RU2183441C2

RU2183441C2 - Endoprosthesis of the hip joint

Info

Publication number: RU2183441C2
Application number: RU2000120709A
Authority: RU
Inventors: Х.З. Гафаров; А.Л. Гиммельфарб; Л.Н. Бизяева
Original assignee: Научно-исследовательский центр Татарстана "Восстановительная травматология и ортопедия"
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2002-06-20

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has head with neck and pedicle, cotyloid cavity as semispherical cup, lubricating fluid and cavity containing the lubricating fluid communicating with articulation slit and sealing insert located around the prosthesis head and attached to the cup end face with a ring member. The cavity is formed by meridian grooves made on the concave cup surface, cistern mounted on the cup pole, connecting pipes, canals and corrugated tubes manufactured from flexible material allowing contraction and tension passing inside of the cup wall and opening at its end face. The close ends are attached to neck bead and the other ones are mounted on connecting pipes. The grooves come together in the cistern and join the canals in the equator direction. The lubrication fluid matches the synovial fluid in viscosimetric properties. EFFECT: prolonged prosthesis service life. 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, конкретно - к травматологии-ортопедии. Предназначено для замещения патологически измененного в результате заболевания или деструктированного в результате травмы тазобедренного сустава. The invention relates to medicine, specifically to traumatology, orthopedics. Designed to replace a pathologically altered as a result of a disease or destroyed as a result of an injury to the hip joint.

Одной из проблем эндопротезирования является достижение долговечности искусственных суставов. Это может быть достигнуто использованием для их изготовления материалов, устойчивых к усталостным деструкциям, подбором трибологически оптимальных пар материалов, поиском оптимальных геометрических соотношений, форм и размеров частей эндопротеза, а также обработкой по высшему классу шероховатости поверхностей трущихся деталей. Особое место принадлежит эндопротезам, в которых трущиеся детали подвергаются смазке. One of the problems of endoprosthetics is the achievement of durability of artificial joints. This can be achieved by using materials resistant to fatigue degradation for their manufacture, selection of tribologically optimal pairs of materials, searching for optimal geometric ratios, shapes and sizes of parts of the endoprosthesis, as well as machining the surfaces of rubbing parts according to the highest class of roughness. A special place belongs to endoprostheses, in which friction parts are lubricated.

В качестве аналога предлагаемого изобретения может быть рассмотрен эндопротез тазобедренного сустава [1], в котором головка размещена в замкнутом цилиндрическом пространстве и опирающаяся на полимерные секторные фигурные вкладыши. В замкнутой полости содержится смазочная жидкость, перемещающаяся к головке при давлении последней на секторные вкладыши. Однако оптимальным данное техническое решение считать нельзя, т.к. возвратно-поступательное перемещение жидкости обеспечивает неравномерное смазывание головки. Кроме того, постоянные циклические нагрузки на вкладыши могут вести к их разрушению. As an analogue of the invention, a hip joint endoprosthesis [1] can be considered, in which the head is placed in a closed cylindrical space and supported by polymer sector shaped inserts. In a closed cavity contains a lubricating fluid that moves to the head when the pressure of the latter on the sector liners. However, this technical solution cannot be considered optimal, because reciprocating fluid movement provides uneven lubrication of the head. In addition, constant cyclic loads on the liners can lead to their destruction.

Наиболее близким по своему техническому решению к заявляемому является эндопротез тазобедренного сустава [2], принятый за прототип. Устройство, имеющее чашку, головку, шейку и стержень, содержит, кроме того, полимерные кольцевые части с продольными и поперечными гофрами. Между кольцевыми частями образовано замкнутое пространство, заполненное смазочной жидкостью. При вращательных движениях в суставе вокруг различных осей деформируются кольцевые части с теми или иными гофрами, что обуславливает повышение давления и перемещение смазочной жидкости к поверхности головки. Однако жидкость перемещается, в основном, к экваториальному поясу головки, а опорная ее поверхность остается недостаточно смазанной. Кроме того, установка протеза производится отдельными его частями, что создает дополнительные неудобства хирургу и удлиняет время производства операции. The closest in technical solution to the claimed is the hip joint endoprosthesis [2], adopted as a prototype. A device having a cup, a head, a neck and a rod, contains, in addition, polymer ring parts with longitudinal and transverse corrugations. An enclosed space filled with lubricating fluid is formed between the annular parts. During rotational movements in the joint around various axes, annular parts with certain corrugations are deformed, which causes an increase in pressure and the movement of lubricating fluid to the surface of the head. However, the fluid moves mainly to the equatorial belt of the head, and its supporting surface remains insufficiently lubricated. In addition, the installation of the prosthesis is carried out in its separate parts, which creates additional inconvenience to the surgeon and lengthens the time of the operation.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в совокупности отличительных признаков, достаточных для достижения искомого технического результата, а именно увеличения срока службы эндопротеза за счет равномерной смазки трущихся частей по всей их контактной поверхности. The essence of the invention lies in the combination of distinctive features sufficient to achieve the desired technical result, namely to increase the life of the endoprosthesis due to the uniform lubrication of the rubbing parts along their entire contact surface.

Существенные признаки изобретения состоят в том, что он снабжен размещенной вокруг головки уплотнительной прокладкой, закрепленной к торцу чаши кольцом, полость образована выполненными на вогнутой поверхности чаши меридионально направленными канавками, расположенной на полюсе чаши цистерной, проходящими внутри стенки чаши и открывающимися на ее торце штуцерами, каналами и гофрированными трубками из эластичного материала, имеющими возможность сокращения-растяжения, одни концы которых закрытые, закрепленные на бурте шейки, а другие установленные на штуцерах, причем канавки сходятся в цистерне и переходят по направлению к экватору в каналы, а смазочная жидкость равнозначна по вискозиметрическим показателям синовиальной. The essential features of the invention are that it is equipped with a sealing gasket placed around the head, fixed to the end of the bowl by a ring, the cavity is formed by meridionally directed grooves on the concave surface of the bowl, located on the pole of the bowl by the tank, passing inside the bowl wall and the fittings opening on its end, channels and corrugated tubes made of elastic material, with the possibility of reduction-stretching, some ends of which are closed, fixed on the collar of the neck, and others at tanovlenii for fittings, wherein the grooves converge in the tank and move toward the equator in the channels, and the lubricant of equivalent viscometric synovial indicators.

Меридионально направленные по внутренней поверхности полусферы чаши и заполненные смазочной жидкостью канавки обеспечивают равномерное и достаточное смазывание всей полусферы головки, контактирующей в каждый динамический момент с внутренней поверхностью полусферы чаши, что обеспечивает понижение величины трения в суставе за счет заполнения жидкостью суставной щели. Meridially directed along the inner surface of the hemisphere of the bowl and the grooves filled with lubricating fluid provide uniform and sufficient lubrication of the entire hemisphere of the head in contact at each dynamic moment with the inner surface of the hemisphere of the bowl, which reduces the amount of friction in the joint by filling the joint gap with fluid.

Разделение канавками внутренней поверхности полусферы чаши на секторы уменьшает ее площадь, контактирующую с поверхностью головки, что также обуславливает понижение величины трения в суставе. Dividing by grooves the inner surface of the hemisphere of the bowl into sectors reduces its area in contact with the surface of the head, which also causes a decrease in the amount of friction in the joint.

Наличие гофрированных трубок из эластичного материала обеспечивает гидродинамическое перемещение жидкости по системе смазки при осуществлении различных движений в суставе. The presence of corrugated tubes made of elastic material ensures the hydrodynamic movement of the fluid through the lubrication system during various movements in the joint.

При сокращении трубок с одной стороны происходит растяжение группы трубок, расположенных диаметрально, при этом жидкость перемещается по канавкам, смазывая поверхность головки. При смене состояния сокращения-растяжения трубок возникает обратный ток жидкости, т.е. в сторону растянувшихся трубок. When the tubes contract on one side, a group of tubes located diametrically stretches, while the fluid moves along the grooves, lubricating the surface of the head. When the state of contraction-extension of the tubes changes, a reverse fluid flow occurs, i.e. towards the stretched tubes.

Наличие цистерны за счет депонирования жидкости обеспечивает демпфирование гидродинамических толчков, могущих возникнуть при резких движениях в суставе. The presence of a tank due to the deposition of fluid provides damping of hydrodynamic shocks, which can occur during sudden movements in the joint.

Устройство представлено на прилагаемых чертежах. На фиг.1 показан общий вид с сечением впадины через канавки и гофрированные трубки, на фиг.2 - сечение вертлужной впадины через винты, фиксирующие кольцо, на фиг. 3 - вид вертлужной впадины с торца. The device is shown in the attached drawings. In Fig.1 shows a General view with a section of the cavity through the grooves and corrugated tubes, Fig.2 - section of the acetabulum through the screws that secure the ring, in Fig. 3 - end view of the acetabulum.

Эндопротез тазобедренного сустава содержит впадину, выполненную в виде полусферической чаши 1, в которой размещена головка 2, соединенная через шейку 3 с ножкой 4. Шейка 3 оснащена буртом 5. На вогнутой стороне чаши 1 выполнены меридионально направленные канавки 6, которые сходятся в полусферической цистерне 7, расположенной на полюсе чаши 1. По направлению к экватору чаши 1 канавки 6 переходят в каналы 8, которые проходят внутри стенки чаши 1 и открываются в виде штуцеров 9 на ее торце. На штуцерах 9 закреплены гофрированные трубки 10 из эластичного материала. Трубки 10 заканчиваются слепо, они закреплены на бурте 5 шейки 3. К торцу чаши 1 тотчас ниже ее экватора кольцом 11 крепится уплотнительная прокладка 12 посредством винтов 13. Канавками 6 разграничиваются на вогнутой поверхности чаши 1 секторы 14, контактирующие с головкой 2. The endoprosthesis of the hip joint contains a cavity made in the form of a hemispherical bowl 1, in which a head 2 is placed, connected through the neck 3 to the leg 4. The neck 3 is equipped with a shoulder 5. On the concave side of the bowl 1 there are meridionally directed grooves 6 that converge in the hemispherical tank 7 located at the pole of the bowl 1. Toward the equator of the bowl 1, the grooves 6 pass into the channels 8, which extend inside the wall of the bowl 1 and open in the form of fittings 9 at its end. On the fittings 9 fixed corrugated tube 10 of elastic material. The tubes 10 end blindly, they are fixed on the collar 5 of the neck 3. To the end of the bowl 1 immediately below its equator, the ring 11 is attached to the sealing gasket 12 by means of screws 13. Sectors 14 contacting the head 2 are delimited by grooves 6 on the concave surface of the bowl 1.

Полость, образуемая канавками 6, цистерной 7, каналами 8 и гофрированными трубками 10, сообщается с суставной щелью и заполнена жидкостью, вязкость которой равнозначна вязкости синовиальной. The cavity formed by the grooves 6, the cistern 7, the channels 8 and the corrugated tubes 10 communicates with the joint space and is filled with a fluid whose viscosity is equivalent to the synovial viscosity.

Устройство используется следующим образом. The device is used as follows.

После рассечения мягких тканей достигают область тазобедренного сустава. Иссекают рубцово-измененные параартикулярные ткани и капсулу сустава. Отсекают патологически измененную головку бедра, шейку, обрабатывают вертлужную впадину и заготавливают канал в диафизе бедра для ножки 4 протеза. Чашку 1 вводят в обработанную вертлужную впадину и закрепляют в ней одним из известных способов. Ножку 4 вводят в диафизарный канал и также закрепляют в нем одним из известных способов. Послойные швы. After dissection of the soft tissues, the area of the hip joint is reached. Cicatricial paraarticular tissues and joint capsule are excised. The pathologically changed femoral head, neck are cut off, the acetabulum is processed and the canal is prepared in the femoral diaphysis for the leg 4 of the prosthesis. Cup 1 is introduced into the treated acetabulum and fixed in it by one of the known methods. Leg 4 is inserted into the diaphyseal canal and is also fixed therein by one of the known methods. Layered seams.

Дальнейшее послеоперационное лечение больного типичное для перенесших операцию эндопротезирования тазобедренного сустава. Further postoperative treatment of the patient is typical for those who underwent hip joint surgery.

Источники информации
1. Авт. свид. СССР 1468523, A 61 F 2/32, БИ 12, 1989.Sources of information
1. Auth. testimonial. USSR 1468523, A 61 F 2/32, BI 12, 1989.

2. Авт. свид. СССР 1533684, A 61 F 2/32, БИ 1, 1990. 2. Auth. testimonial. USSR 1533684, A 61 F 2/32, BI 1, 1990.

Claims

An endoprosthesis of the hip joint containing a head with a neck and a leg, an acetabulum in the form of a hemispherical bowl, a lubricating fluid and a cavity for lubricating fluid in communication with the joint gap, characterized in that it is provided with a sealing gasket placed around the head, fixed to the end of the bowl by a ring, a cavity formed by meridionally directed grooves made on the concave surface of the bowl, located at the pole of the bowl by a tank, passing inside the bowl wall and unions opening at its end, channels and corrugated tubes made of elastic material that have the possibility of reduction-tension, some ends of which are closed, fixed on the collar of the neck, and others mounted on the fittings, the grooves converging in the tank and passing towards the equator into the channels, and the lubricating fluid is equivalent in viscometric synovial indicators.