Наш перевод патента на изобретение: Shah MK. Joint replacement system, US6010535 (Система замены суставов, 2000). Оригинал на английском языке доступен по ссылке: 2000ShahMK.
Изобретатель: Мругаш К. Шах
Текущий правопреемник: физическое лицо
Приложения по всему миру 1998 US
Заявка US09/070,205 события:
1998-04-30 Заявление подано физическим лицом
1998-04-30 Приоритет US09/070,205
2000-01-04 Заявка удовлетворена
2000-01-04 Публикация US6010535A
2018-04-30 Ожидаемое истечение срока действия
Статус: Истек срок действия – Связанно с оплатой
Система замены суставов
Мругаш
К. Шах
Аннотация
Система замены для
сустава, включающая первый чашечный элемент, имеющий внутренний облицовочный
материал и образующий в нем полусферическую полость, шаровой элемент,
размещенный внутри полусферической полости и наклоняемый внутри полости,
фиксирующий элемент, соединенный с первым чашечным элементом для прикрепления
первого чашечного элемента в области вертлужной впадины тазовой кости
человеческого сустава, и фиксирующий элемент, соединенный с шаровым элементом
для прикрепления шарового элемента к области головки бедренной кости
человеческого сустава. Шар имеет внешний диаметр не более одного дюйма.
Фиксирующий элемент представляет собой винт, один конец которого встроен в
первый чашечный элемент и проходит через тазовую кость. Фиксирующий элемент
представляет собой стержень, соединенный одним концом с шаровым элементом и
проходящий в бедренную кость. Фиксирующий элемент далее включает гвоздь,
проходящий через часть бедренной кости и зацепляющийся со стержнем дистальнее
шарового элемента. Этот гвоздь прикреплен к бедренной кости с помощью
хирургических винтов.
Описание
ОБЛАСТЬ
ТЕХНИКИ
Настоящее
изобретение относится к различным медицинским устройствам, используемым для
замены человеческих суставов. Более конкретно, настоящее изобретение относится
к способам и аппаратам для замены человеческих суставов, в частности
тазобедренных суставов.
ПРЕДЫСТОРИЯ
УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Протезы
для замены тазобедренных суставов уже известны. Первоначально можно было
заменить только шаровидный конец на головке бедренной кости, но с тех пор
оказалось возможным заменить любую часть тазобедренного сустава, то есть
вертлужную впадину или шаровидный конец на головке бедренной кости.
Число
людей, живущих с тазобедренными протезами, в настоящее время все больше и
больше увеличивается. Число имплантированных искусственных тазобедренных
суставов оценивается в две тысячи в день. Дальнейшее увеличение случаев до
миллионов объясняется тем, что заболевания тазобедренных суставов из-за износа
численно увеличиваются вместе с быстрым ростом возраста населения,
сопровождаемым соответствующим развитием медицинской техники.
Существующие
методы проведения операции по замене тазобедренного сустава являются
чрезвычайно инвазивными. Таким образом, пациенту потребуются длительные периоды
реабилитации и длительные периоды пребывания в больнице. Поскольку у пациента
удаляется или заменяется большой объем биологического материала, для заживления
требуется много времени. Кроме того, оперативные процедуры очень трудоемки и
очень дороги.
Существующие
методы замены тазобедренного сустава изначально требуют обнажения бедренной
кости. Бедро должно быть вывихнуто, чтобы уровень резекции шейки можно было
измерить проксимально от головки малой бедренной кости на основе
предоперационного шаблонного измерения. Кроме того, центр головки бедренной
кости аппроксимируется и отмечается. Прямоугольный ретрактор используется для
оценки анатомического соотношения для последующего восстановления длины ноги и
смещения. Разрез шейки бедренной кости выполняется с использованием бедренного протеза
в качестве шаблона, с использованием направляющей для резки шейки бедренной
кости или с использованием шаблона для резекции бедренной кости. Разрез шейки
делается слегка горизонтально, что позволяет использовать калькарный планер для
получения гладкой поверхности для возможной посадки воротника-калькара вровень.
После
удаления головки бедренной кости выполняется частичная верхняя и передняя
капсулэктомия, чтобы обеспечить обнажение переднего края вертлужной впадины.
Ретракторы Hohmann или аналогичные ретракторы размещаются над передним краем
для ретракции диафиза вперед. Задний и верхний ретракторы Charnley pin
размещаются в промежутке между капсулой и губой, чтобы обеспечить полное
обнажение. Затем вертлужный край полностью обнажается путем тщательного
удаления вертлужной губы. После завершения обнажения вертлужной впадины
начинается рассверливание. Рассверливание продолжается до тех пор, пока не
будет достигнуто концентрическое удаление всего оставшегося хряща вертлужной
впадины и обнажение точечного кровотечения в субхондральной пластинке.
Медиальным ориентиром для правильной глубины является дно вертлужной впадины,
визуализируемое через вертлужную ямку. Чашечный калибратор, соответствующий
последнему использованному риммеру, помещается на ручку и вставляется в
вертлужную впадину. Размеры вертлужной чашки соответствуют размеру самого
имплантата и должны плотно прилегать к вертлужной впадине.
Затем
необходимо вставить чашку. Чтобы правильно оценить соответствующее положение
компонента, можно легко вставить уменьшенный вертлужный размер и расположить
его в вертлужной впадине, чтобы удалить любые нависающие передние, задние или
верхние остеофиты. После завершения этих шагов правильная вертлужная чаша
фиксируется в вертлужном позиционере и вбивается в полностью сидящее положение.
Затем можно использовать винты для дополнительной фиксации.
После
размещения вертлужного компонента внимание переключается на бедренную кость.
Бедренный канал идентифицируется с помощью ручного развертки. Силовое
развертывание начинается с помощью конической развертки. Развертка медленно
продвигается внутри канала, пока проксимальный режущий край не окажется на
уровне калькара. По мере извлечения развертки оказывается боковое давление,
чтобы обеспечить правильную латерализацию внутри канала. Развертывание
выполняется с шагом в один миллиметр или два миллиметра в зависимости от
плотности кости. После прохождения соответствующего конического развертки
начинается распиливание. Рашпиль должен быть ориентирован таким образом, чтобы
медиально-латеральная ось рашпиля была параллельна анатомической
медиально-латеральной оси шейки бедренной кости. Рашпиль вдавливается до тех
пор, пока он не окажется немного ниже уровня начального среза калькара. Затем
используются более крупные рашпили, пока окончательное распиливание не будет
завершено соответствующим размером. При наличии рашпиля надлежащего размера
калькар строгается заподлицо с помощью триммера калькара. При остающемся на
месте окончательном рашпиле выбираются предварительные головки/шеи для
определения соответствующей длины шейки с целью восстановления латерального
смещения. Проводится пробное сокращение, чтобы убедиться в достижении
надлежащей длины ножки и стабильности. Стержень, соответствующий размеру
используемого окончательного рашпиля, ввинчивается в вставку/экстрактор стержня
и вдавливается в полностью сидящее положение. Воротник должен сидеть заподлицо
с медиальной калькарой, а латеральное плечо должно сидеть против головки
бедренной кости. После установки бедренного компонента в шейку бедренной кости
вставляется соответствующая модульная головка. Теперь бедро готово к репозиции.
Как
можно видеть, эта процедура довольно инвазивна. Хирургу требуется много
манипуляций, чтобы правильно установить искусственный тазобедренный сустав. При
определенных обстоятельствах пациент не полностью восстанавливается после такой
инвазивной операции. Для восстановления после такой инвазивной операции
требуется много реабилитации и восстановления. Таким образом, возникла
необходимость в применении менее инвазивной методики установки замены
тазобедренного сустава.
В
прошлом были выданы различные патенты, касающиеся операций по замене
тазобедренного сустава и протезов тазобедренного сустава.
Патент
США № 3,748,662, выданный 31 июля 1973 года A. J. Helfet, описывает
хирургическую процедуру замены естественных компонентов двумыщелкового сустава
в конечности человека. Протезный имплантат имеет две пары совместно действующих
мужских и женских мыщелковых компонентов. Мужские и женские компоненты, которые
заменяют естественные боковые мыщелки, имеют сферическую или сфероидальную
форму, чтобы имитировать шаровидный сустав. Как мужские компоненты, так и оба
женских компонента могут быть сформированы на соответствующих жестких носителях
или они могут быть опционально отдельными для индивидуальной фиксации на
конечности пациента.
Патент
США № 3,894,297, выданный 15 июля 1975 г. Mittelmeier и др., описывает протез тазобедренного
сустава, который включает в себя по существу усеченно-конический элемент
вертлужной впадины, снабженный опорными ребрами в форме сужающейся резьбы, и
стержень протеза, снабженный круглыми опорными ребрами, позволяющими крепить
протез и элемент вертлужной впадины без использования цемента или другого клея.
Патент
США № 4,187,559, выданный 12 февраля 1980 года Grell et al., описывает
эндопротез сустава тела, включающий анкерный элемент, имеющий стержень,
закрепленный в первой кости, и поворотный элемент, соединенный с анкерным
элементом поворотным соединением. Поворотный элемент включает первый элемент
сустава тела и опорный элемент, который опирается на посадочную поверхность
первой кости. Первый элемент сустава тела и второй элемент сустава тела
соединены со второй костью так, чтобы образовать сустав имплантата тела.
Патент
США № 4,355,427, выданный 26 октября 1982 года W. Schneider, описывает
искусственную головку плечевой кости, имеющую канавку на ее внешней поверхности
для приема длинного сухожилия бицепса. Крышка перекрывает канавку, образуя
удлиненный открытый канал для сухожилия и позволяя расположить длинное
сухожилие бицепса в канале без его отделения от головки.
Патент
США № 4,530,115, выданный 23 июля 1985 г. Muller и др., описывает стержень для
протеза, который состоит из лезвия, несущего головку сустава и клиновидную
концевую часть. Концевая часть вводится вдоль направляющей в боковой узкой
стороне лезвия, в то время как лезвие остается в фиксированном положении.
Клиновидная форма концевой части позволяет фиксировать лезвие на заданной
высоте, так что головка сустава может находиться на уровне кончика вертела.
Патент США № 4,775,381, выданный 4 октября 1988 г. Tari и др., описывает протез
тазобедренного сустава, образованный обычной головкой, снабженной сферической
формой, шейкой и стержнем. Направляющий профиль образован вдоль внешней прямой
стороны стержня и содержит компоненты, которые параллельны стороне.
Направляющий профиль соответствует внутренней поверхности гвоздя для
костномозговой полости, чтобы обеспечить одновременное использование протеза
тазобедренного сустава и гвоздя для костномозговой полости, а также
гвоздезакрепление уже протезированной бедренной кости.
Патент
США № 5,026,399, выданный 25 июня 1991 г. Engelbrecht и др., описывает
протезное устройство для частичной или полной замены кости, такой как бедренная
кость. Протез имеет стержнеобразный соединительный элемент, который охватывает
большую часть зазора между двумя суставами. Опорный элемент устанавливается на
обоих концах соединительного элемента, и каждый из опорных элементов зацепляет
кость, смежную с той, которая должна быть частично или полностью заменена.
Каждый из опорных элементов может составлять часть искусственного сустава.
Опорные элементы могут вращаться относительно друг друга и мостового элемента
вокруг продольной оси последнего, чтобы опорные элементы могли принимать
относительную угловую ориентацию, наилучшим образом соответствующую
характеристикам пациента.
Патент
США № 5,702,457, выданный 30 декабря 1997 г. Walsh и др., описывает плечевой
протез, включающий стержень, имеющий метафизарную часть, имеющую гнездо в нем с
полусферической частью, в которой гнездо вводится сфера, к которой крепится
опорная поверхность полусферической крышки, приспособленной для размещения
внутри суставной впадины плеча. Предусмотрен фиксирующий элемент, который
проходит через метафизарную часть стержня для закрепления сферы внутри гнезда в
заранее определенном положении относительно стержня.
Патент
США № 5,725,597, выданный 10 марта 1998 г. S. K. Hwang, описывает искусственный
тазобедренный сустав, имеющий конструкцию, способную уменьшать истирание
полиэтиленового слоя, образованного внутри вертлужной впадины, когда головка
бедренной кости поворачивается в вертлужной впадине. Искусственная вертлужная
впадина имплантируется в вертлужную впадину тазовой кости пользователя и
включает в себя полый полусферический элемент, изготовленный из металла.
Полиэтиленовый слой формируется на внутренней поверхности полусферического
элемента. Держатель головки бедренной кости прикреплен к бедренной кости.
Держатель головки бедренной кости включает в себя сферическую металлическую
головку бедренной кости, шарнирно удерживаемую в искусственной вертлужной впадине.
Вал соединен на верхнем конце с головкой бедренной кости и приспособлен для
поддержки головки бедренной кости. Корпус наклонно проходит через большой
вертел бедренной кости и приспособлен для приема вала в нем таким образом,
чтобы он вращался относительно вала. Подшипники установлены между валом и
корпусом и приспособлены для поддержки осевых и радиальных нагрузок,
прикладываемых к валу у головки бедренной кости весом пользователя.
Целью
настоящего изобретения является создание системы замены сустава, которая
минимизирует количество инвазивных хирургических вмешательств.
Еще
одной целью настоящего изобретения является создание искусственной системы
суставов, которая минимизирует время реабилитации и восстановления.
Еще одной
целью настоящего изобретения является создание системы замены суставов, которая
минимизирует материалы, необходимые для замены суставов.
Еще
одной целью настоящего изобретения является создание искусственной системы
суставов, которая упрощает хирургические методы установки такой системы
суставов.
Еще
одной целью настоящего изобретения является создание процесса, в котором замена
суставов может проводиться амбулаторно.
Еще
одной целью настоящего изобретения является создание искусственной системы
суставов, которая является относительно недорогой и снижает стоимость операции.
Еще
одной целью настоящего изобретения является создание искусственной системы
суставов, которая может быть установлена с помощью артроскопических и
флюороскопических методов.
Вышеизложенное
раскрытие и описание изобретения являются иллюстративными и пояснительными.
Различные изменения в деталях проиллюстрированной конструкции могут быть
сделаны в рамках прилагаемых пунктов формулы изобретения без отступления от
истинного духа изобретения.
КРАТКОЕ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее
изобретение представляет собой систему замены сустава, которая включает первый
чашечный элемент, имеющий внутренний облицовочный материал и образующий в целом
полусферическую полость таким образом, что внутренний облицовочный материал
окружает полусферическую полость, шаровой элемент, размещенный внутри
полусферической полости таким образом, что шаровой элемент может наклоняться
внутри полости, крепежный элемент, соединенный с первым чашечным элементом для
крепления первого чашечного элемента внутри человеческой кости, смежной с одним
компонентом сустава, и крепежный элемент, соединенный с шаровым элементом для
крепления шарового элемента внутри другой человеческой кости, смежной с другим
компонентом сустава. Шаровой элемент имеет диаметр не более одного дюйма.
В
настоящем изобретении крепежный элемент включает по меньшей мере один винт,
один конец которого встроен в первый чашечный элемент. В предпочтительном
варианте осуществления настоящего изобретения человеческая кость представляет
собой тазовую кость. Крепежный элемент представляет собой стержень, который
прикреплен одним концом к шаровому элементу и простирается в бедренную кость.
Этот элемент крепления дополнительно включает гвоздь, проходящий через часть
бедренной кости, чтобы входить в зацепление с валом дистальнее шарового
элемента. Шаровой элемент будет выступать наружу поверхности головки бедренной
кости. Распорное кольцо может проходить вокруг вала, чтобы быть вставленным
между шаровым элементом и другой поверхностью головки бедренной кости.
В
альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрен
второй чашечный элемент, так что шаровой элемент имеет часть, принимаемую во
втором чашечном элементе. Первый чашечный элемент и второй чашечный элемент в
целом окружают шаровой элемент. Элемент крепления соединен со вторым чашечным
элементом, чтобы закрепить второй чашечный элемент и шаровой элемент в другой
человеческой кости. Элемент крепления включает по меньшей мере один винт, конец
которого встроен во второй чашечный элемент. Второй чашечный элемент имеет
внутреннюю облицовку и в целом полусферическую полость в нем. Внутренняя
облицовка в целом окружает полусферическую полость. Второй шаровой элемент
принимается в полусферической полости второго чашечного элемента и наклоняется
во втором чашечном элементе. В другом варианте реализации настоящего
изобретения стержень имеет один конец, соединенный с первым шаровым элементом,
и противоположный конец, соединенный со вторым шаровым элементом.
В другом
варианте осуществления настоящего изобретения вал имеет один конец, соединенный
с шаровым элементом. Элемент крепления будет содержать резьбовую поверхность,
сформированную на валу. Резьбовая поверхность зацепляет другую человеческую
кость, смежную с другим компонентом сустава. Элемент крепления включает по
меньшей мере один винт, имеющий конец, встроенный в первый чашечный элемент.
Человеческая кость представляет собой головку бедренной кости человеческого
бедра. Резьбовая поверхность зацепляет тазовую кость, смежную с областью
вертлужной впадины.
Настоящее
изобретение представляет собой также способ формирования искусственного
человеческого сустава, который включает следующие этапы: (1) формирование
первого чашечного элемента, имеющего полусферическую полость не более одного
дюйма внутри; (2) сверление отверстия через два компонента человеческого
сустава; (3) имплантация первого чашечного элемента в один из двух компонентов
и в часть просверленного отверстия таким образом, чтобы полусферическая полость
была обращена к другому компоненту; (4) имплантация вала с шаровым элементом на
одном конце в другой из двух компонентов человеческого сустава и в часть
отверстия таким образом, чтобы шаровой элемент выступал наружу из другого
компонента; и (5) зацепление шарового элемента в полусферической полости. В
этом методе облицовочный материал устанавливается в полусферическую полость
таким образом, чтобы облицовочный материал окружал полусферическую полость.
Этап
сверления в этом методе включает этапы первоначального сверления небольшого
отверстия через два компонента человеческого сустава. Направляющая проволока
закрепляется в просверленном отверстии таким образом, чтобы направляющая
проволока выступала через просверленное отверстие и наружу. Направляющая проволока
принимает рассверливающее устройство таким образом, чтобы рассверливающее
устройство рассверливало отверстие в кости в суставе, имеющее диаметр,
подходящий для того, чтобы первый чашечный элемент мог пройти через него и для
приема в него первого чашечного элемента. После того, как отверстие было
соответствующим образом рассверлено, направляющую проволоку можно удалить из
просверленного отверстия. Область между валом и стенкой отверстия можно
заполнить цементирующим материалом.
В
способе настоящего изобретения стержень постоянно фиксируется путем
прикрепления хирургического гвоздя через кость одного из двух компонентов
сустава таким образом, что гвоздь зацепляет стержень, чтобы удерживать стержень
в фиксированном положении. Чашечный элемент постоянно фиксируется внутри костей
путем размещения по крайней мере одного хирургического винта через другой из
двух компонентов таким образом, что конец винта зацепляет первый чашечный
элемент, чтобы удерживать чашку в фиксированном положении.
КРАТКОЕ
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
РИС. 1
представляет собой разобранный, частично поперечный вид системы замены сустава
настоящего изобретения.
РИС. 2
представляет собой разобранный, частично поперечный вид, показывающий
формирование системы замены сустава настоящего изобретения.
РИС. 3
представляет собой частично поперечный вид первого альтернативного варианта
системы замены сустава настоящего изобретения.
РИС. 4
представляет собой фронтальный частично поперечный вид второго альтернативного
варианта настоящего изобретения, используемого в сочетании с человеческим
коленом.
РИС. 5
представляет собой фронтальный частичный поперечный вид предпочтительного
варианта реализации настоящего изобретения, используемого совместно с
человеческим коленом.
ФИГ. 6
представляет собой частичный поперечный вид, показывающий вторую альтернативную
систему ФИГ. 4, используемую совместно с человеческим бедром.
ФИГ. 7
представляет собой третий альтернативный вариант реализации настоящего
изобретения, показывающий двойную систему, используемую с человеческим коленным
суставом.
ФИГ. 8
представляет собой четвертый альтернативный вариант реализации настоящего
изобретения, показывающий систему замены сустава настоящего изобретения,
используемую с человеческим бедром.
ФИГ. 9
представляет собой пятый альтернативный вариант реализации настоящего
изобретения, показывающий систему кольца и подшипника для системы замены
сустава.
ПОДРОБНОЕ
ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ссылаясь
на ФИГ. 1, на ФИГ. 10 показана система замены сустава в соответствии с
предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано
на ФИГ. 1, искусственная система сустава 10 показана в применении к
человеческому бедру 12. Человеческое бедро 12 включает тазовую кость 14 и
бедренную кость 16. Искусственная система сустава, в частности, применяется к
области вертлужной впадины 18 тазовой кости 14 и к головке бедренной кости 20
бедренной кости 16.
Как
можно видеть на ФИГ. 1, первый элемент чашки 22 показан имплантированным в
тазовую кость 14 рядом с областью вертлужной впадины 18. Этот первый элемент
чашки 22 имеет полусферическую полость 24. Внутренний облицовочный материал 26
показан в разобранном виде, как полученный во внутренней полости 24 первого
элемента чашки 22. Элемент чашки 22 должен быть из жесткого материала, такого
как карбидная сталь, титан, кобальт-хромовый сплав или другие жесткие
небиоразлагаемые материалы. С другой стороны, облицовочный материал 26 должен
быть из в целом гибкого материала, такого как полиэтилен, TEFLON (TM) или
другие небиоразлагаемые материалы. Важно, чтобы облицовочный материал 26 имел
длительный срок службы. Подкладочный материал 26 должен быть из материала с
низким коэффициентом трения, чтобы движение тазобедренного сустава облегчалось,
а не ограничивалось расположением подкладочного материала 26. Подкладочный
материал 26 может быть помещен в полусферическую полость 24 и запечатан в
полости известными способами.
Шаровидный
элемент 28 принимается внутри полусферической полости 24 и внутри подкладочного
материала 26. Шаровидный элемент 28 имеет стержень 30, прикрепленный к его
поверхности. Стержень 30 простирается от шара 28 и в головку бедренной кости 20
бедренной кости 16 и внутрь к области большого вертела 32 бедренной кости 16.
Когда шар 28 правильно установлен в чашечном элементе 22, головка бедренной
кости 20 может соответствующим образом вращаться в области вертлужной впадины
18. Шаровидный элемент будет иметь диаметр не более одного дюйма.
Важно
иметь возможность закрепить чашечный элемент 22 в его правильном положении,
обращенном к области вертлужной впадины 18 тазовой кости 14. Таким образом,
предусмотрены фиксирующие элементы 34 и 36 для зацепления чашечного элемента
22. Можно видеть, что фиксирующие элементы 34 и 36 представляют собой
хирургические винты, которые устанавливаются через тазовую кость 14 для
резьбового зацепления чашечного элемента 22. Такие хирургические винты известны
в данной области. Обычно хирургические винты 34 и 36 представляют собой
самонарезающие винты, которые могут быть вставлены в материал первого чашечного
элемента 22 путем вращения концов винтов 34 и 36. Точное положение винтов 34 и
36 относительно первого чашечного элемента 22 можно наблюдать с помощью
флюороскопии во время хирургической процедуры. Аналогично, необходимо закрепить
стержень 30 внутри головки бедренной кости 20 бедренной кости 16. Таким
образом, хирургический гвоздь 38 может быть установлен так, чтобы он проходил
через область большого вертела 32 и в полость бедренной кости. Гвоздь 38 может
быть установлен известными хирургическими методами. Штифт 38 будет зацеплять
стержень 30 в области, дистальной шарообразному элементу 28. Хирургические
винты 41 и 43 зацепляют дистальный конец стержня 38. Хирургические винты
закреплены в бедренной кости 16 и проходят через нее и захватываются штифтом
38. В настоящем изобретении распорное кольцо 40 размещено вокруг внешней части
стержня 30, чтобы быть вставленным между шаровидным элементом 28 и поверхностью
головки бедренной кости 20. Распорный элемент 40 может быть подобран по размеру
или предоставлен в нескольких количествах, чтобы обеспечить надлежащее
расстояние между головкой бедренной кости 20 и внутренними поверхностями
области вертлужной впадины 18.
После
установки небольшой размер шарового элемента 28 и чашечкового элемента 24
обеспечивает правильное вращательное и наклонное движение бедренной кости 16
относительно тазовой кости 14. Во время хирургической процедуры выполняется
капсулэктомия для удаления материалов в области вертлужной впадины 18. Было
обнаружено, что между костными структурами тазовой кости 14 и головкой
бедренной кости 20 обеспечивается соответствующая поддержка, что обеспечивает
длительный срок службы суставной системы 10. В отличие от существующих
хирургических процедур, нет необходимости выполнять обширные задачи по
рассверливанию области вертлужной впадины 18 или удалению головки бедренной
кости 20. Головка бедренной кости 20 останется как есть и на месте с шаровым
элементом 28, соответствующим образом расположенным на ней. Капсулэктомия и
формирование различных отверстий и проемов могут быть выполнены с помощью
флюороскопических и ортоскопических процедур.
РИС. 2
показывает начальную технику установки системы 10 настоящего изобретения.
Сначала просверливается небольшое отверстие через большую область вертела 32 и
через головку бедренной кости 20. Это небольшое отверстие будет просверлено
так, чтобы оно проходило через головку бедренной кости 20 и в область
вертлужной впадины 18 тазовой кости 14. Это небольшое отверстие может быть
просверлено существующими хирургическими методами. После того, как небольшое
отверстие будет просверлено, направляющая проволока 44 вставляется через
небольшое отверстие, образованное в тазовой кости 14, и через небольшое
отверстие 46, образованное в бедренной кости 16. Эта направляющая проволока 44
может быть закреплена известными хирургическими методами.
После
того, как направляющая проволока 44 находится в подходящем положении, к
направляющей проволоке 44 можно прикрепить рассверливающее устройство. Сначала
предоставляется рассверливающее устройство большого диаметра, чтобы
сформировать отверстие 42, простирающееся вдоль него. Это отверстие 42 показано
в виде пунктирной линии. Диаметр отверстия должен быть подходящего диаметра для
размещения первого чашечного элемента 22. Таким образом, это отверстие 42 будет
иметь диаметр не более одного дюйма. Отверстие 42, которое образовано над
существующим отверстием 46, также будет подходящим для приема в нем вала 30.
Направляющая проволока 44 может оставаться на месте, чтобы обеспечить установку
первого чашечного элемента 22 и вала 30 и связанного с ним шарового элемента
28. В качестве альтернативы, если это возможно, направляющая проволока 44 может
быть удалена, чтобы вал 30 и связанный с ним шаровой элемент 28 (и возможные
распорные кольца 40) могли быть помещены в сформированное отверстие в бедренной
кости 16. Направляющая проволока также может оставаться на месте, чтобы первый
чашечный элемент 22 мог быть правильно расположен рядом с поверхностью области
вертлужной впадины 18. Когда эти компоненты правильно размещены, винты 34 и 38
могут быть приведены в действие, чтобы закрепить первый чашечный элемент 22 на
месте. Аналогично, гвоздь 38 может быть вставлен через бедренную кость 16,
чтобы закрепить стержневой элемент 30 на месте. Стержень может быть
зацементирован на месте внутри отверстия 42. Затем головка бедренной кости 20
бедренной кости 16 может быть продвинута так, чтобы шаровой элемент 28 вошел во
внутреннюю полость 24 первого чашечного элемента 22. Затем хирургическое
закрытие любых разрезов или хирургических отверстий может быть выполнено
известным способом.
На ФИГ.
3 показан альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения. Как
можно видеть на ФИГ. 3, чашечный элемент 60 вставлен в тазовую кость 62
способом, описанным ранее в настоящем документе. Винты 64 и 66 установлены
через тазовую кость 62, чтобы закрепить чашечный элемент 60 в его правильном
положении. Другой чашечный элемент 68 помещается в головку бедренной кости 69
бедренной кости 70. Чашечный элемент 68 имеет внутреннюю облицовку, окружающую
полусферическую полость чашечного элемента 68. Отверстие, которое используется
для приема второго чашечного элемента 68, может быть сформировано с помощью
методов, описанных ранее. Просто необходимо, чтобы большее отверстие было
сформировано рядом и в головке бедренной кости 69 в области, прилегающей к
области вертлужной впадины 72 тазовой кости 62. Как можно видеть, шаровой
элемент 74 принимается внутри первого чашечного элемента 60 и внутри второго
чашечного элемента 68. В этом варианте осуществления настоящего изобретения
поверхность головки бедренной кости 69 будет находиться в тесном контакте с
поверхностью области вертлужной впадины 72. Второй чашечный элемент 68
закреплен на валу 76. Вал 76 проходит в область большого вертела 78 бедренной
кости 70. Гвоздь 80 будет проходить через бедренную кость 70 поперечно валу 76
второго чашечного элемента 68, чтобы закрепить вал 76 и второй чашечный элемент
68 в их желаемых положениях.
РИС. 4
показывает установку настоящего изобретения в другом варианте исполнения с
коленным суставом 100. Коленный сустав 100 имеет верхний компонент 102 и нижний
компонент 104. Как можно видеть, первый чашечный элемент 106 установлен на
торцевой поверхности 108 верхнего компонента 102. Винты 110 и 112 используются
для того, чтобы закрепить первый чашечный элемент 106 в его желаемом положении.
Аналогично, второй чашечный элемент 114 установлен внутри верхней поверхности
116 второго компонента 104 колена 100. Второй чашечный элемент 114 закреплен на
месте с помощью хирургических винтов 118 и 120.
В
отличие от предыдущих вариантов реализации настоящего изобретения, вариант
реализации, показанный на ФИГ. 4, использует первый шаровой элемент 122 и второй
шаровой элемент 124. Стержень 126 соединяет первый шаровой элемент 122 со
вторым шаровым элементом 124. Первый шаровой элемент 122 принимается внутри
первого чашечного элемента 106. Второй шаровой элемент 124 принимается внутри
второго чашечного элемента 114. Таким образом, достигается правильное движение,
обычным образом, между верхним компонентом 102 и нижним компонентом 104 колена
100. ФИГ. 5 показывает другую форму настоящего изобретения, применяемую к
колену 130. Как можно видеть на ФИГ. 5, первый чашечный элемент 132 сформирован
в верхнем компоненте 134 колена 130. Винты 136 и 138 используются для того,
чтобы закрепить первый чашечный элемент 132 в желаемом положении. Шаровой
элемент 140 принимается внутри первого чашечного элемента 132. Шаровой элемент
140 имеет вал 142, прикрепленный к нему и простирающийся в нижний компонент 144
колена 130. Распорное кольцо 146 используется для облегчения надлежащего
расстояния между верхним компонентом 132 и нижним компонентом 144 колена 130.
Гвоздь 148 используется для того, чтобы закрепить вал 142 в его желаемом
положении. Как можно видеть, настоящее изобретение может быть использовано для
того, чтобы установить надлежащее сочлененное отношение между компонентами
колена.
На ФИГ.
6 показан вариант, проиллюстрированный на ФИГ. 4, применяемый к тазобедренному
суставу 200. Тазобедренный сустав 200 включает тазовую кость 202 и бедренную
кость 204. Первый чашечный элемент 206 устанавливается рядом с областью
вертлужной впадины 208 тазовой кости 202. Винты 210 и 212 используются для
фиксации первого чашечного элемента 206 в его желаемом положении рядом с
областью вертлужной впадины 208. Второй чашечный элемент 214 размещается на
головке бедренной кости 216 бедренной кости 214. Винты 218 и 220 используются
для фиксации этого второго чашечного элемента 214 в его желаемом положении.
Винты 218 и 220 могут быть установлены в стандартных хирургических процедурах.
В
варианте исполнения ФИГ. 6, первый шаровой элемент 222 принимается внутри
полусферической полости первого чашечного элемента 206. Второй шаровой элемент
224 принимается внутри полусферической полости второго чашечного элемента 214.
Стержень 226 будет проходить между первым шаровым элементом 222 и вторым
шаровым элементом 224. Стержень 226 будет иметь подходящую длину, чтобы
установить надлежащее расстояние между головкой бедренной кости 216 бедренной
кости 204 и вертлужной областью 208 тазовой кости 202.
ФИГ. 7
показывает коленный сустав 250 с верхним компонентом 252 и нижним компонентом
254. Как можно видеть, используется двойная система гнезд 256 и 258 с шаровыми
элементами 260 и 262 соответственно. Каждый из шаровых элементов 260 и 262
имеет валы 264 и 266 соответственно, прикрепленные к нему. Валы 264 и 266 будут
проходить во второй компонент 254 колена 250. Такое расположение предусмотрено
для придания дополнительной жесткости и структурной поддержки коленному суставу
250. Как описано здесь ранее, подходящие хирургические винты и гвозди могут
быть установлены для прикрепления чашечных элементов 256 и 258 вместе с валами
264 и 266 в их правильном положении относительно компонентов колена 250.
ФИГ. 8
показывает другой вариант 300 системы искусственного сустава настоящего
изобретения. В варианте 300, как показано на ФИГ. 8, тазовая кость 302
принимает резьбовой вал 304, прикрепленный к шаровому элементу 308. Вал 304
имеет резьбу, чтобы он мог надлежащим образом входить в отверстие 310,
образованное в тазовой кости 302, прилегающее к области вертлужной впадины 312.
Резьба на валу 304 подходит для вхождения в зацепление с поверхностями
отверстия 310, так что вал 304 жестко удерживается на месте. Бедренная кость
314 имеет бедренную головку 316. Первый чашечный элемент 318 прикреплен внутри
бедренной головки 316 бедренной кости 314. В этой конструкции шар 308
принимается внутри этого первого чашечного элемента 318. Винты 320 и 322
устанавливаются в бедренную головку 316, чтобы удерживать чашечный элемент 318
в желаемом положении. Стержень 324 предусмотрен для того, чтобы служить для
заполнения расстояния между шаровым элементом 308 и резьбовым стержнем 304,
чтобы надлежащим образом заполнить расстояние между вертлужной впадиной 312
тазовой кости 302 и головкой бедренной кости 316 бедренной кости 314.
На ФИГ.
9 показан другой вариант осуществления 400 настоящего изобретения. В этой форме
настоящего изобретения первый вал 402 закреплен внутри тазовой кости 404 в
соответствии с любым из различных методов, описанных здесь ранее. Аналогично,
другой вал 406 установлен так, чтобы проходить через головку бедренной кости
408. Система оси и кольца 410 соединяет первый вал 402 с другим валом 406.
Система оси и кольца 410 изначально сформирована таким образом, что первый вал
402 соединен со вторым валом 406 до установки. Система оси и кольца
обеспечивает надлежащее движение, подобное суставу, между компонентами сустава.
Важно, что в настоящем изобретении установка искусственного сустава позволяет
избежать многих сложных и опасных процедур, связанных с обычными операциями по
замене тазобедренного, коленного и локтевого суставов. В настоящем изобретении
нет необходимости удалять головку бедренной кости. Кроме того, нет
необходимости полностью рассверливать область вертлужной впадины тазовой кости.
В результате для установки тазобедренного сустава настоящего изобретения
требуется только минимальный разрез. Разрезы требуются только для того, чтобы
выполнить необходимое рассверливание для установки различных компонентов
стержня и чашки настоящего изобретения. Хирургические винты и гвозди
устанавливаются простым хирургическим и неинвазивным способом. Теоретически
весь процесс установки системы искусственного сустава настоящего изобретения
может быть выполнен с помощью артроскопических и флюороскопических направляющих
процедур. В идеале для восстановления требуется только очень минимальное
пребывание в больнице, и для восстановления полной подвижности сустава
потребуются очень минимальные усилия по реабилитации.
Вышеизложенное
раскрытие и описание изобретения являются иллюстративными и пояснительными.
Различные изменения в деталях проиллюстрированной конструкции могут быть
сделаны в рамках прилагаемых пунктов формулы изобретения, не отступая от
истинного духа изобретения. Настоящее изобретение должно быть ограничено только
следующими пунктами формулы изобретения и их юридическими эквивалентами.
Я
заявляю:
1.
Система замены для сустава, включающая: первый чашечный элемент, имеющий
внутренний облицовочный материал, указанный первый чашечный элемент имеет в
целом полусферическую полость, указанный внутренний отделочный материал в целом
окружает указанную полусферическую полость; шаровой элемент, вставленный в
указанную полусферическую полость, указанный шаровой элемент наклонен в
указанную полость; крепежные средства, соединенные с указанным первым чашечным
элементом для закрепления указанного первого чашечного элемента в человеческой
кости, смежной с одним компонентом сустава; крепежные средства, соединенные с
указанным шаровым элементом для закрепления указанного шарового элемента в
другой человеческой кости, смежной с другим компонентом сустава; и второй
чашечный элемент, имеющий внутреннюю облицовку, указанный второй чашечный
элемент образует в целом полусферическую полость, указанный внутренний
облицовочный материал окружает указанную полусферическую полость указанного
второго чашечного элемента, указанный шаровой элемент имеет часть, вставленную
в указанный второй чашечный элемент, указанный первый чашечный элемент и
указанный второй чашечный элемент в целом окружают указанный шаровой элемент,
указанные крепежные средства соединены с указанным вторым чашечным элементом
таким образом, чтобы закрепить указанный второй чашечный элемент и указанный
шаровой элемент в другой человеческой кости.
2.
Система по п. 1, указанный шар имеет диаметр не более одного дюйма.
3.
Система по п. 1, указанное средство крепления представляет собой по меньшей
мере один винт, один конец которого вмонтирован в указанный первый чашечный
элемент.
4.
Система по п. 3, указанное средство крепления представляет собой вал,
прикрепленный одним концом к указанному шаровому элементу, указанное средство
крепления дополнительно включает гвоздь, входящий в зацепление с указанным
валом, дистальным относительно указанного шарового элемента.
5.
Система по п. 1, дополнительно включающая: распорное кольцо, простирающееся
вокруг указанного вала.
6.
Система по п. 1, указанное средство крепления включает по меньшей мере один
винт, конец которого вмонтирован в указанный второй чашечный элемент.
7.
Система по п. 1, дополнительно включающая: вал, один конец которого соединен с
указанным шаровым элементом, указанное средство крепления включает резьбовую
поверхность, образованную на указанном валу, указанная резьбовая поверхность
для вхождения в зацепление с указанной другой человеческой костью, смежной с
указанным другим компонентом сустава.
8.
Система по п. 7, указанное средство крепления включает по меньшей мере один
винт, конец которого вмонтирован в указанный первый чашечный элемент.
9.
Система замены для сустава, включающая: первый чашечный элемент, имеющий
внутренний облицовочный материал, указанный первый чашечный элемент имеет в целом
полусферическую полость, указанный внутренний облицовочный материал в целом
окружает указанную полусферическую полость; шаровой элемент, размещенный в
указанной полусферической полости, указанный шаровой элемент наклоняется в
указанную полость; крепежные средства, соединенные с указанным первым чашечным
элементом для крепления указанного первого чашечного элемента в человеческой
кости, смежной с одним компонентом сустава; средства крепления, соединенные с
указанным шаровым элементом для крепления указанного шарового элемента в другой
человеческой кости, смежной с другим компонентом сустава; второй чашечный
элемент, имеющий внутреннюю облицовку, указанный второй чашечный элемент
образует в целом полусферическую полость, указанная внутренняя облицовка в
целом окружает указанную полусферическую полость в указанном втором чашечном
элементе; второй шаровой элемент, размещенный в указанной полусферической
полости указанного второго чашечного элемента, указанный второй шаровой элемент
наклоняется в указанном втором чашечном элементе; и стержень, один конец
которого соединен с указанным первым шаровым элементом, а противоположный конец
соединен со вторым шаровым элементом.
10.
Способ формирования искусственного человеческого сустава, включающий: формирование
первого чашечного элемента, имеющего полусферическую полость в нем, причем
указанная полусферическая полость имеет диаметр не более одного дюйма; сверление
отверстия через два компонента человеческого сустава, указанный этап сверления
включает этапы:
закрепление
направляющей проволоки в просверленном отверстии, указанная направляющая
протягивается через указанное просверленное отверстие и наружу от него; рассверливание
отверстия вдоль указанной направляющей проволоки в кости в суставе, имеющего
диаметр, подходящий для приема указанного первого чашечного элемента; удаление
указанной направляющей проволоки из указанного просверленного отверстия; и цементирование
областей между внешними поверхностями указанного вала и внутренней стенкой
отверстия; имплантация указанного первого чашечного элемента в один из двух
компонентов человеческого сустава и в часть указанного отверстия, указанная
полусферическая полость обращена к другому из указанных двух компонентов; имплантация
вала, имеющего шаровой элемент на одном конце, в другой из указанных двух
компонентов и в другую часть просверленного отверстия таким образом, чтобы
указанный шар был обращен к указанной полусферической полости; и зацепление
указанного шарового элемента с указанной полусферической полостью.
11.
Способ по п. 10, указанный этап формирования, включающий: установку
облицовочного материала в указанную полусферическую полость таким образом,
чтобы указанный облицовочный материал окружал указанную полусферическую
полость.
12.
Способ по п. 10, указанный этап имплантации, включающий: крепление гвоздя через
кость указанного одного из двух компонентов сустава, указанный гвоздь зацепляет
указанный стержень таким образом, чтобы удерживать указанный стержень в
фиксированном положении.
13.
Способ по п. 10, указанный этап имплантации дополнительно включает: размещение
распорного кольца вокруг указанного вала рядом с указанным шаром, указанное
распорное кольцо вставлено между указанным шаром и внешней поверхностью
указанного одного из двух компонентов.
14.
Способ по п. 10, дополнительно включающий этап: размещение по крайней мере
одного винта через указанный другой из двух компонентов таким образом, чтобы
конец винта зацеплял указанный первый элемент чашки, чтобы удерживать указанный
первый элемент чашки в фиксированном положении.
15.
Способ по п. 10, человеческий сустав представляет собой тазобедренный сустав,
имеющий тазовую кость с областью вертлужной впадины и бедренную кость с
головкой бедренной кости, указанный вал простирается в указанную бедренную
кость таким образом, чтобы указанный шар находился на существующей поверхности
головки бедренной кости, указанный первый элемент чашки имплантируется в
указанную область вертлужной впадины указанной тазовой кости.
16.
Способ по п. 10, человеческий сустав представляет собой тазобедренный сустав,
имеющий тазовую кость с областью вертлужной впадины и бедренную кость с
головкой бедренной кости, указанный первый чашечный элемент имплантируется в
поверхность головки бедренной кости, указанный стержень простирается в
указанную область вертлужной впадины указанной тазовой кости.
17.
Способ по п. 16, указанный стержень имеет внешнюю резьбу, указанный этап
имплантации включает: резьбовое зацепление указанного стержня с областью с
внутренней резьбой в указанной тазовой кости в указанной области вертлужной
впадины.
Цитированные ссылки
U.S. PATENT DOCUMENTS
2.947,308 8/1960 Gorman 623/23
3,543,749 12/1970 Grove 623/23
3,843,975 10/1974 Tronzo 623/23
4,206,517 6/1980 Pappas et al. 623/18
4,783,192 11/1988 Wroblewski et al. 623/23
4,840,632 6/1989 Kampner. 623/18
4,846,840 7/1989 Leclercq et al. 623/18
4,895,572 1/1990 Chernoff 623/23
5,376,125 12/1994 Winkler 623/23
FOREIGN PATENT DOCUMENTS
634153 1/1995 European Pat. Off. 623/22
284.5231 5/1979 Germany 623/22
1708329 1/1992 U.S.S.R. 623/18
Внешние ссылки
Shah MK. Joint replacement system. US6010535A April 30, 1998. 2000. patents.google
Авторы
и принадлежность
Mrugesh K. Shah (Мругаш К. Шах) – Trailscourt, Houston, Tex., US.
Ключевые слова
ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, эндопротез, протез, изобретение, однополюсной, субтотальный
NB! Добросовестная практика использования: копирование для целей критики, обзора, комментариев, исследований и частного изучения в соответствии с Законами об авторском праве: Copyright Laws of the US: 17 U.S.C. §107; Copyright Law of the EU: Dir. 2001/29/EC, art.5/3a,d; Copyright Law of the RU: ГК РФ ст.1274/1.1-2,7.
Комментарии
Отправить комментарий