PL214930B1 - Trzpień endoprotezy stawu biodrowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest trzpień endoprotezy stawu biodrowego, która wraz główką współpracującą z panewką stosowany jest w endoprotezoplastyce, jako sztuczny staw biodrowy zastępujący chory usunięty operacyjnie. Endoprotezoplastyka polega na wprowadzeniu do kości udowej endoprotezy metalowej, osadzanej w jamie szpikowej kości udowej za pomocą cementu kostnego. Wbijany sztywny implant statyczny, usztywnia kość udową na współpracującej długości i zmniejsza zdecydowanie jej sprężystość pierwotną, co w konsekwencji prowadzić może do aseptycznego obluzowania, który jest stopniowym procesem prowadzącym do zaburzenia mechanicznej integralności wszczepu z kością, co w konsekwencji prowadzi do częstych przypadków złamań trzonów kości udowych wokół protez stawu biodrowego. Współczesne endoprotezy są sztywniejsze od kości korowej i dlatego indukują „stress shielding”, co pozbawia pewne obszary tkanki kostnej właściwych naprężeń, będących mechanicznym stymulatorem adaptacji kości do zmieniających się warunków środowiskowych, i prowadzi też do częstych złamań odcinka przy nasadzie dalszej. Z tego wynika, że dla układu „kość-cement-implant” w górnej części endoprotezy występują większe naprężenia zredukowane, natomiast w kości największe naprężenia zredukowane występują w dolnej części, a zatem kość jest w górnej części odciążona, a obciążenie przenosi endoproteza.

Znana z polskiego opisu patentowego nr 163439 endoproteza stawu biodrowego składa się z części udowej w postaci miecza metalowego zakończonego szyjką, na której jest osadzona główka współpracująca z panewką. Miecz od strony przeciwnej do stawu, jest płaski i zbieżny i jednocześnie przecięty w swojej płaszczyźnie symetrii, zaś na bocznych i czołowych płaszczyznach ma wykonane żebra z zaokrąglonymi kątami. Linie żeber są nachylone do osi działania siły pionowej pod kątem 45°-88° i są parami zbieżne pod kątem od 5°-90°. Żebra w przekroju poprzecznym mają kształt zbliżony do trapezu i są rozmieszczone na powierzchni przedniej i tylnej na całej długości miecza. Żebra te są przerywane na całej swej długości, przy czym suma długości żeber jest większa od sumy przerw pomiędzy nimi.

Znana jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr P 317575 część udowa endoprotezy stawu biodrowego z trzonem, którego przekrój wzrasta od dołu ku górze.

Przekrój wzdłużny trzonu ma kształt klina o lekko zakrzywionej w kierunku powierzchni wewnętrznej, najszerszej części klina. Ta część trzonu ma na powierzchni tylnej i przedniej wybrzuszenia wznoszące się stopniami, które tworzą płaszczyzny równoległe względem siebie oddalone o stałą wysokość równą wysokości stopnia, przy czym w kierunku powierzchni bocznej odległości pomiędzy kolejnymi stopniami są mniejsze niż w kierunku powierzchni wewnętrznej trzonu.

Część udowa endoprotezy stawu biodrowego znana z polskiego opisu patentowego nr 195363, charakteryzuje się tym, że środkowa część trzpienia ma przekrój wzdłużny podobny do trójkąta prostokątnego o zaokrąglonym kącie prostym z podcięciem po przeciwnej stronie kąta prostego, zaś przekrój poprzeczny podobny do elipsy, dolna część trzpienia ma kształt prostokąta o zaokrąglonej części dolnej, natomiast górną część trzpienia stanowi szyjka wyposażona w kołnierz oporowy. W części środkowej trzpienia wykonane są rowki kształtowe, przy czym co najmniej jeden tylny rowek kształtowy jest wykonany na powierzchni tylnej, co najmniej jeden przedni rowek kształtowy jest wykonany na powierzchni przedniej oraz co najmniej jeden boczny rowek kształtowy jest wykonany na powierzchni bocznej. Przekrój poprzeczny dolnej części trzpienia ma kształt koła.

Istota trzpienia według wynalazku, polega na tym, że ma elastyczny trzpień podzielony na segmenty, które oddalone są od siebie, o co najmniej 1/4 wysokości segmentów, których boczna, stożkowa powierzchnia jest gwintowana, korzystnie gwintem o zarysie okrągłym. Pomiędzy segmentami wykonane są mostki sprężyste. Wzdłuż bocznych powierzchni segmentów są, co najmniej dwa rowki wzdłużne pod ćwieki stabilizacyjne obsady, korzystnie o przekroju półowalnym, przy czym długość ćwieków stabilizacyjnych jest równa długości, co najmniej jednego segmentu osadzonego w części bliższej kości udowej. W dolnej i górnej powierzchni segmentu po obwodzie są wykonane podtoczenia korzystnie o przekroju półowalnym, poprawiające sprężystość i elastyczność trzpienia.

Korzystnie, w kołnierzu wykonane są otwory pod ćwieki stabilizacyjne.

Korzystnie, gwint wykonany pomiędzy rowkami wzdłużnymi, na powierzchniach bocznych segmentów, maleje wzdłuż obwodu segmentu, najkorzystniej aż do zaniku, przy czym krawędzie tnące gwintu malejące po obwodzie i umożliwiające łatwe wkręcanie segmentów trzpienia w kanał szpikowy kości udowej, wykonane są korzystnie na dwóch dolnych segmentach.

Korzystnym jest również, gdy górny segment zakończony jest kołnierzem oporowym z gniazdem pod pokrętło, przechodzącym w szyjkę zakończoną głową kulistą.

PL 214 930 B1

Dynamiczny trzpień metalowy według wynalazku, charakteryzuje się podwyższonymi właściwościami odtwarzającymi anatomiczne cechy kości i tym samym pozwala na uzyskanie korzystniejszych warunków współpracy z kością, a mianowicie zapewnia równomierny rozkład naprężeń na całej długości i powierzchni trzpienia osadzonego w kanale szpikowym kości udowej metodą bezcementową lub cementową. Trzpień zapewnia zachowanie ciągłości odkształceń i naprężeń oraz zapobiega ich koncentracji, gdyż zbudowany jest z segmentów gwintowanych połączonych między sobą podatnymi mostkami sprężystymi. Trzpień ma kształt stożkowy taka konstrukcja pozwala zachować podatność trzonu kości udowej na jej długości od krętarza mniejszego do nasady dalszej kości udowej. Trzpień wprowadzany jest do kanału szpikowego poprzez wkręcanie i dzięki segmentowej budowie oraz naciętym gwintem na swojej stożkowej powierzchni, przyjmuje kształt krzywizny jamy szpikowej w przeciwieństwie do stosowanych trzpieni, które wbijane do kanału szpikowego zmuszają kość do przyjęcia ich krzywizny. Ponadto trzpień, charakteryzuje się dużą elastycznością, co bardzo korzystnie wpływa na przebudowę kości, która na tym odcinku jest podatna, a naprężenia pochodzące od obciążeń stawu biodrowego na główkę endoprotezy, rozkładają się równomiernie na całej powierzchni gwintowanej trzpienia. Trzpień pozwala tworzyć typoszereg, w którym poszczególne trzpienie dostosowane są do wielkości anatomicznych kości udowych zależnych od indywidualnych cech pacjenta, takich jak długość i średnica kości udowej, wielkości przenoszonych obciążeń pochodzących od masy własnej pacjenta, czy też od budowy jego układu mięśniowo-kostnego.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia trzpień endoprotezy stawu biodrowego w widoku ogólnym, fig. 2 - trzpień stawu biodrowego z przekrojem segmentu z trzema rowkami wzdłużnymi i z gwintem o zarysie okrągłym, a fig. 3 - trzpień osadzony w kości udowej.

P r z y k ł a d 1

Trzpień endoprotezy stawu biodrowego wykonany w postaci elementu stożkowego zakończonego szyjką 3 z czopem 1, na którym jest osadzona główka 2 współpracująca z panewką stawu biodrowego. Czop 1 jest odchylony od głównej osi trzpienia o 125°. Trzpień podzielony na segmenty 5 jest elastyczny, a segmenty 5 oddalone są od siebie o 1/4 ich wysokości. Boczna, stożkowa powierzchnia segmentów 5 jest gwintowana gwintem o zarysie okrągłym. Pomiędzy segmentami 5 wykonane są mostki sprężyste 6. Wzdłuż bocznych powierzchni segmentów 5 są trzy rowki wzdłużne 9 pod trzy ćwieki stabilizacyjne obsady 8 rozmieszczone symetrycznie co 120°. Rowki wzdłużne 9 mają przekrój półokrągły, ćwieki stabilizacyjne obsady 8 okrągły. Długość ćwieków stabilizacyjnych 8 jest równa długości dwóch segmentów 5 i mostka 6, osadzonych w części bliższej kości udowej 7.

Trzpień wprowadza się we wcześniej wykonany przy użyciu odpowiedniego instrumentu, kanał kształtowy w kości udowej i wkręca się implant, a po ustawieniu trzpienia we właściwej pozycji stabilizuje się go trzema ćwiekami 8.

P r z y k ł a d 2

Trzpień endoprotezy stawu biodrowego wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, trzpień podzielony jest na segmenty 5, które oddalone są od siebie o jedną długość segmentu 5, a gwint pomiędzy rowkami wzdłużnymi 9, na powierzchniach bocznych segmentów 5, maleje wzdłuż obwodu segmentu 5, aż do zaniku, przy czym krawędzie tnące gwintu malejące po obwodzie i umożliwiające łatwe wkręcanie segmentów 5 trzpienia w kanał szpikowy kości udowej 7 dwóch dolnych segmentów rozmieszczone są symetrycznie wzdłuż obwodu segmentu 5.

P r z y k ł a d 3

Trzpień endoprotezy stawu biodrowego wykonany jak w przykładzie pierwszym albo drugim z tą różnicą, że w dolnej i górnej powierzchni segmentu 5 po obwodzie są wykonane podtoczenia 6 o przekroju półowalnym, poprawiające podatność i elastyczność trzpienia. Powierzchnia stożkowa segmentów 5 jest gwintowana gwintem o zarysie okrągłym. Ponadto górny segment 5 trzpienia przechodzący w szyjkę 3 zakończoną główką 2 kulistą, wyposażony jest kołnierz 4 oporowy z gniazdem pod pokrętło. W kołnierzu 4 oporowym wykonane są otwory 10 pod ćwieki stabilizacyjne 8.

Trzpień endoprotezy stawu biodrowego wraz z główką 2 współpracującą z panewką stosowany jest, jako sztuczny staw biodrowy zastępujący chory, usunięty operacyjnie. Pomiędzy segmentami 5 wykonane są podtoczenia tworzące mostki 6 łączące ze sobą poszczególne segmenty 5, przy czym trzpień jest podatny i doskonale dopasuje się do krzywizny kanału szpikowego. Trzpień zapewnia odpowiednią relację obciążeniowo-odkształceniową układu kość-implant, bowiem zbyt duża sztywność trzpienia w stosunku do podatności kości, prowadzi do usztywnienia kości udowej na odcinku współpracy i prowadzi najczęściej do złamania kości udowej na odcinku pomiędzy końcem endoprotezy

PL 214 930 B1 a kłykciem stawu kolanowego. W wyniku wykonanego na trzpieniu kształtowego gwintu o dużej powierzchni kontaktu implantu z kością, pozwala na równomierne rozłożenie nacisków na kość, tworzy strefę równomiernego przenoszenia obciążeń i wpływa korzystnie na przebudowę tkanki kostnej w rejonie implantu (zgodnie z prawem Wolffa).

Claims (4)

1. Trzpień endoprotezy stawu biodrowego w postaci elementu stożkowego zakończonego szyjką, na której jest osadzana główka współpracująca z panewką stawu biodrowego, znamienny tym, że jest elastyczny i podzielony na segmenty (5) oddalone od siebie o odległość równą co najmniej 1/4 wysokości segmentów (5), których boczna stożkowa powierzchnia jest gwintowana, korzystnie gwintem o zarysie okrągłym, zaś pomiędzy segmentami (5) wykonane są mostki sprężyste (6), a wzdłuż bocznych powierzchni segmentów (5) są, co najmniej dwa rowki wzdłużne (9) korzystnie o przekroju półkołowym, pod ćwieki stabilizacyjne obsady (8), przy czym długość ćwieków stabilizacyjnych (8) jest równa długości, co najmniej jednego segmentu (5) osadzonego w części bliższej kości udowej.

2. Trzpień, według zastrz. 1, znamienny tym, że gwint wykonany pomiędzy rowkami wzdłużnymi (9), na powierzchniach bocznych segmentów (5), maleje wzdłuż obwodu segmentu (5), korzystnie aż do zaniku, przy czym krawędzie tnące gwintu malejące po obwodzie i umożliwiające łatwe wkręcanie segmentów (5) trzpienia w kanał szpikowy kości udowej (7), wykonane są korzystnie na dwóch dolnych segmentach (5).

3. Trzpień, według zastrz. 1, znamienny tym, że w dolnej i górnej powierzchni segmentu (5) po obwodzie są wykonane podtoczenia (6) korzystnie o przekroju półowalnym, poprawiające sprężystość i elastyczność trzpienia.

4. Trzpień, według zastrz. 1, znamienny tym, że górny segment (5) zakończony jest kołnierzem (4) oporowym z gniazdem pod pokrętło, przechodzącym w szyjkę (3) zakończoną główką (2) kulistą, przy czym w kołnierzu (4) wykonane są otwory (10) pod ćwieki stabilizacyjne (8).