Конструирование коленного сустава

Размещено на http://www.allbest.ru/

Конструирование коленного сустава

Основные детали санного эндопротеза Search®, выпускаемого фирмой "Eesculap", показан на рис. 3. Бедренный компонент (а) имеет вид скобы, конфигурация и метод крепления которой на подготовленном для имплантации торце бедренной кости зависят от того, будут ли сохранены в прооперированном коленном суставе крестообразные связки и надколенник. Скобу изготавливают из сплава CoCrMo 4-5 типоразмеров для левой и правой ног. Методы крепления - с помощью костного цемента, а также путем механической фиксации с помощью опорных штифтов (не показаны) и биоинтеграции. эндопротез суставный бедренный

Берцовый компонент выполнен в виде пластины (4-8 типоразмеров), повторяющей форму плато большеберцовой кости, с гнездом специальной формы. Пластину крепят на подготовленном торце большеберцовой кости с помощью цемента и шурупов (б). Крепление может быть также осуществлено с помощью профильной ножки регулируемой длины (в). Для этого эндопротез укомплектован вставками 4-х типоразмеров, которые фиксируют в ножке путем посадки на стандартный конус.

Рис. 2. Конструкция эндопротеза «ENDO - Model» 30: 1 и 2 - бедренный и берцовый компоненты, 3 - вставка из СВМПЭ, 4 - стержень, 5 - углубление

Бедренный 1 и берцовый 2 компоненты эндопротеза установлены на ножках 3, которые крепятся с помощью костного цемента в костно-мозговых каналах соответствующих костей. На концах ножек навинчены направляющие 4 для обеспечения их центрального положения в каналах. Берцовый компонент в виде металлической пластины 2 несет палец 5, который установлен в задней части пластины и имеет сферический торец. На пластине закреплена вставка 6 из СВМПЭ, снабженная двумя овальными углублениями 7, которая имитирует верхнюю суставную поверхность берцовой кости. Бедренный компонент выполнен в виде подшипникового блока 8, который укреплен на ножке и снабжен слева и справа от нее опорными пластинками 9, изогнутыми так, что изгиб повторяет анатомическую форму мыщелков. В блоке выполнено горизонтальное сквозное отверстие, в котором установлен изготовленный из СВМПЭ трубчатый подшипник 10, снабженный полым патрубком 11 так, что подшипник и патрубок образуют тройник. Внутрь подшипника вставлена металлическая ось 12. Зазор между опорными пластинками 9 соответствует диаметру патрубка 11, а диаметр отверстия в нем - диаметру пальца 5.

Сборка имплантированного эндопротеза состоит в установке пальца 5 в отверстие патрубка 11, что обеспечивает взаимную фиксацию закрепленных в костях компонентов. При сгибании ноги в колене и подъеме бедра компоненты эндопротеза занимают положение, показанное на рис. 3.16, б. В процессе такого движения опорные пластинки 9 скользят по углублениям 7 полимерной вставки 6, а патрубок 11 перемещается вслед за пальцем 5 по зазору между опорными пластинками, вращая подшипник 10 в зазоре между корпусом блока и осью 12. Вращение берцовой кости в искусственном суставе возможно, благодаря повороту пальца 5 в патрубке 11, но ограничено пределами угловых перемещений опорных пластинок 9 в овальных углублениях полимерной вставки 6.

Ротационные эндопротезы применяют при недостаточности связочного аппарата, но сохранивших свою силу мышцах бедра и голени. Показаниями для их имплантации является варусная или вальгусная (О или Х) деформация коленных суставов, осложненная контрактурой (ограничением движений) или слабостью связочного аппарата.

Комбинированные эндопротезы совмещают достоинства рассмотренных выше конструкций и содержат элементы, позволяющие устранить некоторые их недостатки. Типичным представителем комбинированных эндопротезов является популярный в Европе эндопротез коленного сустава GSB.

Аббревиатура GSB составлена из первых букв создателей этого эндопротеза - ортопедов клиники W. Schulthess в Цюрихе - Gschwend N., Scheier A., Bahler A. На рис. 6 приведены фотографии одной из модификаций эндопротеза GSB, выпускаемой фирмой SULZER medica.

Эндопротез состоит из бедренного 1 и берцового 2 компонентов, которые с помощью ножек и костного цемента фиксируются в бедренной и большеберцовой костях. Бедренный компонент выполнен в виде укрепленного на ножке полого блока 3, несущего на торце выпуклую пластину 4, изгиб которой повторяет анатомическую форму мыщелков и надколенниковой поверхности бедренной кости. В пластине имеется прорезь 5, соединенная с полостью 6 блока. "Потолок" полости образован деталью 7, имеющей специальную криволинейную поверхность. Берцовый компонент представляет собой закрепленное на ножке основание 8, несущее плоский фиксатор 9 криволинейной формы. На основании установлены плоские вставки 10 из СВМПЭ. Бесцементный эндопротез надколенника 11 имеет слегка выпуклую контактную поверхность и несет с обратной стороны предназначенные для закрепления в кости четыре заостренных полиэтиленовых штифта и титановую сетку 12, обеспечивающую остеоинтеграцию.

Рис. 6. Детали эндопротеза GSB (а), поперечный разрез бедренного компонента эндопротеза (б) и эндопротез в собранном виде (в): 1 и 2 - бедренный и берцовый компоненты, 3 - блок, 4 - пластина, 5 - прорезь, 6 - полость, 7 - фиксирующая деталь, 8 - основание, 9 - фиксатор, 10 - вставка, 11 - надколенник, 12 - сетка

После фиксации компонентов эндопротеза в костях коленного сустава вводят фиксатор 9 в полость 6 бедренного блока. Собранный эндопротез работает следующим образом. Пластина 4 опирается на вставки 10, обеспечивая передачу веса тела на голень. При сгибании ноги в колене пластина скользит по вставкам. Пределы сгибания ограничены перемещениями фиксатора 9 в полости 6 блока 3. Контакт фиксатора и поверхностей детали 7 имеет место только в крайних положениях голени. Таким образом предотвращается вывихивание искусственного сустава при плохом функциональном состоянии связок и мышц.

Эндопротез GSB рекомендуют применять при всех заболеваниях коленного сустава, которые делают невозможной ходьбу и не могут быть вылечены методами консервативной терапии или остеотомии. Эндопротез может быть использован для исправления любых осевых деформаций и нестабильности связок коленного сустава. Эндопротезирование надколенника остается дискуссионной проблемой из-за отсутствия достоверных данных о скоростях износа при скольжении естественного хряща надколенника по металлической пластине бедренного компонента и вставки из СВМПЭ в паре трения с той же пластиной.

Разработчики GSB считают, что первичное эндопротезирование коленного сустава порождает множество проблем, сложность которых гораздо выше, чем при замене тазобедренного сустава. Поэтому уже во время первичной операции следует оценивать вероятность ревизионной операции, т.е. постулированной Дж. Чанли "второй линии обороны". Эндопротез GSB дает такую возможность.

Совершенствование эндопротезов коленного сустава происходит в настоящее время главным образом в пределах приведенных выше основных конструкций. Предложен санный протез 35, компоненты которого выполнены полностью из керамики и снабжены ребрами жесткости. В ротационном эндопротезе сделана попытка улучшить подшипниковый блок, задав его перемещение по оптимальной траектории с помощью двух пар перекрестных тяг. В комбинированном эндопротезе такая же задача решается с помощью фигурных пазов в стенках блока, с которыми взаимодействуют выступы находящегося в блоке кулачка.

На сегодняшний день разработано большое количество комбинированных эндопротезов коленного сустава. Приведем следующие примеры. Фирма Biomet Inc. (США) выпускает эндопротез "AGC HPPS", бедренный компонент которого такой же, как у эндопротеза "Search", а берцовый - как у протеза GSBс той разницей, что фиксатор выполнен заодно со вставкой из СВМПЭ. Аналогичную конструкцию узла фиксации имеет эндопротез "Dual Articular" (фирма Biomet Merck Ltd., Англия). Выпускаемый этой же фирмой эндопротез "AGS V2", являющийся по сути санным, содержит в средней части полимерной вставки выступ, препятствующий боковому смещению контактирующего с ней бедренного компонента.

Ориентиром в широкой номенклатуре эндопротезов коленного сустава, наряду с индивидуальными особенностями пациента и технико-экономическими соображениями, является знакомство ортопеда с конструкцией и техникой имплантации эндопротеза, а также его личный опыт и предпочтения.

Размещено на Allbest.ru