aimed at preventing adverse electrochemical effects on the processes of reparative regeneration and the complete preservation of the integrity of the implantable complex metal structure. Under a complex metal structure, such a metal structure rises, which consists of 2 or more parts, which are electrically separated, for example, an endoprosthesis of a hip joint.

Это достигается тем, что осуществляется предварительное витральное измерение разности потенциалов между элементами конструкции при погружении их в изотонический 0,9%-ный раствор NaCl, причем начальная разность потенциалов не должна превышать 30 mV, а ее прирост в процессе 4-х часовой экспозиции должен составлять не более 250% от первоначального уровня. This is achieved by the preliminary vitral measurement of the potential difference between the structural elements when they are immersed in an isotonic 0.9% NaCl solution, and the initial potential difference should not exceed 30 mV, and its growth during the 4-hour exposure should be no more than 250% of the initial level.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Конструкцию, предназначенную для имплантации, при необходимости демонтируют на части, которые в исходном варианте гальванически не связаны между собой, помещают в сосуд с 0,9%-х изотоническим раствором NaCl на расстоянии 3 5 см друг от друга и измеряют исходную разность потенциалов между разделенными частями конструкции, значение которой не должно превышать 30 mV. Проводят измерение разности потенциалов каждый ч. Если в течение 4-х часовой экспозиции измеряемая разность потенциалов изменяется не более, чем на 250% металлоконструкция считывается пригодной для имплантирования. The design for implantation is, if necessary, dismantled into parts that in the initial version are not galvanically connected to each other, placed in a vessel with 0.9% isotonic NaCl solution at a distance of 3 5 cm from each other and measure the initial potential difference between the separated parts of the structure, the value of which should not exceed 30 mV. A potential difference is measured every hour. If, during a 4-hour exposure, the measured potential difference changes by no more than 250%, the metal structure is considered suitable for implantation.

Предлагаемый способ обеспечивает снижение вероятности неблагоприятных электрохимических воздействий на процессы репаративной регенерации и полную целостность имплантируемых металлоконструкций, что позволяет уменьшить сроки лечения. The proposed method reduces the likelihood of adverse electrochemical effects on the processes of reparative regeneration and the complete integrity of implantable metal structures, which reduces the treatment time.

Пример 1. Больной Р, 1929 г.р. и/б N 7026 поступил в отделение эндопротезирования тазобедренного сустава РИТО им. Р.Р.Вредена 29.11.94 повторно с жалобами на боли в оперированном левом тазобедренном суставе и боли, усиливающиеся при опоре на конечность. Болен с 1980 г. когда впервые появились боли и в правом т/б суставе. Не лечился. Через год появились боли и в правом т/б суставе. Установлен двусторонний коксартроз. Лечился амбулаторно. Консервативное лечение стойкого эффекта не дало. 30.10.92 г. по поводу двустороннего коксартроза с преимущественным поражением левого т/б сустава, выраженным ограничением функции сгибательно-приводящей контрактуры и болевого синдрома произведено тотальное эндопротезирование эндопротезом "Инпрус". Example 1. Patient R., born in 1929 and / b N 7026 was admitted to the Department of hip arthroplasty RITO them. R.R. Vredena 11/29/94 again with complaints of pain in the operated left hip joint and pain, aggravated by reliance on the limb. Sick since 1980 when the pain first appeared in the right t / b joint. Not treated. A year later, pain appeared in the right t / b joint. Bilateral coxarthrosis is established. Treated on an outpatient basis. Conservative treatment did not produce a lasting effect. 10/30/92, with regard to bilateral coxarthrosis with a predominant lesion of the left t / b joint, a pronounced limitation of the function of flexion-adduction contracture and pain syndrome, total implant replacement was performed with the Inprus endoprosthesis.

Движения в суставе восстановлены. Через 6 месяцев после комплексного восстановительного лечения подвижность в суставе и сила мышц восстановлены, разрешена ходьба с опорой на оперированную конечность. Из-за поражения второго т/б сустава при ходьбе пользовался тростью. Joint movements restored. 6 months after a comprehensive rehabilitation treatment, mobility in the joint and muscle strength are restored, walking with support on the operated limb is allowed. Due to the defeat of the second t / b joint, he used a cane when walking.

При поступлении: выраженный болевой синдром. Подвижность в оперированном суставе сгибание 90, разгибание 150, приведение 5, отведение 15, внутренняя ротация 20, наружняя 0 градусов. Относительное укорочение 3 см, болорное 2 см. At admission: severe pain. Mobility in the operated joint flexion 90, extension 150, adduction 5, abduction 15, internal rotation 20, external 0 degrees. Relative shortening of 3 cm, boreal 2 cm.

На рентгенограмме: головка эндопротеза (ЭП) через разрушенную часть чашки смещена медиально (центральный вывих). Определяется металлоз и остеолиз проксимального отдела бедренной кости, больше выраженный по наружней поверхности. On the radiograph: the head of the endoprosthesis (EP) through the destroyed part of the cup is displaced medially (central dislocation). Determined metallosis and osteolysis of the proximal femur, more pronounced on the outer surface.

21.12.94 произведено реэндопротезирование. Стабильность компонентов ЭП сохранена. Вкладыш выработан на всю толщину в верхне-наружном квадранте. Титановая чашка в этом квадранте выработана головкой ЭП на ширину диаметра головки. В окружающих тканях выраженный металлоз. Дефект в чашке заполнен костным цементом и произведена замена вкладыша. 12/21/94 endoprosthetics performed. The stability of the components of the EP is preserved. The liner is worked out to its full thickness in the upper-outer quadrant. The titanium cup in this quadrant is developed by the EP head to the width of the head diameter. In the surrounding tissues, pronounced metallosis. The defect in the cup is filled with bone cement and the liner is replaced.

При предварительном измерении разности потенциалов между чашкой и ножкой имплантированного эндопротеза, было установлено, что исходная разность потенциалов равнялась 25 mV, а ее значение после 4-х часовой экспозиции в 0,9% -ном изотоническом растворе NaCl составило 115 mV (прирост 360%). When preliminary measuring the potential difference between the cup and the leg of the implanted prosthesis, it was found that the initial potential difference was 25 mV, and its value after 4 hours of exposure in a 0.9% isotonic NaCl solution was 115 mV (360% increase) .

Пример 2. Больная Г. 1951 г.р. поступила в XIII отделение ЛНИИТО ми. Р. Р. Вредена 10.07.89 г. и/б N 6131 с диагнозом: двусторонний диспластический коксартроз II III ст. с преимущественным поражением левого тазобедренного сустава, с наличием в нем сгибательно-приводящей и наружно-ротационной контрактуры 155/20/25^o и опорным укорочением 2,5 см, нарушением статикодинамической функции II ст. и выраженным болевым синдромом, 16.08.89 г. произведено эндопротезирование левого т/б сустава эндопротезом "Феникс" 57/12/32 мм.Example 2. Patient G. born in 1951 entered the XIII department of LNIITO mi. R.R. Vreden 10.07.89, and / b N 6131 with a diagnosis of bilateral dysplastic coxarthrosis II III art. with a predominant lesion of the left hip joint, with the presence of flexor-leading and external-rotational contracture 155/20/25 ^o and supporting shortening of 2.5 cm, a violation of the static-dynamic function of II Art. and severe pain syndrome, 08/16/89, endoprosthetics of the left t / b joint were performed with the Phoenix 57/12/32 mm endoprosthesis.

При контрольном осмотре 29.09.92 г. ходит с опорой на трость, боли беспокоят только после ходьбы на расстояние свыше 2-х км. Подвижность в оперированном суставе: сгибание 95, разгибание 70, отведение/приведение по 25 ^o. На рентгенограмме от 27.11.92 г. тазовый и бедренный компоненты эндопротеза расположены правильно, пространственное их расположение по сравнению с рентгенограммой от 17.08.89 г. (послеоперационной) не изменилось, признаков резорбции костной ткани вокруг элементов ЭП не определяется.During the control examination on September 29, 1992, he walks with his support on a cane, pains are disturbed only after walking to a distance of more than 2 km. Mobility in the operated joint: flexion 95, extension 70, abduction / reduction of 25 ^o . On the roentgenogram from 11/27/92, the pelvic and femoral components of the endoprosthesis are located correctly, their spatial arrangement in comparison with the roentgenogram from 08/17/89 (postoperative) has not changed, there are no signs of bone resorption around the EP elements.

При предварительном (до эндопротезирования) измерении разности потенциалов между головкой и ножкой эндопротеза, ее начальная величина составляла 26 mV, а значение после 4-[ часовой экспозиции в 0,9%-ном изотоническом растворе NaCl равнялось 89 mV (прирост 242%). During preliminary (before endoprosthetics) measurement of the potential difference between the head and leg of the endoprosthesis, its initial value was 26 mV, and the value after 4- hour exposure in a 0.9% isotonic NaCl solution was 89 mV (an increase of 242%).

Claims

The method of preliminary selection of implantable metal structures, which consists in immersing metal elements in a 0.9% NaCl solution and in determining the potential difference between them, characterized in that the initial potential difference does not exceed 30 mV, and its growth during 4-hour exposure is no more than 250% of the initial value.