RU2574375C2 - Монтажный инструмент для установки вкладышей в вертлужную впадину для эндопротезирования тазобедренного сустава - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к медицине. Монтажный инструмент для инструментальной установки вкладыша с шаровым сводом в вертлужную впадину (чашку) протеза тазобедренного сустава с посадочным инструментом со стержнем, на одном конце которого находится инструмент удержания для вкладыша. Один конец посадочного инструмента выполнен шарообразным и представляет собой часть инструмента для удержания. Инструмент для удержания также включает выполненную как отдельная деталь посадочную головку для шарнирного размещения шаровидного конца посадочного инструмента и выполненный как отдельная деталь вспомогательный элемент монтажа для удержания вкладыша на наружном контуре посадочной головки. Посадочная головка выполнена с возможностью соединения с шаровидным концом с образованием шарового шарнира. По первому варианту представлен способ установки вкладыша с шаровым сводом в вертлужную впадину протеза тазобедренного сустава с помощью монтажного инструмента для инструментальной установки вкладыша с шаровым сводом в вертлужную впадину (чашку) протеза тазобедренного сустава с посадочным инструментом со стержнем, на одном конце которого находится инструмент удержания для вкладыша. Один конец посадочного инструмента выполнен шарообразным и представляет собой часть инструмента для удержания. Инструмент для удержания также включает выполненную как отдельная деталь посадочную головку для шарнирного размещения шаровидного конца посадочного инструмента и выполненный как отдельная деталь вспомогательный элемент монтажа для удержания вкладыша на наружном контуре посадочной головки. Посадочная головка выполнена с возможностью соединения с шаровидным концом с образованием шарового шарнира, причем посадочная головка оснащена шаровидным сводом с эластичным краем, в который при монтаже защелкивается шаровидный конец посадочного инструмента. Вспомогательный элемент монтажа состоит из пружинного кольца с выступающими в радиальном направлении стопорными захватами. Благодаря гибкости пружинного кольца захваты могут сдвигаться по радиусу. На наружном конце захватов располагаются выступающие в радиальном направлении крюки, которые в смонтированном состоянии своей поверхностью захвата прилегают к наружной поверхности вкладыша, а стопорные захваты в то же время своей поверхностью прилегания прилегают к краю вкладыша. Сначала в свод вкладыша вставляют посадочную головку, подходящую к диаметру пары трения вкладыша. Затем на вкладыш, в который введена посадочная головка, насаживают подходящий к наружному диаметру вкладыша вспомогательный элемент монтажа и натягивают на край вкладыша стопорные захваты вспомогательного элемента монтажа, так что захваты надежно удерживают вкладыш. После этого посадочную головку, имеющую опору во вкладыше, насаживают на шаровидный конец посадочного инструмента и замыкают защелкивающееся соединение «шар-свод». По первому варианту представлен способ установки вкладыша с шаровым сводом в вертлужную впадину протеза тазобедренного сустава с помощью монтажного инструмента для инструментальной установки вкладыша с шаровым сводом в вертлужную впадину (чашку) протеза тазобедренного сустава с посадочным инструментом со стержнем, на одном конце которого находится инструмент удержания для вкладыша. Один конец посадочного инструмента выполнен шарообразным и представляет собой часть инструмента для удержания, а инструмент для удержания также включает выполненную как отдельная деталь посадочную головку для шарнирного размещения шаровидного конца посадочного инструмента и выполненный как отдельная деталь вспомогательный элемент монтажа для удержания вкладыша на наружном контуре посадочной головки. Посадочная головка выполнена с возможностью соединения с шаровидным концом с образованием шарового шарнира. Вспомогательный элемент монтажа состоит из пружинного кольца с выступающими в радиальном направлении стопорными захватами. Благодаря гибкости пружинного кольца захваты могут сдвигаться по радиусу, а на наружном конце захватов располагаются выступающие в радиальном направлении крюки, которые в смонтированном состоянии своей поверхностью захвата прилегают к наружной поверхности вкладыша, а стопорные захваты в то же время своей поверхностью прилегания прилегают к краю вкладыша. Затем с помощью посадочного инструмента с закрепленным вкладышем вкладыш вдвигают в чашку, пока стопорные захваты вспомогательного элемента монтажа не соприкоснутся своей нижней стороной с лобовой поверхностью чашки, и оси вкладыша и чашки не окажутся выровнены параллельно друг другу. Затем подают импульс на другой, свободный конец посадочного инструмента, и благодаря этому посадочная головка ударным образом придает вкладышу ускорение в направлении чашки, и благодаря этому вкладыш выдвигается из стопорных захватов и, пребывая по-прежнему в выровненном положении, вдвигается в чашку, пока не наступит «заякоривание» обоих компонентов. Изобретения обеспечивают исключение при установке перекоса вкладыша. 3 н. и 18 з.п. ф-лы; 11 ил.

Description

Изобретение касается монтажного инструмента для инструментальной установки вкладыша с шаровым сводом в вертлужную впадину протеза тазобедренного сустава с инструментом для вдавливания со стержнем, на одном конце которого находится инструмент удержания для вкладыша.

На рынке имеется множество систем протезов для замены естественного тазобедренного сустава в случае болезненных травматических, артрозных или других изменений. При этом, как правило, используют так называемые модульные системы, в которых в чашку, в основном состоящую из металлического сплава, вставляют вкладыш, который образует часть искусственного подшипника скольжения и который может состоять из металлического сплава, керамического материала, пластмассы или композита вышеуказанных материалов. Соединение между вкладышем и чашкой часто реализуют через так называемый конический зажим, при котором часть внешних контуров вкладыша, имеющая коническую форму, образует соединение с фрикционным замыканием с частью внутреннего контура чашки, имеющей соответствующую коническую форму, см. фигуру 1.

Одна из проблем, которые могут возникнуть во время операции, это установка вкладыша в чашку с перекосом. В этом случае вместо описанного конического зажатия может возникнуть заклинивание вкладыша внутри зажимного конуса чашки между тремя точками контакта. В зависимости от величины усилия, прилагаемого при заклинивании, вследствие точечного заклинивания развиваются столь высокие усилия трения, что положение вкладыша во время операции уже более невозможно скорректировать, см. фигуру 2.

Последствия для протеза тазобедренного сустава в случае установки вкладыша с перекосом сильно зависят от материала вкладыша и варьируются от повышенного износа через коррозию вплоть до полного разрушения вкладыша. Таким образом, установленный с перекосом вкладыш может впоследствии быть причиной трудоемкой, болезненной и дорогой оперативной ревизии.

Чтобы избежать установки вкладышей с перекосом, на рынке имеется ряд инструментов для установки. В основе их работы по существу лежат следующие три шага:

1. Захват вкладыша за верхний наружный край.

2. Выравнивание инструмента с вкладышем по чашке, так чтобы оси симметрии чашки и вкладыша проходили параллельно друг другу.

3. Быстрое перемещение (посадка) вкладыша в чашку, при этом прекращение захвата и образование зажимного соединения.

В европейской заявке EP 1076537 B1 и в заявке на патент Германии DE-U-29922792 описаны монтажные инструменты, которые захватывают вкладыш тремя стопорными захватами за верхний край. Далее у этих монтажных инструментов имеется короткая рукоятка, за которую оператор может взять монтажный инструмент и вместе со вкладышем ввести его в операционное поле. Там происходит посадка на чашку и в конце концов посадка вкладыша. Недостатки этих решений - малый осязательный отклик для оператора, сложность установки и упаковки из-за необходимости в конструктивном пространстве инструмента - устраняются монтажным инструментом согласно патенту Германии DE 102009054633.

Разные хирурги считают недостатком работу непосредственно вручную, когда руку вводят прямо в операционное поле с возможностью соприкосновение с тканями раны. С точки зрения хирургов это может повысить риск инфекции.

Кроме того, это резко ограничивает на краткое время обзор операционного поля. По указанным причинам некоторые хирурги (операторы) предпочитают работать с компонентами протезов с помощью инструментов с длинным стержнем и захватом на конце.

В публикации международной заявки на патент WO 2008/106598 описан монтажный инструмент, у которого на вкладыш надвигают определенного рода эластичную крышку. При этом край крышки захватывает вкладыш по всей образующей. Через отверстие в крышке, включая радиальную прорезь, вводят посадочный инструмент, либо же комбинацию из вкладыша и крышки насаживают на инструмент для посадки. С помощью инструмента для посадки (импактора) вкладыш вводят в операционное поле и присоединяют.

Недостатки описанного решения следующие:

Соединение между крышкой и импактором, хотя и обладает в силу радиального прохождения прорези в крышке незначительной эластичностью, не допускает значительного перекоса вкладыша с крышкой относительно оси импактора. То есть вкладыш при введении в операционное поле по существу выровнен перпендикулярно оси стержня инструмента. Выравнивание вкладыша и чашки (друг относительно друга), следовательно, не происходит самостоятельно, а его должен активными действиями осуществить оператор. Край крышки охватывает всю образующую вкладыша и для правильного выравнивания вкладыша относительно чашки, должен также по всей образующей прилегать к лобовой поверхности чашки. Если из-за выступающих остатков тканей, например остеофитов, это невозможно, то правильное выравнивание вкладыша до посадки невозможно. Вследствие этого возрастает риск установки с перекосом, либо же инструмент невозможно применять. Из-за полного охвата вкладыша крышкой возможно ухудшение обзора лобовой поверхности чашки при установке вкладыша, так что правильное выравнивание вкладыша относительно чашки невозможно контролировать визуально.

В основе изобретения лежит задача усовершенствовать монтажный инструмент на основе ограничительной части пункта 1 таким образом, чтобы при установке был исключен перекос вкладыша и чтобы монтажный инструмент включал в себя инструмент для посадки (импактор) в форме стержня.

Благодаря тому, что один конец стержневидного инструмента для посадки выполнен шарообразным и представляет собой часть инструмента для удержания, а инструмент для удержания также включает в себя выполненную как отдельная деталь посадочную головку для шарнирного размещения шаровидного конца инструмента для посадки, и выполненный как отдельная деталь вспомогательный элемент монтажа для удержания вкладыша на наружном контуре посадочной головки, а посадочную головку можно соединять с шаровидным концом с образованием шарового шарнира - перекос вкладыша при установке исключается. Монтажный инструмент включает в себя стержневидный посадочный инструмент.

Предпочтительно, чтобы наружные контуры посадочной головки точно соответствовали геометрическим очертаниям шаровидного свода, благодаря чему импульс при установке передается на свод во вкладыше равномерно.

В одной из форм исполнения посадочная головка оснащена шаровидным сводом с эластичным краем, в который при монтаже защелкивается шаровидный конец посадочного инструмента, благодаря чему упрощается разъемное закрепление посадочной головки.

В предпочтительной форме исполнения вспомогательный элемент монтажа состоит из пружинного кольца с выступающими в радиальном направлении стопорными захватами, причем благодаря гибкости пружинного кольца захваты можно сдвигать по радиусу, а на наружном конце захватов располагаются выступающие в радиальном направлении крюки, которые в смонтированном состоянии своей удерживающей поверхностью прилегают к наружной поверхности вкладыша, а стопорные захваты в то же время своей поверхностью прилегания прилегают к краю вкладыша. Это позволяет избежать перекоса.

Предпочтительно, чтобы по краю свода, по всей образующей, коаксиально проходил паз. В этот паз в собранном состоянии может входить пружинное кольцо вспомогательного элемента монтажа.

В предпочтительной форме исполнения пружинное кольцо и стопорные захваты в смонтированном состоянии находятся в одной плоскости выше свода вкладыша, что облегчает работу.

Предпочтительно, чтобы над шаровидным концом посадочного инструмента располагался выступ для ограничения движений шарового шарнира. Этот выступ образован по окружности стержня.

Чтобы вспомогательный элемент монтажа не соскальзывал с посадочного инструмента, предпочтительно, чтобы диаметр посадочной (вдавливающей) головки в радиальном направлении был больше, чем диаметр пружинного кольца вспомогательного элемента монтажа.

Монтажный инструмент согласно изобретению для инструментальной установки вкладыша с шаровым сводом в вертлужную впадину (чашку) протеза тазобедренного сустава состоит из:

- посадочного инструмента со стержнем, один из концов которого выполнен в форме шара,

- выполненной в виде отдельной детали посадочной головки для шарнирного размещения шаровидного конца посадочного для вдавливания и

- выполненного в виде отдельной детали вспомогательного элемента монтажа для разъемного закрепления вкладыша.

Способ установки вкладыша с шаровым сводом в вертлужную впадину (чашку) протеза тазобедренного сустава согласно изобретению с помощью описанного только что монтажного инструмента отличается тем,

- что сначала в свод вкладыша вставляют посадочную головку, подходящую к диаметру пары трения вкладыша,

- что затем на вкладыш, в который введена посадочная головка, насаживают подходящий к наружному диаметру вкладыша вспомогательный элемент монтажа и натягивают на край вкладыша стопорные захваты вспомогательного элемента монтажа, так что захваты надежно удерживают вкладыш,

- что после этого посадочную головку, имеющую опору во вкладыше, насаживают на шаровидный конец инструмента для посадки и замыкают защелкивающееся соединение «шар-свод».

Дальнейшие действия при монтаже предпочтительно отличаются тем,

- что затем с помощью инструмента для посадки с закрепленным вкладышем вкладыш вдвигают в чашку, пока стопорные захваты вспомогательного элемента монтажа не соприкоснутся своей нижней стороной с лобовой поверхностью чашки, и оси вкладыша и чашки не окажутся выровнены параллельно друг другу,

- что затем подают импульс на другой, свободный конец посадочного инструмента, и благодаря этому посадочная головка ударным образом придает вкладышу ускорение в направлении чашки, и благодаря этому вкладыш выдвигается из стопорных захватов и, пребывая по-прежнему в выровненном положении, вдвигается в чашку, пока не наступит «заякоривание» обоих компонентов.

Ниже приведено дальнейшее пояснение изобретения со ссылкой на фигуры. Одинаковые номера обозначают один и тот же предмет.

На фигуре 1 показана чашка 5, в которой с помощью конического зажатия 10 правильно установлен вкладыш 4.

На фигуре 2 показана чашка 5, в которой вкладыш 4 установлен с перекосом. Предусмотренное коническое зажатие 10 не осуществляется. Этого следует избегать.

На фигуре 3 представлен монтажный инструмент, состоящий из посадочного инструмента 1 с рукояткой 6, стержня 7 и шаровидного конца 8, представляющего собой часть шарового шарнира, и из присоединяемой (насаживаемой) посадочной головки 2 со сводом, играющим роль второй части шарового шарнира, для помещения шаровидного конца 8, а также из вспомогательного элемента монтажа 3.

На фигуре 4a изображен посадочный инструмент 1 со стержнем 7, который на одном конце переходит в рукоятку 6, а с противоположной стороны имеет шаровидный конец 8 как часть шарового шарнира. В представленной на иллюстрации форме исполнения стержень 7 загнут под углом. На шаровидном конце 8 размещается выступ 11, играющий роль упора при перекосе. На фигуре 4b показан альтернативный посадочный инструмент без упора, предохраняющего от перекоса, а на фигуре 4c - разрез A-A согласно фигуре 4b.

На фигуре 5a представлена посадочная головка 2 при виде сверху, а на фигуре 5b - разрез A-A согласно фигуре 5a.

На фигуре 5c показан посадочный инструмент с насаженной на него посадочной (вдавливающей) головкой в различных видах и в разрезе. Насаживаемая посадочная головка 2 оснащена проходящим по образующей пазом 12 для размещения пружинного кольца 13 вспомогательного элемента монтажа 3. У шаровидного свода 14 имеется эластичный (упругий) и выступающий выше экватора шара край свода 15. Посадочный инструмент 1 соединен с посадочной головкой 2 шаровидным концом 8, образуя шаровой шарнир.

На фигуре 6 показан посадочный инструмент 1 в сборе со вспомогательным элементом монтажа 3, посадочной головкой 2 и вкладышем 4 - в готовом для установки во время операции вкладыша 4 в вертлужную впадину 5 состоянии.

На фигуре 7а изображен посадочный инструмент 1 в сборе со вспомогательным элементом монтажа 3, посадочной головкой 2 и вкладышем 4 перед контактом с вертлужной впадиной (чашкой) 5, а на фигуре 7b - после установки на чашку 5.

На фигуре 8a изображен вспомогательный элемент монтажа 3 с тремя стопорными захватами, выполненный как отдельная деталь, а на фигуре 8b [он же] в посаженном и закрепленном на вкладыше 4 виде. На фигуре 8c показан разрез, соответствующий фигуре 8b.

На фигуре 9a изображен вспомогательный элемент монтажа 3 c пятью стопорными захватами, выполненный как отдельная деталь, а на фигуре 9b [он же] в посаженном и закрепленном на вкладыше 4 виде. На фигуре 8c показан разрез, соответствующий фигуре 8b.

Фигура 10a изображает альтернативный вспомогательный элемент монтажа 3 также с 5 стопорными захватами, выполненный в виде отдельной детали, при виде сверху (фигура 10a), в разрезе (фигура 10b) и общий вид (фигура 1c).

Фигуры 11a-h представляют способ согласно изобретению в процессе сборки. На фигуре 11a показаны вспомогательный элемент монтажа 3, посадочная головка 2 и вкладыш 4 как отдельные детали перед сборкой.

На фигуре 11b изображена вставленная во вкладыш 4 посадочная головка 2.

На фигуре 11c показан вспомогательный элемент монтажа 3, который насажен на вкладыш 4 со вставленной посадочной головкой 2 и стопорные захваты которого натянуты на край вкладыша 4.

На фигуре 11d изображены соединенные детали - вспомогательный элемент монтажа 3, посадочная головка 2 и вкладыш 4 - до соединения с посадочным инструментом 1.

Фигура 11e демонстрирует собранное состояние защелкивающегося соединения между посадочным инструментом 1 и посадочной головкой 2.

На фигуре 11f показан весь набор в полностью смонтированном состоянии при введении в операционное поле перед контактом с чашкой 5.

На фигуре 11g изображен введенный вкладыш 4 со вспомогательным элементом монтажа 3, прилегающим нижней своей стороной к лобовой стороне чашки 5.

На фигуре 11h показан закрепленный в чашке 5 вкладыш 4 и находящиеся после отделения от вкладыша еще в соединенном друг с другом состоянии отдельные детали - посадочную головку 2, посадочный инструмент 1 и вспомогательный элемент монтажа 3.

Монтажный инструмент согласно изобретению в соответствии с фигурами состоит из посадочного инструмента 1, посадочной головки 2 и вспомогательного элемента монтажа 3 и располагает следующими функциональными элементами либо же отдельными деталями:

- посадочным инструментом 1 с рукояткой 6, по концу которого при посадке выполняют удар молотком;

- прямым или изогнутым для применения в минимально инвазивной технологии стержнем 7, конец которого, обращенный от рукоятки 6, завершается шаром 8.

- в качестве опции вблизи шарообразного завершения либо же шара 8 может быть предусмотрен еще и выступ 11, который при перекосе присоединенного вкладыша 4 играет роль механического упора для ограничения движения;

- посадочной головкой 2 в форме шарового сегмента, который приблизительно представляет собой диаметр шаровидной головки, подходящий к своду вкладыша 4. Кроме того, посадочная головка 2 оснащена шаровидным сводом 14 с эластичным краем 15, в который при монтаже защелкивается шаровидный конец либо же шар 8 стержня 7 и образует таким образом шаровой шарнир с низким трением. Сверх того, посадочная головка 2 располагает проходящим по образующей пазом 12 для размещения эластичного пружинного кольца 13 вспомогательного элемента монтажа 3 в соответствии с патентом Германии DE 102009054633 - см., например, фигуру 5.

Описанный в настоящем тексте монтажный инструмент предусмотрен в качестве добавления или дополнительного инструментария к монтажному инструменту согласно патенту Германии DE 102009054633 (в дальнейшем именуемому «вспомогательным элементом монтажа») и предпочтительно применяется в комбинации с последним. Он позволяет хирургам, которые критически относятся к установке вкладышей непосредственно рукой, работать со вкладышами и вставлять их с помощью «классического» инструмента с длинным стержнем 7 и расположенной на конце рукояткой 6. Вспомогательные инструмент монтажа согласно заявке на патент Германии DE 102009054633 предпочтительно предоставляется дополнительно в качестве одноразового изделия. Описанный в настоящем тексте монтажный инструмент, состоящий из небольшого количества отдельных частей, предпочтительно предоставляется в качестве пригодного к многократной стерилизации инструментария в так называемом сите.

Модульная комбинация одноразового изделия - вспомогательного элемента монтажа и многоразового изделия - монтажного инструмента предоставляет ряд преимуществ в сравнении с интеграцией всех функций в одном монтажном инструменте многоразового применения. Палитра размеров вкладышей ориентируется на диаметр пары трения и на наружный диаметр вкладыша 4. При этом на рынке обычно существуют вкладыши 4 с одинаковым диаметром пары трения, но с различными наружными диаметрами. При этом наружный диаметр, как правило, ориентирован на диаметр чашки 5, в которую необходимо установить вкладыш 4. Кроме того, для рынка обычным является наличие для одного наружного диаметра вкладышей 4 с различными диаметрами пар скольжения.

Чтобы работать со всеми этими вкладышами 4 с помощью многоразового монтажного инструмента, в случае n диаметров пар скольжения и m возможных наружных диаметров понадобилось бы предоставить в наборе инструментов n×m посадочных головок (импакторов) 2. Описанное в настоящем документе модульное решение с дополнительным монтажным инструментом к имеющемуся вспомогательному элементу монтажа, напротив, позволяет обойтись n различными посадочными головками 2 при m различных вспомогательных элементах монтажа 3.

Монтаж деталей во время операции осуществляют, сначала вставляя посадочную головку 2, подходящую к диаметру пары трения вкладыша 4, в свод вкладыша 4. Затем на вкладыш 4, в который введена посадочная головка 2, насаживают подходящий к наружному диаметру вкладыша 4 вспомогательный элемент монтажа 3 и натягивают на край вкладыша 4 стопорные захваты вспомогательного элемента монтажа 3 так, что захваты надежно удерживают вкладыш 4 - см. фигуры 11a-11c. После этого посадочную головку 4, имеющую опору во вкладыше 4, насаживают на шаровидный конец посадочного инструмента 1 и замыкают защелкивающееся соединение «шар-свод». Таким образом, вкладыш 4 готов к работе и к инструментальной внутриоперационной установке в чашку 5. В связи с этим см. фигуры 11d-e.

Установку начинают вводом вкладыша 4 в операционное поле. При этом шаровой шарнир на монтажном инструменте позволяет наклонить вкладыш 4 в направлении оси стержня 7, чтобы иметь возможность лучше «вложить» вкладыш 4 при минимально инвазивном доступе. Равным же образом шаровой шарнир допускает боковое «столкновение» либо «зацепление» вкладыша 4 или захватов 16c тканью раны без риска соскальзывания стопорных захватов 16c вкладыша 4. В таком случае вкладыш 4 перекашивается (наклоняется) в шаровом шарнире и беспрепятственно проскальзывает дальше в операционное поле.

Наконец, вкладыш 4 вдвигают в чашку 5, пока стопорные захваты 16 не соприкоснутся своей нижней стороной с лобовой поверхностью чашки 5. Благодаря этому оси вкладыша 4 и чашки 5 выровнены параллельно друг другу. Этого также можно благодаря шаровому шарниру на монтажном инструменте добиться проще, чем в случае прежних решений. В связи с этим см. фигуры 11f-g.

Когда оси вкладыша 4 и чашки 5 выровнены параллельно друг другу, можно вдавить вкладыш 4 - см. фигуру 11h. С этой целью свободному концу рукоятки 6 сообщают импульс, например, с помощью обычного операционного молотка. Стержень 7 передает импульс на посадочную головку 2. Посадочная головка 2 ударным образом перемещает вкладыш 4 в направлении чашки 5. Благодаря этому вкладыш 4 выдвигается из стопорных захватов 16 и, пребывая по-прежнему в выровненном положении, вдвигается в чашку 5, пока не наступит «заякоривание» обоих компонентов, например, посредством конического зажатия 10. После высвобождения стопорных захватов 16 вспомогательный элемент монтажа 3 несколько подскакивает на стержне 7, но его состояние подвески на стержне 7 надежно сохраняется.

Затем в зависимости от рекомендаций изготовителя протеза можно выполнить и еще удары для надежной фиксации компонентов. После этого монтажный инструмент извлекают из операционного поля. Благодаря конструктивному исполнению вдавливающей головки 2 гарантируется, что вспомогательный элемент монтажа 3 не может случайно остаться в операционном поле. Так, диаметр вдавливающей головки 2 в радиальном направлении больше, чем диаметр пружинного кольца 13 вспомогательного элемента монтажа 3. Таким образом, вспомогательный элемент монтажа 3 обязательно будет изъят из операционного поля.

Ниже приведено описание предпочтительных изобретательских вариантов исполнения вспомогательного элемента монтажа 3, которые можно применять по отдельности или в сочетании с описанным выше посадочным инструментом 1 и посадочной головкой 2.

На фигурах 8, 9 и 10 показаны три вспомогательных элемента монтажа 3 согласно изобретению, состоящие из кольцевидного эластичного (упругого) пружинного кольца 13 с захватами 16.

Вспомогательный элемент монтажа 3 (также называемый монтажным инструментом) согласно фигуре 8 в этой форме исполнения состоит из эластичного кольцевидного пружинного кольца 12, к которому присоединены три стопорных захвата 16. При этом с точки зрения техники изготовления целесообразно конструировать вспомогательный элемент монтажа 3 в виде монолитной детали, которую можно изготавливать, например, литьем под давлением. Эластичность вспомогательного элемента монтажа 3 приводит к тому, что стопорные захваты 16 можно сдвигать в радиальном направлении. При этом с ростом сдвига стопорных захватов 16 в радиальном направлении возрастает и пружинное усилие, которое необходимо преодолеть. На график зависимости усилия от пути для стопорных захватов 16 можно повлиять, придавая пружинному кольцу 13 соответствующую форму.

У каждого стопорного захвата 16 имеется по одной поверхности захвата 17 и по одной поверхности прилегания 18 (см. фигуру 10b). В собранном виде стопорные захваты 16 прилегают своей поверхностью прилегания 18 к лобовой поверхности вкладыша 4. В собранном виде поверхности захвата 17 прилегают к наружной поверхности 19 вкладыша 4. Таким образом, в собранном состоянии стопорные захваты 16 захватывают вкладыш 4 за лобовую поверхность и наружный край. Предпочтительно, чтобы пружинное кольцо 13 и стопорные захваты 16 находились в плоскости выше свода 20 вкладыша 4. Благодаря этому легче ухватить вспомогательный элемент монтажа 3.

На фигуре 9 показан альтернативный вспомогательный элемент монтажа 3 согласно изобретению с пятью стопорными захватами 16, которые на равном расстоянии отходят в радиальном направлении от пружинного кольца 13.

Согласно изобретению вспомогательный элемент монтажа 3 имеет такой размер, чтобы стопорные захваты 16 можно было надвинуть на наружный край вкладыша 4 только с растяжением в радиальном направлении. Это значит, что пружинное кольцо 13 деформируется, а на стопорные захваты 16 воздействует упругое усилие. Таким образом, каждая поверхность захвата 17 (см. фигуру 9c) оказывает на вкладыш 4 сдавливающее воздействие, которое по модулю и направлению приблизительно равно пружинному усилию, действующему на данный конкретный стопорный захват 16. Благодаря сдавливающим силам между поверхностями захвата 17 и наружной поверхностью 19 вкладыша 4 действуют также силы трения, которые противодействуют стягиванию (снятию) вспомогательного элемента монтажа 3 со вкладыша 4. Это существенно для исполнения функции вспомогательного элемента монтажа 3.

На фигуре 9b показан вкладыш 4 со вспомогательным элементом монтажа 3 согласно изобретению в собранном состоянии.

Когда вкладыш 4 со смонтированным на нем вспомогательным элементом монтажа 3 вдвигают в чашку 5, стопорные захваты 16 своими нижними концами входят в контакт с лобовой поверхностью чашки 5. Поскольку протяженность в направлении вниз у всех стопорных захватов 16 одинакова, точки контакта образуют плоскость, которая параллельна как лобовой поверхности чашки 5, так и лобовой поверхности вкладыша 4. Благодаря этому, следовательно, одновременно осуществляется выравнивание обеих лобовых поверхностей, так что они располагаются параллельно друг другу. Это противодействует возможному перекосу вкладыша 4. В силу еще присутствующей в этот момент боковой щели между вкладышем 4 и чашкой 5 возможен незначительный сдвиг вкладыша 4 в чашке 5. Многократное перемещение вкладыша 4 вперед-назад в чашке 5 позволяет пользователю проверить правильность положения вкладыша 4 в чашке 5. Именно наличие возможности слегка сдвигать компоненты, а также их соударение дает пользователю очень хорошую тактильную обратную связь, информирующую его о правильном положении вкладыша 4 в чашке 5. Это справедливо для того случая, когда посадочный инструмент 1 не используют, а пользователь заменяет посадочный инструмент 1 своим пальцем.

Чтобы, в конце концов, вдвинуть вкладыш 4 в чашку 5 вплоть до контакта с фрикционным замыканием между обеими коническими поверхностями снаружи на вкладыше 4 и внутри на чашке 5 - необходимо преодолеть силы трения между поверхностями захвата 17 вспомогательного элемента монтажа 3 и наружной поверхностью 19 вкладыша 4. Это осуществляют постоянным или предпочтительно скачкообразным увеличением соединяющего усилия по оси, которое передает палец пользователя. Вкладыш 4 проскальзывает по оставшемуся короткому отрезку в чашку 5, причем какой-либо достойный упоминания перекос вкладыша 4 более невозможен. Возможные незначительные перекосы компенсируются и корректируются самоцентрирующим эффектом конического зажимного соединения.

С наружных концов стопорных захватов 16 предпочтительно размещаются проколы 21 для облегчения изготовления методом литья под давлением.

Форма исполнения вспомогательного элемента монтажа 3 с пятью вместо всего трех стопорных захватов 16 обладает преимуществом значительно более сильного зажатия вкладыша 4. Кроме того, в самом неблагоприятном случае при размыкании или отламывании одного захвата 16 во время применения функция установки в чашку 5 обеспечена.

Пружинное кольцо 13, находящееся на вкладыше 4 и выступающее вверх над лобовой поверхностью вкладыша 4 в собранном состоянии вспомогательного элемента монтажа 3 (см. фигуру 9), улучшает возможности пользователя по работе (сообщает ему больше тактильной информации) при захвате в собранном состоянии. Высота по оси h пружинного кольца 13 (см. фигуру 9) в форме исполнения согласно фигуре 9 предпочтительно находится в пределах от 6 до 12 мм, особо предпочтительно - от 8 до 10 мм, а в особенной форме исполнения составляет 9 мм.

Указанная высота h пружинного кольца 13 дает дополнительную возможность размыкания, помимо стандартного размыкания путем проведения пальца и одновременно осевого надавливания на дно свода вкладыша 4. Захват пружинного кольца 13 и простое надавливание на пружинное кольцо 13 сверху также размыкает удерживающее соединение, и вкладыш 4 вдавливается в чашку 5 и размещается, и фиксируется там посредством конического зажатия.

Как описано выше, вместо пальца можно применять посадочный инструмент 1 с посадочной головкой 2. Оба варианта применения (палец или посадочный инструмент) дают одинаковый результат, а именно долгосрочное стабильное «заякоривание» вкладыша 4 в чашке 5, как это показано на фигуре 1. Вкладыш 4, установленный с перекосом, как показано на фигуре 2, исключен.

На фигуре 10 показан, как уже упомянуто, еще один вспомогательный элемент монтажа 3 согласно изобретению с пятью стопорными захватами 16, которые на равном расстоянии отходят в радиальном направлении от пружинного кольца 13.

В этой форме исполнения вспомогательный элемент монтажа 3 имеет такой размер, чтобы стопорные захваты 16 можно было надвинуть на наружный край вкладыша 4 только с растяжением в радиальном направлении. Это значит, что пружинное кольцо 13 деформируется, а на стопорные захваты 16 воздействует упругое усилие. Таким образом, каждый стопорный захват 16 через свою поверхность захвата 17 (см. фигуру 10 с) оказывает на вкладыш 4 сдавливающее воздействие, которое по модулю и направлению приблизительно равно пружинному усилию, действующему на данный конкретный стопорный захват 16. Это существенно для функционирования вспомогательного элемента монтажа 3.

Форма вспомогательного элемента монтажа при этом выполнена с более высоким расходом материала по всей детали.

Переход между пружинным кольцом 13 и стопорным захватом 16 представляет собой плавный изгиб. Предпочтительно, чтобы высота пружинного кольца 13 и стопорного захвата 16 по оси была одинакова, находясь в пределах от 3 до 5 мм.

Ширина стопорных захватов 16 с поверхностями захвата 17 постоянно одинакова. Она предпочтительно находится между 10 и 14 мм, в особенной форме исполнения равняясь 12 мм. Прямые поверхности захвата 17 предпочтительно соответствуют по радиусу наружной поверхности 19 вкладыша 4. Благодаря тому, что в силу этого больше площадь контакта, сила трения возрастает.

Эта геометрическая форма увеличивает жесткость детали, давая преимущество значительно более сильного зажатия вкладыша. Благодаря этому повышается сопротивление преждевременному отсоединению вспомогательного элемента монтажа 3 от вкладыша 4 при контакте с окружением.

Благодаря высокому усилию зажима либо же большому усилию, необходимому, чтобы преодолеть сопротивление рассоединению при использовании, вспомогательный инструмент монтажа 3, посадочный инструмент 1 и вдавливающая головка 2 прекрасно подходят друг к другу.

Чтобы ровно разместить вкладыш 4 путем преодоления сил трения между поверхностями захвата 17 вспомогательного элемента монтажа 3 и наружной поверхностью 19 вкладыша, рекомендуется скачкообразное (ударное) повышение усилия соединения посредством легкого удара ладонью по концу посадочного инструмента 1.

Описанный в настоящем тексте вспомогательный элемент монтажа предпочтительно предоставляют в качестве пригодного к многократной стерилизации продукта вместе с посадочным инструментом 1 и посадочной головкой 2 в так называемом сите. Выбор материала для вспомогательного элемента монтажа соответствует требованиям, заданным применительно к устойчивости при многократных циклах подготовки (стерилизация паром при 134°C).

Claims (21)

1. Монтажный инструмент для инструментальной установки вкладыша (4) с шаровым сводом (20) в вертлужную впадину (чашку) (5) протеза тазобедренного сустава с посадочным инструментом (1) со стержнем (7), на одном конце которого находится инструмент удержания для вкладыша (4), отличающийся тем, что один конец (8) посадочного инструмента (1) выполнен шарообразным и представляет собой часть инструмента для удержания, а инструмент для удержания также включает выполненную как отдельная деталь посадочную головку (2) для шарнирного размещения шаровидного конца (8) посадочного инструмента (1) и выполненный как отдельная деталь вспомогательный элемент монтажа (3) для удержания вкладыша (4) на наружном контуре посадочной головки (2), а посадочная головка (2) выполнена с возможностью соединения с шаровидным концом (8) с образованием шарового шарнира.

2. Монтажный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что наружный контур посадочной головки (2) соответствует геометрическим очертаниям свода (20) вкладыша (4).

3. Монтажный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что посадочная головка (2) оснащена шаровидным сводом (14) с эластичным краем (15), в который при монтаже защелкивается шаровидный конец (8) посадочного инструмента (1).

4. Монтажный инструмент по п. 3, отличающийся тем, что край свода (15) коаксиально окружен проходящим по образующей пазом (12).

5. Монтажный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что вспомогательный элемент монтажа (3) состоит из пружинного кольца (13) с выступающими в радиальном направлении стопорными захватами (16), причем благодаря гибкости пружинного кольца (13) захваты (16) могут сдвигаться по радиусу, а на наружном конце захватов (16) располагаются выступающие в радиальном направлении крюки (9), которые в смонтированном состоянии своей поверхностью захвата (17) прилегают к наружной поверхности (19) вкладыша (4), а стопорные захваты (16) в то же время своей поверхностью прилегания (18) прилегают к краю вкладыша (4).

6. Монтажный инструмент по п. 5, отличающийся тем, что пружинное кольцо (13) и стопорные захваты (16) в собранном состоянии располагаются в плоскости выше свода (20) вкладыша (4).

7. Монтажный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что над шаровидным концом (8) посадочного инструмента (1) размещен выступ (11) для ограничения движений шарового шарнира (8, 14).

8. Монтажный инструмент по п. 5, отличающийся тем, что диаметр посадочной головки (2) в радиальном направлении больше, чем диаметр пружинного кольца (13) вспомогательного элемента монтажа (3).

9. Способ установки вкладыша (4) с шаровым сводом (20) в вертлужную впадину (5) протеза тазобедренного сустава с помощью монтажного инструмента для инструментальной установки вкладыша (4) с шаровым сводом (20) в вертлужную впадину (чашку) (5) протеза тазобедренного сустава с посадочным инструментом (1) со стержнем (7), на одном конце которого находится инструмент удержания для вкладыша (4), причем один конец (8) посадочного инструмента (1) выполнен шарообразным и представляет собой часть инструмента для удержания, а инструмент для удержания также включает выполненную как отдельная деталь посадочную головку (2) для шарнирного размещения шаровидного конца (8) посадочного инструмента (1) и выполненный как отдельная деталь вспомогательный элемент монтажа (3) для удержания вкладыша (4) на наружном контуре посадочной головки (2), а посадочная головка (2) выполнена с возможностью соединения с шаровидным концом (8) с образованием шарового шарнира, причем посадочная головка (2) оснащена шаровидным сводом (14) с эластичным краем (15), в который при монтаже защелкивается шаровидный конец (8) посадочного инструмента (1), и причем вспомогательный элемент монтажа (3) состоит из пружинного кольца (13) с выступающими в радиальном направлении стопорными захватами (16), причем благодаря гибкости пружинного кольца (13) захваты (16) могут сдвигаться по радиусу, а на наружном конце захватов (16) располагаются выступающие в радиальном направлении крюки (9), которые в смонтированном состоянии своей поверхностью захвата (17) прилегают к наружной поверхности (19) вкладыша (4), а стопорные захваты (16) в то же время своей поверхностью прилегания (18) прилегают к краю вкладыша (4), отличающийся тем,
- что сначала в свод (14) вкладыша (4) вставляют посадочную головку (2), подходящую к диаметру пары трения вкладыша (4),
- что затем на вкладыш (4), в который введена посадочная головка (2), насаживают подходящий к наружному диаметру вкладыша (4) вспомогательный элемент монтажа (3) и натягивают на край вкладыша (4) стопорные захваты (16) вспомогательного элемента монтажа (3), так что захваты (16) надежно удерживают вкладыш (4),
- что после этого посадочную головку (2), имеющую опору во вкладыше (4), насаживают на шаровидный конец (8) посадочного инструмента (1) и замыкают защелкивающееся соединение «шар-свод».

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором дополнительно наружный контур посадочной головки (2) соответствует геометрическим очертаниям свода (20) вкладыша (4).

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором дополнительно край свода (15) коаксиально окружен проходящим по образующей пазом (12).

12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором дополнительно пружинное кольцо (13) и стопорные захваты (16) в собранном состоянии располагаются в плоскости выше свода (20) вкладыша (4).

13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором дополнительно над шаровидным концом (8) посадочного инструмента (1) размещен выступ (11) для ограничения движений шарового шарнира (8, 14).

14. Способ по п. 9, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором диаметр посадочной головки (2) в радиальном направлении больше, чем диаметр пружинного кольца (13) вспомогательного элемента монтажа (3).

15. Способ установки вкладыша (4) с шаровым сводом (20) в вертлужную впадину (5) протеза тазобедренного сустава с помощью монтажного инструмента для инструментальной установки вкладыша (4) с шаровым сводом (20) в вертлужную впадину (чашку) (5) протеза тазобедренного сустава с посадочным инструментом (1) со стержнем (7), на одном конце которого находится инструмент удержания для вкладыша (4), причем один конец (8) посадочного инструмента (1) выполнен шарообразным и представляет собой часть инструмента для удержания, а инструмент для удержания также включает выполненную как отдельная деталь посадочную головку (2) для шарнирного размещения шаровидного конца (8) посадочного инструмента (1) и выполненный как отдельная деталь вспомогательный элемент монтажа (3) для удержания вкладыша (4) на наружном контуре посадочной головки (2), а посадочная головка (2) выполнена с возможностью соединения с шаровидным концом (8) с образованием шарового шарнира, причем вспомогательный элемент монтажа (3) состоит из пружинного кольца (13) с выступающими в радиальном направлении стопорными захватами (16), причем благодаря гибкости пружинного кольца (13) захваты (16) могут сдвигаться по радиусу, а на наружном конце захватов (16) располагаются выступающие в радиальном направлении крюки (9), которые в смонтированном состоянии своей поверхностью захвата (17) прилегают к наружной поверхности (19) вкладыша (4), а стопорные захваты (16) в то же время своей поверхностью прилегания (18) прилегают к краю вкладыша (4), отличающийся тем,
- что затем с помощью посадочного инструмента (1) с закрепленным вкладышем (4) вкладыш (4) вдвигают в чашку (5), пока стопорные захваты (16) вспомогательного элемента монтажа (3) не соприкоснутся своей нижней стороной с лобовой поверхностью чашки (5) и оси вкладыша (4) и чашки (5) не окажутся выровнены параллельно друг другу,
- что затем подают импульс на другой, свободный конец посадочного инструмента (1), и благодаря этому посадочная головка (2) ударным образом придает вкладышу (4) ускорение в направлении чашки (5), и благодаря этому вкладыш (4) выдвигается из стопорных захватов (16) и, пребывая по-прежнему в выровненном положении, вдвигается в чашку (5), пока не наступит «заякоривание» обоих компонентов (4, 5).

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором дополнительно наружный контур посадочной головки (2) соответствует геометрическим очертаниям свода (20) вкладыша (4).

17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором дополнительно посадочная головка (2) оснащена шаровидным сводом (14) с эластичным краем (15), в который при монтаже защелкивается шаровидный конец (8) посадочного инструмента (1).

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором дополнительно край свода (15) коаксиально окружен проходящим по образующей пазом (12).

19. Способ по п. 15, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором дополнительно пружинное кольцо (13) и стопорные захваты (16) в собранном состоянии располагаются в плоскости выше свода (20) вкладыша (4).

20. Способ по п. 15, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором дополнительно над шаровидным концом (8) посадочного инструмента (1) размещен выступ (11) для ограничения движений шарового шарнира (8, 14).

21. Способ по п. 15, отличающийся тем, что способ осуществляют с использованием монтажного инструмента, в котором диаметр посадочной головки (2) в радиальном направлении больше, чем диаметр пружинного кольца (13) вспомогательного элемента монтажа (3).

Images