RU2433803C1 - Module endoprosthesis of knee joint - Google Patents

Module endoprosthesis of knee joint Download PDF

Info

Publication number
RU2433803C1
RU2433803C1 RU2010116615/14A RU2010116615A RU2433803C1 RU 2433803 C1 RU2433803 C1 RU 2433803C1 RU 2010116615/14 A RU2010116615/14 A RU 2010116615/14A RU 2010116615 A RU2010116615 A RU 2010116615A RU 2433803 C1 RU2433803 C1 RU 2433803C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
femoral
tibial
shortened
elongated
cylindrical
Prior art date
Application number
RU2010116615/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Анатольевич Ильин (RU)
Александр Анатольевич Ильин
Александр Матвеевич Надежин (RU)
Александр Матвеевич Надежин
Александр Викторович Балберкин (RU)
Александр Викторович Балберкин
Василий Николаевич Карпов (RU)
Василий Николаевич Карпов
Олег Алексеевич Поляков (RU)
Олег Алексеевич Поляков
Дмитрий Александрович Шавырин (RU)
Дмитрий Александрович Шавырин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ИЛЬКОМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ИЛЬКОМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ИЛЬКОМ"
Priority to RU2010116615/14A priority Critical patent/RU2433803C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2433803C1 publication Critical patent/RU2433803C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, namely to devices used in orthopedics, traumatology and oncology and can be used for replacement of knee joint and part of femoral and tibial bones. Module endoprosthesis of knee joint consists of femoral, in right and left modification, and tibial components, connected with axis of hinge element. Femoral component consists of: lower femoral shortened element, joined with replaceable shortened intramedullar femoral stem, whose dostal part has angle of deviation from axis of setting cone, from lower elongated femoral element, joined with replaceable elongated intramedullar stem. Tibial component consists of: shortened tibial element, joined with replaceable shortened intramedullar tibial stem, elongated tibial element, joined with replaceable elongated intramedullar stem. Hinge element consists of axis, clamping conic nut, locking cap nut and two flanged bushings. Replaceable intramedullar stems are joined in femoral and tibial elements, fixed by means of conic connections and are pressed with conic nuts, screw and jointing bushings. Complete prosthesis of femoral bone is made one-piece in two modifications - right and left. Elements of endoprosthesis, contacting with soft tissues, have polished surface with roughness Ra not higher than 0.1 mcm, their surface being strengthened to microhardness nor less than 4300 MPa, parts of intramedullar stems, contacting with walls of bone-marrow canal additionally contain coating from titanium nitride with microhardness not lower than 5000 MPa.
EFFECT: invention ensures simplicity of assembling parts and endoprosthesis in the whole with minimal number of connections, reliability of attachment and fixation of replaceable intramedullar stems and hinge component in conditions of long stable exploitation of endoprosthesis, as well as mobility of regulation of femoral and tibial component length and in simplification of carrying out surgery.
9 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к ортопедии, травматологии и онкологии, и может быть использовано для замещения коленного сустава и части бедренных и большеберцовых костей.The invention relates to medicine, in particular to orthopedics, traumatology and oncology, and can be used to replace the knee joint and part of the femur and tibia.

Известны эндопротезы коленного сустава, разработанные как отечественными, так и зарубежными фирмами, когда остеотомия (резекция) костей со стороны, примыкающей к коленному суставу, может изменяться в широких пределах и в ряде случаев с полной заменой бедренной и большеберцовой костей и коленного сустава. Например, модульная бедренно-большеберцовая реконструкционная система Котца (Kotz каталог "Modular Femur und Tibia Reconctnktion sistem" Orthopadische-Universitatsklink, Вена, Австрия, 1986 г.).Knee endoprostheses are known, developed by both domestic and foreign companies, when osteotomy (resection) of bones from the side adjacent to the knee joint can vary within wide limits and in some cases with complete replacement of the femur and tibia and knee joint. For example, the Kotz modular femoral-tibial reconstruction system (Kotz catalog "Modular Femur und Tibia Reconctnktion sistem" Orthopadische-Universitatsklink, Vienna, Austria, 1986).

Данная модульная система предназначена для полной или частичной замены бедренной кости и коленного сустава как на правой, так и на левой ноге, а также для частичной замены большеберцовой кости и коленного сустава. При частичной замене бедренной и большеберцовой костей эндопротез содержит 4 бедренных компонента в правом и левом исполнении и 4 большеберцовых компонента (один - укороченный и 3 - удлиненный). Интрамедуллярные ножки стыкуются с бедренным и большеберцовым удлиненными компонентами с помощью конического соединения, снабженного антиротационными шлицами. Соединение бедренного компонента с большеберцовым осуществляется посредством связанного петлеобразного шарнира, вокруг оси которого осуществляется сгибающе-разгибающее движение.This modular system is designed to completely or partially replace the femur and knee joint on both the right and left legs, as well as to partially replace the tibia and knee joint. With partial replacement of the femur and tibia, the endoprosthesis contains 4 femoral components in the right and left versions and 4 tibial components (one is shortened and 3 is elongated). The intramedullary legs are joined with the femoral and tibial elongated components using a conical connection equipped with anti-rotation splines. The connection of the femoral component with the tibial is carried out by means of a connected loop-shaped hinge, around the axis of which a bending-bending movement is carried out.

Компоненты протеза выполнены из Со - Cr - Мо - сплава, что утяжеляет протез и, к тому же, хром, входящий в состав сплава, является аллергеном по отношению к тканям человеческого тела, что является недостатком конструкции.The components of the prosthesis are made of Co - Cr - Mo - alloy, which makes the prosthesis heavier and, moreover, the chromium, which is part of the alloy, is an allergen to the tissues of the human body, which is a design flaw.

Ножки интрамедуллярные, применяемые в протезе, устанавливаются в кости по типу «прессфит», что усложняет саму операцию и увеличивает время на подготовку костного ложа и длительность послеоперационной реабилитации пациента. А наличие боковых укрепляющих шин предусматривает дополнительную фиксацию ножки винтами по боковой поверхности кости.The intramedullary legs used in the prosthesis are installed in the bone according to the “pressfit” type, which complicates the operation itself and increases the time for preparation of the bone bed and the duration of postoperative rehabilitation of the patient. And the presence of lateral reinforcing tires provides for additional fixation of the legs with screws on the lateral surface of the bone.

Недостатком конструкции укороченного большеберцового компонента является то, что он выполнен как одно целое с большеберцовой ножкой. Наличие трех типов размеров бедренных и 3-х большеберцовых укороченных компонентов сужает принцип модульности протеза, поскольку предопределяет большой разбег по уровню резекции костей.The disadvantage of the design of the shortened tibial component is that it is made integrally with the tibial leg. The presence of three types of sizes of the femoral and 3 tibial shortened components narrows the principle of modularity of the prosthesis, since it determines a large difference in the level of bone resection.

Наиболее близким к предложенному является эндопротез коленного сустава «Link, Endo-Model, Total Hinge Knee», Каталог продукции «Link Implants», с.15-31, H-21, 2000 г.Closest to the proposed is the knee joint prosthesis “Link, Endo-Model, Total Hinge Knee”, Product catalog “Link Implants”, p.15-31, H-21, 2000

Данный эндопротез коленного сустава предназначен для большой частичной замены бедренной и (или) большеберцовой кости и коленного сустава. Основу протеза составляет связанный шарнирный компонент, выполненный из сплава Со - Cr, с двумя расположенными на нем посадочными конусами, посредством которых осуществляется его стыковка со сменными модульными стержнями, а их фиксация - с помощью штифтов.This knee joint replacement is intended for large partial replacement of the femur and (or) the tibia and knee. The basis of the prosthesis is a connected hinge component made of a Co - Cr alloy, with two landing cones located on it, by means of which it is docked with interchangeable modular rods, and their fixation is done using pins.

Модульные стержни могут быть выполнены как из сплава Со - Cr, так и из титанового сплава Ti - 6Al - 4V Eli и служат для формирования бедренных (Femoral) и большеберцовых (Tibial) компонентов путем нанизывания соответствующих сегментов и промежуточных элементов различной конфигурации, а их выступающая часть выполняет роль интрамедуллярной ножки. Бедренные и большеберцовые проксимальные сегменты и промежуточные элементы выполнены из полиэтилена и из титанового сплава Ti - 6Al - 4V Eli. Модульные стержни из титанового сплава цементной фиксации выполнены в двух вариантах: конические с разностью диаметров 10-16 мм и длиной от 50 до 280 мм (9 - типов размеров) и цилиндрические диаметром 12, 14, 16, и 18 мм и длиной от 60 до 280 мм (24 - типов размеров).Modular rods can be made of both Co - Cr alloy and Ti - 6Al - 4V Eli titanium alloy and serve to form femoral (Femoral) and tibial (Tibial) components by stringing the corresponding segments and intermediate elements of various configurations, and their protruding part acts as an intramedullary pedicle. The femoral and tibial proximal segments and intermediate elements are made of polyethylene and of a titanium alloy Ti - 6Al - 4V Eli. The cement fixation titanium alloy modular rods are made in two versions: conical with a diameter difference of 10-16 mm and a length of 50 to 280 mm (9 types of sizes) and cylindrical with a diameter of 12, 14, 16, and 18 mm and a length of 60 to 280 mm (24 - types of sizes).

Модульные стержни из сплава Со - Cr цементной фиксации имеют коническую форму с разностью диаметров 8-11 мм и длиной от 50 до 280 мм (9 типов размеров).The cement-bonded Co - Cr alloy modular rods have a conical shape with a diameter difference of 8-11 mm and a length of 50 to 280 mm (9 types of sizes).

Бедренные (Femoral) проксимальные сегменты имеют 2 типоразмера по высоте (50 и 80 мм) и 4 типоразмера по ширине из двух видов материала (Ti-сплав и полиэтилен. Большеберцовые (Tibial) проксимальные сегменты имеют 4 типоразмера и выполнены из полиэтилена и титанового сплава Ti - 6Al - 4V Eli. Промежуточные элементы имеют 20 типоразмеров по геометрическим характеристикам и выполнены из полиэтилена и титанового сплава. Шарнирные компонент состоит из 2-х элементов (Femoral и Tibial) и имеет в общей сложности 12 типоразмеров.Femoral proximal segments have 2 sizes in height (50 and 80 mm) and 4 sizes in width of two types of material (Ti alloy and polyethylene. Tibial proximal segments have 4 sizes and are made of polyethylene and titanium alloy Ti - 6Al - 4V Eli. Intermediate elements have 20 sizes in geometric characteristics and are made of polyethylene and titanium alloy. The hinged component consists of 2 elements (Femoral and Tibial) and has a total of 12 sizes.

Наличие большого количества типоразмеров компонентов протеза уменьшает механическую стабильность протеза и усложняет его сборку при подготовке к протезированию. С точки зрения жесткости протеза при его эксплуатации распределение нагрузок и их передача является неблагоприятными, поскольку максимальная нагрузка и максимальный изгибающий момент приходятся на сочленение модульных стержней с шарнирным компонентом (Joint).The presence of a large number of sizes of components of the prosthesis reduces the mechanical stability of the prosthesis and complicates its assembly in preparation for prosthetics. From the point of view of the stiffness of the prosthesis during its operation, the distribution of loads and their transmission is unfavorable, since the maximum load and maximum bending moment fall on the joint of modular rods with a hinged component (Joint).

С точки зрения биологической совместимости и химической инертности конструкция протеза также не может быть признана полностью удовлетворительной из-за разнородности применения металлических материалов: Со - Cr - Мо (элементы Joint; стержни Femoral), Ti - 6Al - 4V (стержни Femoral; проксимальные Tibial - сегменты), что может привести к образованию гальванических пар при эксплуатации протеза, снижению коррозионной стойкости в местах контакта различных по группам сплавов и попаданию продуктов коррозии в организм человека.From the point of view of biocompatibility and chemical inertness, the design of the prosthesis also cannot be considered completely satisfactory due to the heterogeneity of the use of metallic materials: Co - Cr - Mo (Joint elements; Femoral rods), Ti - 6Al - 4V (Femoral rods; proximal Tibial - segments), which can lead to the formation of galvanic pairs during operation of the prosthesis, a decrease in corrosion resistance at the contact points of alloys of various groups and the ingress of corrosion products into the human body.

Также недостатком является наличие штифтов для запирания конусной посадки стержней Femoral и Tibial в связи с их низкой эффективностью при консольной посадке стержней, что не обеспечит необходимую жесткость конструкции протеза.Another drawback is the presence of pins for locking the conical fit of the Femoral and Tibial rods due to their low efficiency in cantilever landing of the rods, which will not provide the necessary rigidity of the prosthesis design.

Задачей предложенного технического решения является предотвращение осевой и ротационной подвижности стыкуемых элементов частей протеза и создание наиболее благоприятных условий передачи силовых и динамических нагрузок при эксплуатации протеза за счет разработки конструкции, обеспечивающей жесткость и надежность фиксации сменных бедренных и большеберцовых интрамедуллярных ножек в бедренном и большеберцовом компонентах эндопротеза, а также оси шарнирного элемента в проушинах большеберцовых компонентов.The objective of the proposed technical solution is to prevent the axial and rotational mobility of the abutting elements of the prosthesis parts and to create the most favorable conditions for the transfer of power and dynamic loads during the operation of the prosthesis due to the development of a design that provides rigidity and reliability of fixation of replaceable femoral and tibial intramedullary legs in the femoral and tibial components of the prosthesis, as well as the axis of the hinge element in the eyes of the tibial components.

Технический результат от использования изобретения заключается в простоте сборки частей и эндопротеза в целом при минимальном количестве соединений, в обеспечении надежности крепления и фиксации сменных интрамедуллярных ножек и шарнирного компонента в условиях длительной стабильной эксплуатации эндопротеза, а также в мобильности регулирования длин бедренного и большеберцового компонентов и в упрощении проведения хирургической операции.The technical result from the use of the invention lies in the simplicity of assembly of the parts and the endoprosthesis as a whole with a minimum number of joints, in ensuring the reliability of fastening and fixing of replaceable intramedullary legs and articulated component under conditions of long-term stable operation of the endoprosthesis, as well as in the mobility of regulating the lengths of the femoral and tibial components simplification of the surgical operation.

Поставленная задача решается за счет того, что модульный эндопротез коленного сустава содержит бедренный и большеберцовый компоненты, и шарнирный элемент, соединяющий бедренный и большеберцовый компоненты с возможностью взаимного сгибания и разгибания, шарнирный элемент состоит из оси, гайки с наружной конической поверхностью, колпачковой стопорящей гайки и двух фланцевых втулок, ось выполнена со средней цилиндрической частью, на одном конце с посадочным конусом и закругленной головкой, а на другом с резьбовым хвостовиком, имеющим диаметр меньший, чем диаметр цилиндрической части, причем резьбовой хвостовик предназначен для гайки с наружной конической поверхностью и для колпачковой стопорящей гайки, бедренный компонент выполнен в виде полного протеза бедренной кости или состоит из нижнего удлиненного бедренного элемента, стыкуемого с удлиненной интрамедуллярной бедренной ножкой посредством стыковочной втулки бедренного компонента, или состоит из нижнего укороченного бедренного элемента, стыкуемого с укороченной интрамедуллярной бедренной ножкой посредством прижимного винта бедренного компонента, большеберцовый компонент состоит из верхнего удлиненного большеберцового элемента, стыкуемого с удлиненной интрамедуллярной ножкой посредством стыковочной втулки большеберцового компонента, или из верхнего укороченного большеберцового элемента, стыкуемого с укороченной интрамедуллярной ножкой посредством прижимной гайки большеберцового компонента и амортизатора, полный протез бедренной кости имеет форму, имитирующую бедренную кость, но со стороны нижнего эпифиза выполнен в виде головки с плечами по обе стороны, в головке выполнено цилиндрическое отверстие для фланцевых втулок, а в плечах выполнены цилиндрические углубления, при этом упомянутые цилиндрические отверстие и углубления расположены на одной оси, а в области большого и малого вертелов имеет отверстия, нижний удлиненный бедренный элемент выполнен с одного конца цилиндрическим, а с другого - в виде головки с плечами по обе стороны, в головке выполнено цилиндрическое отверстие для фланцевых втулок, а в плечах выполнены цилиндрические углубления, при этом упомянутые цилиндрические отверстие и углубления расположены на одной оси, последняя поперечна оси упомянутого цилиндрического конца, нижний укороченный бедренный элемент выполнен в виде головки с плечами по обе стороны, в головке выполнено цилиндрическое отверстие для фланцевых втулок, а в плечах выполнены цилиндрические углубления, при этом упомянутые цилиндрические отверстие и углубления расположены на одной оси, кроме того, в головке выполнено ступенчатое отверстие, расположенное поперечно упомянутому цилиндрическому отверстию и имеющее конический участок для стыковочного конца укороченной интрамедуллярной бедренной ножки и цилиндрический участок для головки прижимного винта бедренного компонента, со стороны конического участка ступенчатого отверстия выполнена сообщающаяся с ним выемка, удлиненные интрамедуллярные бедренная и большеберцовая ножки, каждая выполнена с одним концом внутрикостным, а другим - стыковочным, в виде наконечника, представляющего собой усеченный конус, повернутый меньшим основанием кнаружи и имеющий ограничительный бурт со стороны большего основания, укороченная интрамедуллярная бедренная ножка выполнена со средним цилиндрическим участком и с одним концом заостренным, а другим - стыковочным, в виде усеченного конуса, в стыковочном участке, со стороны стыковочного торца по оси выполнено резьбовое отверстие для прижимного винта бедренного компонента, причем ось стыковочного конца отклонена от оси цилиндрического участка под углом, каждая из упомянутых стыковочных втулок имеет отверстия различных диаметров - одного меньшего, для участка, прилегающего к бурту со стороны, противоположной наконечнику, а другого большего и с внутренней резьбой, амортизатор выполнен в виде усеченного полусферического сегмента на ножке, верхний удлиненный большеберцовый элемент выполнен на одном конце цилиндрическим, а на другом - с площадкой, на которой размещены две проушины с промежутком между ними для головки нижнего укороченного бедренного элемента или удлиненного бедренного элемента, или полного протеза бедренной кости, и в которой выполнено отверстие под ножку амортизатора, в проушинах выполнены отверстия конические под посадочный конус оси и гайку с наружной конической поверхностью и имеющие меньшие основания, расположенные к упомянутому промежутку, верхний укороченный большеберцовый элемент выполнен в виде пластины, на одном конце которой размещены две проушины с промежутком между ними для головки нижнего укороченного или удлиненного бедренного элемента или полного протеза бедренной кости, а на другом выполнены штыри для внедрения в кость и интрамедуллярный выступ, в последнем и пластине выполнено ступенчатое отверстие, имеющее конические участки, стыкуемые основаниями с меньшими диаметрами, один из участков, дальний к проушинам, предназначен для усеченного конуса укороченной интрамедуллярной большеберцовой ножки, а другой - для прижимной гайки большеберцового компонента, причем свободная часть резьбового отверстия прижимной гайки со стороны большего основания конуса, предназначена для ножки амортизатора, проушины верхнего удлиненного и верхнего укороченного большеберцового элемента размещаются соответственно в цилиндрических углублениях нижнего укороченного бедренного элемента или нижнего удлиненного бедренного элемента или полного протеза бедренной кости, в проушинах выполнены отверстия конические под посадочный конус оси и гайку с наружной конической поверхностью, расположенной меньшим основанием к упомянутому промежутку, ось размещается в отверстиях двух фланцевых втулок и проушин, укороченная интрамедуллярная большеберцовая ножка выполнена со средним цилиндрическим участком, с одним концом заостренным, а другим - стыковочным - в виде усеченного конуса с резьбовым шипом для навинчивания прижимной гайки большеберцового компонента, прижимная гайка большеберцового компонента выполнена с наружной конической поверхностью, длиной, превышающей длину резьбового шипа укороченной интрамедуллярной большеберцовой ножки, цилиндрический конец каждого из верхнего бедренного и нижнего большеберцового удлиненных элементов выполнен с плоским стыкуемым торцом и со стороны плоского торца - с коническим отверстием для упомянутого наконечника интрамедуллярных ножек, а снаружи со стороны плоского стыкуемого торца имеет резьбовой участок для участка с резьбой соответствующих стыковочных втулок, в резьбовом участке цилиндрического конца выполнена продольная канавка под шпонку и горизонтальный паз под ограничительный бурт, фланцевые втулки расположены в упомянутом отверстии встык, фланцами снаружи в упомянутых углублениях, все элементы эндопротеза, кроме фланцевых втулок, амортизатора и шпонки, выполнены из титанового сплава с шероховатостью поверхности Ra не более 0,1 мкм и упрочненным поверхностным слоем с микротвердостью не менее 4300 МПа, за исключением стыковочно-посадочных поверхностей, которые имеют шероховатость Ra 1,3-2,5 мкм, и поверхностей, контактирующих с поверхностями резецируемых костей, имеющих шероховатость Rz 40-60 мкм, части интрамедуллярных ножек, контактируемые со стенками костно-мозгового канала, дополнительно содержат покрытие из нитрида титана с микротвердостью не менее 5000 МПа.The problem is solved due to the fact that the modular knee joint implant contains a femoral and tibial components, and a hinge element connecting the femoral and tibial components with the possibility of mutual flexion and extension, the hinge element consists of an axis, a nut with an external conical surface, a cap locking nut and two flange bushings, the axis is made with a middle cylindrical part, at one end with a seating cone and a rounded head, and at the other with a threaded shank having a di a meter is smaller than the diameter of the cylindrical part, and the threaded shank is designed for a nut with an external conical surface and for a cap locking nut, the femoral component is made in the form of a complete prosthesis of the femur or consists of a lower elongated femoral element, mating with an elongated intramedullary femoral leg by means of a connecting sleeve of the femoral component, or consists of a lower shortened femoral element, mating with a shortened intramedullary femoral leg by of the compression screw of the femoral component, the tibial component consists of the upper elongated tibial element, mating with the elongated intramedullary leg by means of the connecting sleeve of the tibial component, or of the upper shortened tibial element, mating with the truncated intramedullary leg, by means of the clamping nut of the tibia component and has a shape that imitates the femur, but from the side of the lower pineal gland made in the form of a head with cure on both sides, a cylindrical hole for the flange bushings is made in the head, and cylindrical recesses are made in the shoulders, while the aforementioned cylindrical hole and recesses are located on the same axis, and have holes in the region of the major and minor trochanters, the lower elongated femoral element is made from one the end is cylindrical, and on the other hand, in the form of a head with shoulders on both sides, a cylindrical hole for flange bushings is made in the head, and cylindrical recesses are made in the shoulders, while e cylindrical hole and recesses are located on one axis, the latter is transverse to the axis of the said cylindrical end, the lower shortened femoral element is made in the form of a head with shoulders on both sides, a cylindrical hole for flange bushings is made in the head, and cylindrical recesses are made in the shoulders, while the cylindrical hole and the recesses are located on the same axis, in addition, in the head there is a stepped hole located transversely to the cylindrical hole and having a conical section for the connecting end of the shortened intramedullary femoral leg and a cylindrical section for the head of the clamping screw of the femoral component, a notch communicating with it is made on the side of the conical section of the stepped hole, elongated intramedullary femoral and tibial legs, each made with one end intraosseous and the other with the connecting, in the form of a tip, which is a truncated cone, turned outwards by a smaller base and having a restrictive shoulder on the larger side of the base, the shortened intramedullary femoral leg is made with the middle cylindrical section and with one pointed end and the other connecting, in the form of a truncated cone, in the connecting section, from the side of the connecting end, a threaded hole for the clamping screw of the femoral component is made along the axis, and the axis of the connecting end deviated from the axis of the cylindrical section at an angle, each of the mentioned docking sleeves has holes of various diameters - one smaller, for the section adjacent to the shoulder from the side, pr opposite the tip, and the other larger and with internal thread, the shock absorber is made in the form of a truncated hemispherical segment on the leg, the upper elongated tibial element is cylindrical at one end and with a platform on which two eyes are placed with a gap between them for the lower head a shortened femoral element or an elongated femoral element, or a complete prosthesis of the femur, in which a hole is made for the shock absorber leg, conical holes are made in the eyes One landing axis cone and a nut with an external conical surface and having smaller bases located to the said gap, the upper shortened tibial element is made in the form of a plate, on one end of which there are two eyes with a gap between them for the head of the lower shortened or elongated femoral element or full the prosthesis of the femur, and on the other there are pins for insertion into the bone and intramedullary protrusion, in the last and the plate there is a stepped hole having a conical part webs joined by bases with smaller diameters, one of the sections farthest to the eyes is intended for a truncated cone of a shortened intramedullary tibial leg, and the other for a clamping nut of the tibial component, and the free part of the threaded hole of the clamping nut from the side of the larger cone base is for the leg shock absorber, the eyes of the upper elongated and upper shortened tibial element are located respectively in the cylindrical recesses of the lower shortened femoral of an element or lower elongated femoral element or a complete prosthesis of the femur, conical holes are made under the eyelets for the axial landing cone and a nut with an outer conical surface located with a smaller base to the said gap, the axis is placed in the holes of two flange bushings and eyelets, a shortened intramedullary tibial leg made with a middle cylindrical section, with one end pointed, and the other docking - in the form of a truncated cone with a threaded spike for screwing when of the tibial component nut, the tibial component clamping nut is made with an external conical surface exceeding the length of the threaded spike of the shortened intramedullary tibial leg, the cylindrical end of each of the upper femoral and lower tibial elongated elements is made with a flat butt end and from the side of the flat end face a hole for said tip of the intramedullary legs, and on the outside from the side of the flat butt end it has a threaded section for the threaded section of the corresponding docking bushings, in the threaded section of the cylindrical end, a longitudinal groove for the key and a horizontal groove for the restrictive collar are made, flange bushings are located in the said hole end-to-end, with flanges outside in the said recesses, all elements of the endoprosthesis, except for the flange bushings, shock absorber and keys made of a titanium alloy with a surface roughness of R a not more than 0.1 μm and a hardened surface layer with a microhardness of at least 4300 MPa, except for docking adherent surfaces that have a roughness R a of 1.3-2.5 μm, and surfaces in contact with surfaces of resected bones having a roughness of R z 40-60 μm, parts of the intramedullary legs in contact with the walls of the bone marrow canal further comprise a coating from titanium nitride with a microhardness of at least 5000 MPa.

Все компоненты модульного эндопротеза коленного сустава за исключением фланцевых фтулок, амортизатора и шпонки выполнены из титанового сплава, поскольку именно сплавы титана обладают биологической совместимостью и химической инертностью по отношению к тканям тела человека и исключают развитие металлоза, что обычно наблюдается при использовании разнородных сплавов при изготовлении отдельных компонентов протеза.All components of the modular knee joint endoprosthesis, with the exception of flange fitles, a shock absorber, and dowels, are made of a titanium alloy, since it is titanium alloys that have biological compatibility and chemical inertness with respect to the tissues of the human body and exclude the development of metallosis, which is usually observed when using dissimilar alloys in the manufacture of individual components of the prosthesis.

Как показывают результаты статических и динамических испытаний наибольшие нагрузки возникают в местах стыковки нижнего удлиненного бедренного и верхнего удлиненного большеберцового компонентов с удлиненными интрамедуллярными бедренной и большеберцовой ножками, поэтому их дополнительное взаимное прижатие является необходимым. В предложенной конструкции используются стыковочные втулки, накручиваемые на резьбовой участок цилиндрического конца нижнего и верхнего удлиненных бедренного и большеберцового элементов. Верхняя часть стыковочной втулки выполнена толщиной от 5 до 45 мм и играет роль опорного удлиняющего воротника, который контактирует с опилом кости, и должна иметь ровную горизонтальную кольцевую поверхность. Стыковочная втулка, для предотвращения откручивания при эксплуатации протеза, дополнительно фиксируется полиэтиленовой шпонкой, которая вставляется в специальный паз, выполненный вертикально на ширину резьбовой части цилиндрического конца нижнего и верхнего удлиненных бедренного и большеберцового элементов.As the results of static and dynamic tests show, the greatest loads occur at the junctions of the lower elongated femoral and upper elongated tibial components with elongated intramedullary femoral and tibial legs, therefore, their additional mutual pressing is necessary. The proposed design uses docking sleeves screwed onto the threaded portion of the cylindrical end of the lower and upper elongated femoral and tibial elements. The upper part of the docking sleeve is made from 5 to 45 mm thick and plays the role of a support extension collar, which is in contact with the sawdust of the bone, and should have a smooth horizontal annular surface. The connecting sleeve, to prevent loosening during operation of the prosthesis, is additionally fixed with a polyethylene key that is inserted into a special groove made vertically to the width of the threaded part of the cylindrical end of the lower and upper elongated femoral and tibial elements.

Укороченная интрамедуллярная бедренная ножка, стыкуемая с нижним укороченным бедренным элементом с помощью конусного соединения, фиксируется прижимным винтом, вкручиваемым в резьбовое соединение, выполненное в посадочном конусе ножки, причем ось ножки латерально отклонена от оси посадочного конуса на величину анатомического угла, который может изменяться от 5 до 12°, что позволяет ее использовать при протезировании как правой, так и левой конечности путем поворота на 180°, а сам нижний укороченный бедренный элемент, рассчитанный на минимальную резекцию коленного сустава 35 мм, превращается в универсальную конструкцию.The shortened intramedullary femoral leg, mating with the lower shortened femoral element using a conical connection, is fixed by a clamping screw screwed into the threaded connection made in the seat cone of the leg, and the axis of the leg is laterally deviated from the axis of the landing cone by an anatomical angle that can vary from 5 up to 12 °, which allows it to be used for prosthetics of both the right and left limbs by turning through 180 °, and the lower shortened femoral element, designed to minimize total resection of the knee joint 35 mm, turns into a universal design.

Укороченная интрамедуллярная большеберцовая ножка, стыкуемая с верхним укороченным большеберцовым элементом посредством конусного соединения, фиксируется прижимной конической гайкой, накручиваемой на резьбовой наконечник ножки, расположенный в продолжении посадочного конуса. Жесткая фиксация ножки по двум коническим соединениям, расположенным навстречу друг другу, обеспечивает ее ротационную неподвижность при эксплуатации протеза.The shortened intramedullary tibial leg, mating with the upper shortened tibial element by means of a conical connection, is fixed with a clamping conical nut screwed onto the threaded tip of the leg located in the continuation of the landing cone. Rigid fixation of the leg along two conical joints located opposite each other ensures its rotational immobility during operation of the prosthesis.

Аналогичная система фиксации применена и при стыковке оси шарнирного элемента в конических отверстиях проушин верхних укороченном и удлиненном большеберцовых элементов. Ось своей конической частью стыкуется в конусном соединении одной из проушин, а ее прижатие осуществляется конической гайкой, накручиваемой на резьбовой наконечник оси со стороны другой проушины. Поскольку на ось действует нагрузка, достигающая пятикратного значения веса усредненного человека, превышающая 470 кг, то для дополнительной фиксации конической прижимной гайки от раскручивания используется колпачковая стопорящая гайка.A similar fixation system was also used when docking the axis of the hinge element in the conical holes of the eyes of the upper shortened and elongated tibial elements. The axis of its conical part is joined in the conical connection of one of the eyes, and its pressing is carried out with a conical nut, screwed onto the threaded tip of the axis from the side of the other eye. Since the load acts on the axis, which reaches five times the weight of the average person, exceeding 470 kg, a cap locking nut is used to further fix the conical clamping nut from unscrewing.

Поверхность элементов эндопротеза, за исключением посадочно-стыковочных частей и полостей, содержит упрочненный слой, обладающий микротвердостью не менее 4300 МПа при шероховатости Ra от 0,02 до 0,08 мкм для повышения их износостойкости при контакте с тканями тела человека и полиэтиленом, т.к. одной из особенностей титана и его сплавов является низкая трибологическая устойчивость при трении даже при незначительных нагрузках. Упрочнение поверхностного слоя составных частей эндопротеза осуществляют путем ионно-плазменного азотирования. Поверхность дистальной части интрамедуллярных ножек цементной фиксации дополнительно содержит износостойкое покрытие из нитрида титана толщиной 0,1-0,3 мкм, микротвердостью более 5000 МПа, т.к. цементная мантия обладает высокой абразивной активностью.The surface of the elements of the endoprosthesis, with the exception of the landing-docking parts and cavities, contains a hardened layer having a microhardness of at least 4300 MPa with a roughness R a from 0.02 to 0.08 μm to increase their wear resistance in contact with human body tissues and polyethylene, t .to. One of the features of titanium and its alloys is its low tribological resistance to friction even at low loads. Hardening of the surface layer of the components of the endoprosthesis is carried out by ion-plasma nitriding. The surface of the distal part of the cemented intramedullary legs additionally contains a wear-resistant coating of titanium nitride with a thickness of 0.1-0.3 μm, microhardness of more than 5000 MPa, because cement mantle has a high abrasive activity.

Поверхность нижней части верхнего укороченного большеберцового элемента и торцевая поверхность воротниковой части стыковочной втулки, с прилегающим боковым пояском на длине 5 мм подвергнуты пескоструйной обработке и имеют шероховатость Rz от 40 до 60 мкм и, поскольку эти поверхности контактируют при эксплуатации с опилом костных структур, то для лучшей взаимной остеоинтеграции указанные поверхности имеют высокую шероховатость.The surface of the lower part of the upper shortened tibial element and the end surface of the collar of the docking sleeve, with an adjacent side girdle at a length of 5 mm, are sandblasted and have a roughness R z from 40 to 60 μm and, since these surfaces are in contact with sawdust of bone structures, then for better mutual osseointegration, these surfaces have a high roughness.

Прижимные конические элементы выполнены из неупрочненного титанового сплава и имеют твердость в пределах 2800-3000 МПа при шероховатости поверхности Ra от 1,3 до 2,5 мкм. Фланцевые втулки, амортизатор и шпонка выполнены из высокомолекулярного полиэтилена.The clamping conical elements are made of unstrengthened titanium alloy and have a hardness in the range of 2800-3000 MPa with a surface roughness R a from 1.3 to 2.5 μm. Flange bushings, shock absorber and key are made of high molecular weight polyethylene.

На фиг.1-9 изображена структура эндопротеза коленного сустава, преимущественно онкологического, где: 1, 2 - нижние удлиненные бедренные элементы, правый и левый; 3 - удлиненная интрамедуллярная бедренная ножка цементной фиксации; 4 - стыковочная втулка; 5 - шпонка (полиэтиленовая); 6 - фланцевая втулка (полиэтиленовая); 7 - нижний укороченный бедренный элемент; 8 - укороченная бедренная интрамедуллярная ножка; 9 - прижимной винт; 10 - нижний укороченный большеберцовый элемент; 11 - укороченная большеберцовая интрамедуллярная ножка; 12 - гайка прижимная коническая; 13 - амортизатор; 14 - штифт; 15 - нижний удлиненный большеберцовый элемент; 16 - ось шарнирного элемента; 17 - гайка коническая прижимная; 18 - гайка стопорная колпачковая.Figure 1-9 shows the structure of the endoprosthesis of the knee joint, mainly oncological, where: 1, 2 - lower elongated femoral elements, right and left; 3 - elongated intramedullary femoral leg of cement fixation; 4 - docking sleeve; 5 - dowel (polyethylene); 6 - flange sleeve (polyethylene); 7 - lower shortened femoral element; 8 - a shortened femoral intramedullary leg; 9 - clamping screw; 10 - lower shortened tibial element; 11 - a shortened tibial intramedullary leg; 12 - conical clamping nut; 13 - shock absorber; 14 - pin; 15 - lower elongated tibial element; 16 - axis of the hinge element; 17 - conical clamping nut; 18 - cap locking nut.

Установка эндопротеза осуществляется следующим образом.The installation of the endoprosthesis is as follows.

На этапе предоперационного планирования определяется уровень резекции костей, выбираются типоразмеры и модификации компонентов и функциональных элементов.At the stage of preoperative planning, the level of bone resection is determined, sizes and modifications of components and functional elements are selected.

Сборку нижнего бедренного удлиненного компонента (фиг.1) выполняют путем посадки конуса удлиненной интрамедуллярной ножки (3) в коническое отверстие нижнего бедренного удлиненного элемента правого (1) или левого (2) таким образом, чтобы ограничительный бурт ножки вошел в паз бедренного компонента, после чего проставляется полиэтиленовая шпонка (5) и затем через ножку надевается стыковочная втулка (4) и накручивается по резьбе бедренного компонента до упора специальным ключом. Затем в цилиндрическое отверстие головки вставляют полиэтиленовые фланцевые втулки (6).The assembly of the lower femoral elongated component (Fig. 1) is performed by planting the cone of the elongated intramedullary leg (3) in the conical hole of the lower femoral elongated element of the right (1) or left (2) so that the limiting shoulder of the leg fits into the groove of the femoral component, after which is affixed with a plastic key (5) and then a docking sleeve (4) is put on through the leg and screwed onto the thread of the femoral component until it stops with a special wrench. Then, polyethylene flange bushings (6) are inserted into the cylindrical hole of the head.

После резекции пораженной части бедренной кости подготовку костного ложа под дистальную часть бедренной интрамедуллярной ножки выполняют развертками диаметром 12, 14, 16 и 18 мм, соответствующими типам размеров ножек цементной фиксации.After resection of the affected part of the femur, preparation of the bone bed under the distal part of the femoral intramedullary pedicle is carried out with sweeps of 12, 14, 16 and 18 mm in diameter, corresponding to the types of sizes of cement fixation legs.

Обработку поверхности резекции кости под стыковочную втулку выполняют торцевой фрезой таким образом, чтобы ее опорная поверхность плотно прилегала к опилу кости.The surface treatment of the bone resection under the docking sleeve is performed by the end mill so that its supporting surface fits snugly against the bone sawdust.

Сборку нижнего укороченного бедренного компонента (фиг.2) выполняют путем простановки конуса укороченной интрамедуллярной бедренной ножки (8) в коническое посадочное отверстие нижнего укороченного бедренного элемента (7) под правую или левую ногу и жестко фиксируют прижимным винтом (9).The assembly of the lower shortened femoral component (Fig. 2) is performed by placing the cone of the shortened intramedullary femoral leg (8) in the conical landing hole of the lower shortened femoral element (7) under the right or left leg and is rigidly fixed with a clamping screw (9).

Сборку верхнего укороченного большеберцового компонента протеза (фиг.3) осуществляют путем простановки конусной части укороченной интрамедулярной большеберцовой ножки (11) в коническое посадочное отверстие верхнего укороченного большеберцового элемента (10), таким образом, чтобы лыски ножки были сориентированы в латерально-медиальном направлении, а ее запирание осуществляют за счет накручивания конической прижимной гайки (12) на цилиндрический наконечник ножки с помощью резьбового соединения. Затем в верхнюю свободную часть резьбового отверстия прижимной гайки забивается ножка амортизатора (13).The assembly of the upper shortened tibial component of the prosthesis (Fig. 3) is carried out by placing the conical part of the shortened intramedullary tibial leg (11) in the conical landing hole of the upper shortened tibial element (10), so that the flats of the legs are oriented in the lateral-medial direction, and its locking is carried out by screwing a conical clamping nut (12) onto the cylindrical tip of the leg using a threaded connection. Then, the shock absorber leg (13) is driven into the upper free part of the threaded hole of the clamping nut.

В случае резекции большеберцовой кости (фиг.4) сборку верхнего удлиненного большеберцового компонента осуществляют также, как и сборку нижнего удлиненного бедренного компонента, т.е. удлиненная большеберцовая (бедренная) интрамедуллярная ножка (3) проставляется, прижимается и фиксируется в верхнем удлиненном большеберцовом элементе (15) с помощью стыковочной втулки (4) и шпонки (5). После чего в соответствующее отверстие забивают ножку амортизатора.In the case of tibial resection (Fig. 4), the assembly of the upper elongated tibial component is carried out as well as the assembly of the lower elongated femoral component, i.e. the elongated tibial (femoral) intramedullary leg (3) is affixed, pressed and fixed in the upper elongated tibial element (15) using the connecting sleeve (4) and dowels (5). Then, the shock absorber leg is driven into the corresponding hole.

Общий вид полного компонента протеза бедренной кости представлен на фиг.5.A general view of the full component of the femoral prosthesis is shown in FIG.

После фиксации нижнего бедренного и верхнего большеберцового компонентов в соответствующих костях осуществляют их соединение и сборку протеза путем простановки элементов шарнира, как это показано на фиг.6-9, используя специальный кондуктор. Ось шарнира (13) вставляют через проушины большеберцового компонента и полиэтиленовые вкладыши и фиксируют в конусном посадочном отверстии одной из проушин с внешней стороны протеза, после чего ее прижимают с помощью конической гайки (14), накручиваемой на резьбовой наконечник оси, а затем запирают колпачковой стопорящей гайкой (15).After fixing the lower femoral and upper tibial components in the corresponding bones, they are connected and the prosthesis is assembled by placing the hinge elements, as shown in Figs. 6-9, using a special conductor. The hinge axis (13) is inserted through the eyes of the tibial component and polyethylene liners and fixed in the conical landing hole of one of the eyes on the outside of the prosthesis, after which it is pressed with a conical nut (14), screwed onto the threaded tip of the axis, and then locked with a locking cap nut (15).

Предлагаемая конструкция эндопротеза коленного сустава может быть использована в следующих случаях:The proposed design of the knee endoprosthesis can be used in the following cases:

1. Нижний удлиненный бедренный компонент на величину резекции от 80 до 200 с шагом 20 мм и верхний укороченный большеберцовый компонент на нулевую резекцию (фиг.6);1. The lower elongated femoral component by the resection value from 80 to 200 in increments of 20 mm and the upper shortened tibial component by zero resection (Fig.6);

2. Нижний укороченный бедренный компонент на величину резекции 35 мм и верхний удлиненный большеберцовый компонент на резекцию от 80 до 180 мм с шагом 20 мм (фиг.7).2. The lower shortened femoral component by the resection value of 35 mm and the upper elongated tibial component by the resection from 80 to 180 mm in increments of 20 mm (Fig. 7).

3. Нижний удлиненный бедренный компонент на величину резекции от 80 до 200 мм и верхний удлиненный большеберцовый компонент на резекцию от 80 до 180 мм (фиг.8).3. The lower elongated femoral component by the resection value from 80 to 200 mm and the upper elongated tibial component by the resection from 80 to 180 mm (Fig. 8).

4. Полный протез бедренной кости и верхний укороченный большеберцовый компонент на нулевую резекцию (фиг.9).4. A complete prosthesis of the femur and the upper shortened tibial component for zero resection (Fig.9).

Примеры клинического применения эндопротезов в отделении костной патологии взрослых ЦИТО им.Н.Н.Приорова.Examples of clinical use of endoprostheses in the Department of Bone Pathology of Adults CITO named after N.N. Priorov.

Больной И., 20 лет. Диагноз: остеогенная саркома дистального отдела левой бедренной кости. Больному выполнена резекция дистальной части бедренной кости на 140 мм с замещением костного дефекта и коленного сустава. Установлен эндопротез из титанового сплава, включающий: нижний удлиненный бедренный компонент размером 120 мм с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 4300 МПа поверхностью; удлиненную бедренную интрамедуллярную ножку цементной фиксации с шероховатостью до Ra 0,1 мкм и поверхностным упрочнением до 6000 МПа диаметром 14 мм и длиной дистальной части 170 мм (общей длиной 240 мм); стыковочную втулку, удлиненную на 20 мм с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 4300 МПа поверхностью и с воротниковой частью после пескоструйной обработки до шероховатости Rz~60 мкм; верхний укороченный большеберцовый компонент на «0»-резекцию, имеющий полированную и упрочненную поверхность проушин и верхнюю часть плато, а также поверхность нижней и боковой частей плато после пескоструйной обработки до шероховатости Rz~60 мкм, укороченную большеберцовую интрамедуллярную ножку цементной фиксации диаметром 12 мм, длиной дистальной части 135 мм (общей длиной 160 мм) с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 6000 МПа поверхностью дистальной части; ось шарнирного элемента с полированной до Ra 0,08 мкм и упрочненной до 4300 МПа поверхностью. Осложнений во время операции и в послеоперационный период не отмечалось. Функция конечности - удовлетворительная. Больной ходит без дополнительной опоры.Patient I., 20 years old. Diagnosis: osteogenic sarcoma of the distal left femur. The patient underwent resection of the distal part of the femur by 140 mm with the replacement of the bone defect and knee joint. A titanium alloy endoprosthesis was installed, including: the lower elongated femoral component 120 mm in size with a surface of 0.1 μm polished to R a and a surface hardened to 4300 MPa; elongated femoral intramedullary leg of cement fixation with a roughness of up to R a 0.1 μm and surface hardening up to 6000 MPa with a diameter of 14 mm and a length of the distal part of 170 mm (total length 240 mm); a connecting sleeve elongated by 20 mm with a surface polished to R a 0.1 μm and hardened to 4300 MPa and with a collar part after sandblasting to a roughness of R z ~ 60 μm; the upper shortened tibial component to the “0” resection, having a polished and hardened surface of the eyes and the upper part of the plateau, as well as the surface of the lower and side parts of the plateau after sandblasting to a roughness of R z ~ 60 μm, a shortened tibial cemented cementation 12 mm diameter leg , the length of the distal part 135 mm (total length 160 mm) with polished to R a 0.1 μm and hardened to 6000 MPa the surface of the distal part; the axis of the hinge element with a surface polished to R a 0.08 μm and hardened to 4300 MPa. Complications during the operation and in the postoperative period were not noted. Limb function is satisfactory. The patient walks without additional support.

Больная М., 56 лет. Диагноз: злокачественная гигантоклеточная опухоль проксимального отдела правой большеберцовой кости с выходом мягкотканного компонента опухоли в полость коленного сустава и на бедренную кость. Больной выполнена резекция проксимальной части большеберцовой кости на 100 мм, дистальной части бедренной кости на 80 мм и коленного сустава с замещением дефектов эндопротезами. Установлен эндопротез из титанового сплава, включающий: нижний удлиненный бедренный метадиафизарный компонент размером 80 мм с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненный до 4300 МПа поверхностью; удлиненную интрамедуллярную бедренную ножку цементной фиксации диаметром 14 мм с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 6000 МПа поверхностью и длиной дистальной части 170 мм; стыковочную втулку с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 4300 МПа боковой поверхностью, а также с стыковочной поверхностью втулки с шероховатостью Rz 60 мкм; верхний удлиненный большеберцовый компонент размером 80 мм с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 4300 МПа поверхностью; удлиненную интрамедуллярную большеберцовую ножку с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 6000 МПа поверхностью диаметром 12 мм и длиной дистальной части 170 мм; стыковую втулку, удлиненную на 20 мм, с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 4300 МПа боковой поверхностью, а также с воротниковой частью после пескоструйной обработки до шероховатости Rz 60 мкм; ось шарнирного элемента с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 4300 МПа боковой поверхностью. Функциональный результат оценен как хороший. Больная удовлетворена результатами операции.Patient M., 56 years old. Diagnosis: malignant giant cell tumor of the proximal right tibia with the release of the soft-tissue component of the tumor into the cavity of the knee joint and on the femur. The patient underwent resection of the proximal part of the tibia by 100 mm, the distal part of the femur by 80 mm and the knee joint with the replacement of defects by endoprostheses. An endoprosthesis made of titanium alloy was installed, including: the lower elongated femoral metadiaphyseal component measuring 80 mm with a surface polished to R a 0.1 μm and hardened to 4300 MPa; elongated intramedullary femoral leg of cement fixation with a diameter of 14 mm with polished to R a 0.1 μm and hardened to 6000 MPa surface and a length of the distal part of 170 mm; a connecting sleeve with a polished up to R a 0.1 μm and a hardened side surface up to 4300 MPa, as well as with a connecting surface of the sleeve with a roughness of R z 60 μm; the upper elongated tibial component measuring 80 mm with a surface polished to R a 0.1 μm and hardened to 4300 MPa; an elongated intramedullary tibial leg with a surface polished to R a 0.1 μm and hardened to 6000 MPa with a diameter of 12 mm and a length of the distal part of 170 mm; a butt sleeve elongated by 20 mm, with a polished to R a 0.1 μm and hardened to 4300 MPa side surface, as well as with a collar part after sandblasting to a roughness of R z 60 μm; the axis of the hinged element with a polished to R a 0.1 μm and a hardened side surface to 4300 MPa. Functional result rated as good. The patient is satisfied with the results of the operation.

Больная И., 31 год. Диагноз: злокачественная неврогенная опухоль проксимального отдела большеберцовой кости. Больной выполнена резекция проксимальной части большеберцовой кости и коленного сустава на 120 мм. Дефект замещен эндопротезом из титанового сплава, состоящим из: нижнего укороченного бедренного компонента размером 35 мм с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 4300 МПа поверхностью; укороченную интрамедуллярную бедренную ножку цементной фиксации с левой ориентацией диаметром 14 мм с полированной Ra 0,1 мкм и упрочненной до 6000 МПа поверхностью и длиной дистальной части 135 мм; прижимной винт; верхний удлиненный большеберцовый компонент длиной 80 мм с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 4300 МПа поверхностью; удлиненную интрамедуллярную большеберцовую ножку диаметром 12 мм цементной фиксации с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 6000 МПа поверхностью и длиной дистальной части 170 мм; стыковочную втулку, удлиненную на 40 мм с полированной до Ra 0,1 мкм и упрочненной до 4300 МПа поверхностью, а также с воротниковой частью после пескоструйной обработки до шероховатости Rz 60 мкм; ось шарнирного элемента с полированной до Ra 0,08 мкм и упрочненной до 4300 МПа поверхностью. Клинический результат оценен как хороший. Больная передвигается самостоятельно без средств дополнительной опоры. Функцией оперированной конечности удовлетворена.Patient I., 31 years old. Diagnosis: malignant neurogenic tumor of the proximal tibia. The patient underwent resection of the proximal part of the tibia and knee joint by 120 mm. The defect is replaced by a titanium alloy endoprosthesis consisting of: a lower shortened femoral component measuring 35 mm with a surface polished to R a 0.1 μm and hardened to 4300 MPa; a shortened intramedullary femoral leg of cement fixation with a left orientation of 14 mm in diameter with a polished R a of 0.1 μm and a surface hardened to 6000 MPa and a length of distal part of 135 mm; clamping screw; the upper elongated tibial component 80 mm long with a surface polished to R a 0.1 μm and hardened to 4300 MPa; elongated intramedullary tibial pedicle with a diameter of 12 mm cement fixation with polished to R a 0.1 μm and hardened to 6000 MPa surface and a length of the distal part of 170 mm; a docking sleeve elongated by 40 mm with a surface polished to R a 0.1 μm and hardened to 4300 MPa, as well as with a collar part after sandblasting to a roughness of R z 60 μm; the axis of the hinge element with a surface polished to R a 0.08 μm and hardened to 4300 MPa. The clinical result is rated as good. The patient moves independently without additional support. The function of the operated limb is satisfied.

Прооперировано более 100 больных - результаты применения эндопротезов удовлетворительные.More than 100 patients were operated on - the results of using endoprostheses are satisfactory.

Таким образом, использование предложенной конструкции эндопротеза, компоненты которой выполнены из титанового сплава с упрочненной поверхностью, взаимно стыкуемых с помощью конических соединений, снабженных антиротационными, прижимными и запирающими элементами, позволит исключить осевую и ротационную подвижность стыкуемых компонентов и развитие металлоза, обеспечить длительную стабильность изделия при цементной фиксации и максимально восстановить опорно-двигательные функции конечности, а также позволяет заменить резецируемый дистальный отдел до половины длины большеберцовой кости и до полной замены бедренной кости.Thus, the use of the proposed design of the endoprosthesis, the components of which are made of a titanium alloy with a hardened surface, mutually joined using conical joints equipped with anti-rotation, clamping and locking elements, will eliminate the axial and rotational mobility of the joined components and the development of metallosis, to ensure long-term stability of the product at cement fixation and maximally restore the musculoskeletal functions of the limb, and also allows you to replace the resected d Steel department to half the length of the tibia and the complete replacement of the femur.

Claims (1)

Модульный эндопротез коленного сустава, содержащий бедренный и большеберцовый компоненты, и шарнирный элемент, соединяющий бедренный и большеберцовый компоненты с возможностью взаимного сгибания и разгибания, отличающийся тем, что шарнирный элемент состоит из оси, гайки с наружной конической поверхностью, колпачковой стопорящей гайки и двух фланцевых втулок, ось выполнена со средней цилиндрической частью, на одном конце с посадочным конусом и закругленной головкой, а на другом с резьбовым хвостовиком, имеющим диаметр меньший, чем диаметр цилиндрической части, причем резьбовой хвостовик предназначен для гайки с наружной конической поверхностью и для колпачковой стопорящей гайки, бедренный компонент выполнен в виде полного протеза бедренной кости, или состоит из нижнего удлиненного бедренного элемента, стыкуемого с удлиненной интрамедуллярной бедренной ножкой посредством стыковочной втулки бедренного компонента, или состоит из нижнего укороченного бедренного элемента, стыкуемого с укороченной интрамедуллярной бедренной ножкой посредством прижимного винта бедренного компонента, большеберцовый компонент состоит из верхнего удлиненного большеберцового элемента, стыкуемого с удлиненной интрамедуллярной ножкой посредством стыковочной втулки большеберцового компонента, или из верхнего укороченного большеберцового элемента, стыкуемого с укороченной интрамедуллярной ножкой посредством прижимной гайки большеберцового компонента и амортизатора, полный протез бедренной кости имеет форму, имитирующую бедренную кость, но со стороны нижнего эпифиза выполнен в виде головки с плечами по обе стороны, в головке выполнено цилиндрическое отверстие для фланцевых втулок, а в плечах выполнены цилиндрические углубления, при этом упомянутые цилиндрические отверстие и углубления расположены на одной оси, а в области большого и малого вертелов имеет отверстия, нижний удлиненный бедренный элемент выполнен с одного конца цилиндрическим, а с другого - в виде головки с плечами по обе стороны, в головке выполнено цилиндрическое отверстие для фланцевых втулок, а в плечах выполнены цилиндрические углубления, при этом упомянутые цилиндрические отверстие и углубления расположены на одной оси, последняя поперечна оси упомянутого цилиндрического конца, нижний укороченный бедренный элемент выполнен в виде головки с плечами по обе стороны, в головке выполнено цилиндрическое отверстие для фланцевых втулок, а в плечах выполнены цилиндрические углубления, при этом упомянутые цилиндрические отверстие и углубления расположены на одной оси, кроме того, в головке выполнено ступенчатое отверстие, расположенное поперечно упомянутому цилиндрическому отверстию и имеющее конический участок для стыковочного конца укороченной интрамедуллярной бедренной ножки и цилиндрический участок для головки прижимного винта бедренного компонента, со стороны конического участка ступенчатого отверстия выполнена сообщающаяся с ним выемка, удлиненные интрамедуллярные бедренная и большеберцовая ножки, каждая выполнена с одним концом внутрикостным, а другим - стыковочным, в виде наконечника, представляющего собой усеченный конус, повернутый меньшим основанием кнаружи, и имеющий ограничительный бурт со стороны большего основания, укороченная интрамедуллярная бедренная ножка выполнена со средним цилиндрическим участком, и с одним концом заостренным, а другим - стыковочным, в виде усеченного конуса, в стыковочном участке, со стороны стыковочного торца по оси выполнено резьбовое отверстие для прижимного винта бедренного компонента, причем ось стыковочного конца отклонена от оси цилиндрического участка под углом, каждая из упомянутых стыковочных втулок имеет отверстия различных диаметров - одного меньшего, для участка, прилегающего к бурту со стороны, противоположной наконечнику, а другого большего и с внутренней резьбой, амортизатор выполнен в виде усеченного полусферического сегмента на ножке, верхний удлиненный большеберцовый элемент выполнен на одном конце цилиндрическим, а на другом - с площадкой, на которой размещены две проушины с промежутком между ними для головки нижнего укороченного бедренного элемента или удлиненного бедренного элемента или полного протеза бедренной кости, и в которой выполнено отверстие под ножку амортизатора, в проушинах выполнены отверстия конические под посадочный конус оси и гайку с наружной конической поверхностью и имеющие меньшие основания, расположенные к упомянутому промежутку, верхний укороченный большеберцовый элемент выполнен в виде пластины, на одном конце которой размещены две проушины с промежутком между ними для головки нижнего укороченного или удлиненного бедренного элемента или полного протеза бедренной кости, а на другом выполнены штыри для внедрения в кость и интрамедуллярный выступ, в последнем и пластине выполнено ступенчатое отверстие, имеющее конические участки, стыкуемые основаниями с меньшими диаметрами, один из участков, дальний к проушинам, предназначен для усеченного конуса укороченной интрамедуллярной большеберцовой ножки, а другой - для прижимной гайки большеберцового компонента, причем свободная часть резьбового отверстия прижимной гайки со стороны большего основания конуса предназначена для ножки амортизатора, проушины верхнего удлиненного и верхнего укороченного большеберцового элемента размещаются соответственно в цилиндрических углублениях нижнего укороченного бедренного элемента или нижнего удлиненного бедренного элемента или полного протеза бедренной кости, в проушинах выполнены отверстия конические под посадочный конус оси и гайку с наружной конической поверхностью, расположенной меньшим основанием к упомянутому промежутку, ось размещается в отверстиях двух фланцевых втулок и проушин, укороченная интрамедуллярная большеберцовая ножка выполнена со средним цилиндрическим участком, с одним концом заостренным, а другим - стыковочным в виде усеченного конуса с резьбовым шипом для навинчивания прижимной гайки большеберцового компонента, прижимная гайка большеберцового компонента выполнена с наружной конической поверхностью, длиной, превышающей длину резьбового шипа укороченной интрамедуллярной большеберцовой ножки, цилиндрический конец каждого из верхнего бедренного и нижнего большеберцового удлиненных элементов выполнен с плоским стыкуемым торцом и со стороны плоского торца - с коническим отверстием для упомянутого наконечника интрамедуллярных ножек, а снаружи со стороны плоского стыкуемого торца имеет резьбовой участок для участка с резьбой соответствующих стыковочных втулок, в резьбовом участке цилиндрического конца выполнена продольная канавка под шпонку и горизонтальный паз под ограничительный бурт, фланцевые втулки расположены в упомянутом отверстии встык, фланцами снаружи в упомянутых углублениях, все элементы эндопротеза, кроме фланцевых втулок, амортизатора и шпонки, выполнены их титанового сплава с шероховатостью поверхности Ra не более 0,1 мкм и упрочненным поверхностным слоем с микротвердостью не менее 4300 МПа, за исключением стыковочно-посадочных поверхностей, которые имеют шероховатость Ra 1,3-2,5 мкм, и поверхностей, контактирующих с поверхностями резецируемых костей, имеющих шероховатость Rz 40-60 мкм, части интрамедуллярных ножек, контактируемые со стенками костномозгового канала, дополнительно содержат покрытие из нитрида титана с микротвердостью не менее 5000 МПа. A modular knee joint prosthesis containing a femoral and tibial components, and a hinge element connecting the femoral and tibial components with the possibility of mutual bending and extension, characterized in that the hinge element consists of an axis, a nut with an external conical surface, a cap locking nut and two flange bushings , the axis is made with the middle cylindrical part, at one end with a seating cone and a rounded head, and at the other with a threaded shank having a diameter smaller than the diameter one meter of the cylindrical part, and the threaded shank is designed for a nut with an external conical surface and for a cap locking nut, the femoral component is made in the form of a complete prosthesis of the femur, or consists of a lower elongated femoral element, mating with the elongated intramedullary femoral leg through the connecting sleeve of the femoral component, or consists of a lower shortened femoral element, mating with a shortened intramedullary femoral leg by means of a thigh pressure screw of the component, the tibial component consists of an upper elongated tibial element that mates with an elongated intramedullary leg by means of a docking sleeve of the tibial component, or of an upper truncated tibial element which mates with a shortened intramedullary leg by means of a clamping nut of the tibial component and a shock absorber, has a full protruding shape and a shock absorber; imitating the femur, but from the side of the lower pineal gland made in the form of a head with shoulders on both sides , a cylindrical hole for flange bushings is made in the head, and cylindrical recesses are made in the shoulders, while the aforementioned cylindrical hole and recesses are located on the same axis, and have holes in the region of the major and minor trochanters, the lower elongated femoral element is made cylindrical at one end, and on the other hand, in the form of a head with shoulders on both sides, a cylindrical hole for flange bushings is made in the head, and cylindrical recesses are made in the shoulders, while the said cylindrical holes The growth and depressions are located on one axis, the latter being transverse to the axis of the said cylindrical end, the lower shortened femoral element is made in the form of a head with shoulders on both sides, a cylindrical hole for flange bushings is made in the head, and cylindrical recesses are made in the shoulders, while the said cylindrical hole and the recesses are located on the same axis, in addition, in the head there is a stepped hole located transversely to the cylindrical hole and having a conical section for I have a docking end of a shortened intramedullary femoral leg and a cylindrical section for the head of the clamping screw of the femoral component, a notch communicating with it is made on the side of the conical section of the stepped hole, elongated intramedullary femoral and tibial legs, each made with one end of the intraosseous, and the other with the end, in the form of a docking the tip, which is a truncated cone, turned by a smaller base outward, and having a restrictive collar on the side of the larger base, is shortened the th first intramedullary femoral leg is made with a middle cylindrical section, and with one end pointed, and the other with a docking, in the form of a truncated cone, a threaded hole for the clamping screw of the femoral component is made along the axis from the side of the connecting end, and the axis of the connecting end is rejected from the axis of the cylindrical section at an angle, each of the mentioned docking sleeves has holes of various diameters - one smaller, for the section adjacent to the shoulder from the side opposite to the inclination the shock absorber is made in the form of a truncated hemispherical segment on the leg, the upper elongated tibial element is cylindrical at one end and with a platform on the other where two eyes are placed with a gap between them for the lower shortened head a femoral element or an elongated femoral element or a complete prosthesis of the femur, and in which a hole is made for the shock absorber leg, conical holes are made in the eyes for the landing cone si and a nut with an external conical surface and having smaller bases located to the said gap, the upper shortened tibial element is made in the form of a plate, on one end of which there are two eyes with a gap between them for the head of the lower shortened or elongated femoral element or a complete femoral prosthesis and on the other there are pins for insertion into the bone and intramedullary protrusion, in the last and the plate there is a stepped hole having conical sections, abutting the base with smaller diameters, one of the sections farthest to the eyes is intended for a truncated cone of a shortened intramedullary tibial leg, and the other for a clamping nut of the tibial component, and the free part of the threaded hole of the clamping nut from the side of the larger base of the cone is for the shock absorber leg, the eyes of the upper elongated and upper shortened tibial element are located respectively in the cylindrical recesses of the lower shortened femoral element or lower about an elongated femoral element or a complete prosthesis of the femur, conical holes are made under the eyelets for an axial landing cone and a nut with an outer conical surface located with a smaller base to the said gap, the axis is placed in the holes of two flange bushings and eyes, the shortened intramedullary tibial leg is made with the middle a cylindrical section, with one end pointed and the other docked in the form of a truncated cone with a threaded spike for screwing the clamping nut of the bolts of the new component, the clamping nut of the tibial component is made with an external conical surface, a length exceeding the length of the threaded spike of the shortened intramedullary tibial leg, the cylindrical end of each of the upper femoral and lower tibial elongated elements is made with a flat butt end and from the flat end side with a conical hole for the said tip of the intramedullary legs, and on the outside from the side of the flat butt end, has a threaded portion for the threaded portion of the corresponding connecting bushings, in the threaded section of the cylindrical end there is a longitudinal groove for the dowel and a horizontal groove for the restrictive shoulder, flange bushings are located in the said hole end-to-end, with flanges outside in the said recesses, all elements of the endoprosthesis, except for the flange bushings, shock absorber and the dowels, are made of titanium alloy with a surface roughness R a not more than 0.1 microns and hardened surface layer with a microhardness of at least 4300 MPa, except for the connection and landing surfaces, which matured have a roughness R a 1,3-2,5 microns and contact surfaces resected bone surfaces having a roughness R z 40-60 microns portion intramedullary legs contactee with the walls of the medullary canal further comprises a coating of titanium nitride having a Micro not less than 5000 MPa.
RU2010116615/14A 2010-04-28 2010-04-28 Module endoprosthesis of knee joint RU2433803C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010116615/14A RU2433803C1 (en) 2010-04-28 2010-04-28 Module endoprosthesis of knee joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010116615/14A RU2433803C1 (en) 2010-04-28 2010-04-28 Module endoprosthesis of knee joint

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2433803C1 true RU2433803C1 (en) 2011-11-20

Family

ID=45316627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010116615/14A RU2433803C1 (en) 2010-04-28 2010-04-28 Module endoprosthesis of knee joint

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2433803C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2636192C2 (en) * 2012-07-26 2017-11-21 ВАЛЬДЕМАР ЛИНК ГМБХ энд КО. КГ Nozzle module for long bone prosthesis
RU2645277C2 (en) * 2012-03-09 2018-02-19 Вальдемар Линк ГмбХ унд Ко.КГ Prosthesis part
RU2721591C2 (en) * 2016-03-09 2020-05-20 Вальдемар Линк Гмбх Унд Ко. Кг Connecting structure
RU202312U1 (en) * 2020-12-01 2021-02-11 Владимир Васильевич Галайко Twist drill
RU2778604C1 (en) * 2021-10-15 2022-08-22 Общество с ограниченной ответственностью "Медико-инженерный центр сплавов с памятью формы" (ООО "МИЦ СПФ") Implant for metaphyseal fixation of the tibial component of the knee joint endoprosthesis and a holder for its installation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Каталог продукции "Link Implants", 2000 г. с.15-31, Н-21. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2645277C2 (en) * 2012-03-09 2018-02-19 Вальдемар Линк ГмбХ унд Ко.КГ Prosthesis part
RU2636192C2 (en) * 2012-07-26 2017-11-21 ВАЛЬДЕМАР ЛИНК ГМБХ энд КО. КГ Nozzle module for long bone prosthesis
RU2721591C2 (en) * 2016-03-09 2020-05-20 Вальдемар Линк Гмбх Унд Ко. Кг Connecting structure
US10973643B2 (en) 2016-03-09 2021-04-13 Waldemar Link Gmbh & Co. Kg Joint configuration
RU202312U1 (en) * 2020-12-01 2021-02-11 Владимир Васильевич Галайко Twist drill
RU2778604C1 (en) * 2021-10-15 2022-08-22 Общество с ограниченной ответственностью "Медико-инженерный центр сплавов с памятью формы" (ООО "МИЦ СПФ") Implant for metaphyseal fixation of the tibial component of the knee joint endoprosthesis and a holder for its installation
RU2816022C1 (en) * 2023-05-11 2024-03-25 Владимир Владимирович Ланцов Elastic intramedullary nail tip

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220338997A1 (en) Modular Rotational Device For Torsionally Stabilizing An Endoprosthesis
US8241365B2 (en) Shoulder prosthesis with vault-filling structure having bone-sparing configuration
JP6275436B2 (en) Height-adjustable arthroplasty plate
US9855147B2 (en) Modular prosthesis
US20110004319A1 (en) Femoral Hip Prosthesis and Method of Implantation
Baleani et al. Initial stability of a new hybrid fixation hip stem: experimental measurement of implant–bone micromotion under torsional load in comparison with cemented and cementless stems
WO2004084773A1 (en) Sphere-on-sphere ankle prosthesis
CA2597617A1 (en) Apparatus and method for shoulder arthroplasty
US8778030B2 (en) Load bearing implants
RU2433803C1 (en) Module endoprosthesis of knee joint
WO2020193078A1 (en) Bone joint implants
Park et al. Hard tissue replacements
US20200405496A1 (en) Bone joint implants
Jacob Biomechanical principles and design details of the thrust plate prosthesis
KR20010082116A (en) Joint prosthesis and anchoring means
Wiebking et al. Initial stability of a new uncemented short-stem prosthesis, Spiron®, in dog bone
Breusch et al. In-vitro rotational stability of cemented stem designs
RU2662419C1 (en) Set of split endoprostheses for cement-free fixation in bones for mammals
Das et al. Biotribology Study of Knee Replacement: A Review
Krukemeyer et al. Endoprosthetics
RU2285505C2 (en) Hip joint endoprosthesis
WO2020209770A1 (en) Collar for preventing dislocation of hip joint prothesis
RU54769U1 (en) Cementless endoprosthesis of the hip joint
Silva et al. Biotribology considerations of total knee replacement
Zuckerman et al. A review of the use of modularity in total shoulder arthroplasty

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190429