RU2240081C1 - Articular endoprosthesis out of isotropic pyrolytic carbon - Google Patents
Articular endoprosthesis out of isotropic pyrolytic carbon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240081C1 RU2240081C1 RU2003104923/14A RU2003104923A RU2240081C1 RU 2240081 C1 RU2240081 C1 RU 2240081C1 RU 2003104923/14 A RU2003104923/14 A RU 2003104923/14A RU 2003104923 A RU2003104923 A RU 2003104923A RU 2240081 C1 RU2240081 C1 RU 2240081C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- joint
- pyrolytic carbon
- endoprosthesis
- segments
- cup
- Prior art date
Links
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 8
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 4
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 2
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000011882 arthroplasty Methods 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000007675 cardiac surgery Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 210000003709 heart valve Anatomy 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 210000003049 pelvic bone Anatomy 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в ортопедии для замены пораженных естественных суставов человека. Наиболее успешно настоящее изобретение может быть использовано для замены пораженного тазобедренного сустава. Однако при небольших конструктивных изменениях без нарушения сущности изобретения оно может быть использовано для замены коленного, локтевого и других суставов человека.The invention relates to medical equipment and can be used in orthopedics to replace the affected natural joints of a person. Most successfully, the present invention can be used to replace the affected hip joint. However, with small structural changes without violating the essence of the invention, it can be used to replace the knee, elbow and other joints of a person.
На сегодняшний день основными материалами для изготовления чашек тазобедренных суставов является полиэтилен ультравысокого молекулярного веса UHMW РЕ ISO 5834/1 (ASTM F603), а для головок - нержавеющая сталь горячей ковки FeCrNiMoMn ISO 5832/1 (ASTM F648), CoCrMo сплав ISO 5832/4 (ASTM F75) и Аl2О3 керамика ISO 6474 (ASTM F603). Среди традиционных материалов комбинация полиэтилен и Аl2О3 керамика считается наиболее оптимальной и наиболее широко распространена [1]. Однако износ полиэтилена является одной из основных проблем в тотальном замещении тазобедренного сустава.Today, the main materials for the manufacture of hip cups are ultra-high molecular weight polyethylene UHMW PE ISO 5834/1 (ASTM F603), and for heads - hot-forged stainless steel FeCrNiMoMn ISO 5832/1 (ASTM F648), CoCrMo alloy ISO 5832/4 (ASTM F75) and Al 2 O 3 ceramic ISO 6474 (ASTM F603). Among traditional materials, the combination of polyethylene and Al 2 O 3 ceramics is considered the most optimal and most widespread [1]. However, the wear of polyethylene is one of the main problems in the total replacement of the hip joint.
Например, известны эндопротезы тазобедренного сустава [2, 3], содержащие шарнирный элемент в виде головки и чашки, выполненных из керамики. Эти эндопротезы сустава обладают низким коэффициентом трения в шарнире и высокой износоустойчивостью. Однако для применения этих эндопротезов существуют серьезные ограничения. Естественная хрупкость керамики не позволяет сделать стенки керамического вкладыша тоньше 5 мм. Общепринятым недостатком этих протезов является слабая устойчивость к ударным нагрузкам. При прыжках, беге пациента или при хирургических процедурах на головку и чашку эндопротеза воздействуют ударные нагрузки, вызывающие образование микротрещин в керамике, которые вырастают в процессе эксплуатации и вызывают разрушение шарнирного элемента.For example, hip arthroplasty is known [2, 3], containing a hinge element in the form of a head and a cup made of ceramic. These joint prostheses have a low coefficient of friction in the joint and high wear resistance. However, there are serious limitations to the use of these endoprostheses. The natural fragility of ceramics does not allow to make the walls of the ceramic liner thinner than 5 mm. A common disadvantage of these prostheses is their low impact resistance. When jumping, running the patient or during surgical procedures, shock loads affect the head and cup of the endoprosthesis, causing microcracks in the ceramics, which grow during operation and cause the hinge element to fail.
Более высокой трещиностойкостью, более низким коэффициентом трения и более высокой износостойкостью обладает изотропный пиролитический углерод. Сравнительные испытания физико-механических свойств материалов для ортопедических имплантатов (силиконовый каучук, полиэтилен, полиметилметакрилат, титан, нержавеющая сталь, сплав Со-Сr, Аl2О3 керамика и пиролитический углерод) показали, что свойства пиролитического углерода наиболее близки к кортикальной кости [4]. Морфологические исследования, проведенные на кроликах в Московском научно-исследовательском институте глазных болезней им.Гемгольца с использованием мелкодисперсного прочного графита МПГ-6, синтактической углеродной пены, углеродного войлока Карботекстим-М и углеродной ткани ТГН-2М, показали, что все углеродные материалы в течение года не отторгались, не изменяли своей формы и обрастали соединительной пленкой белкового происхождения.Isotropic pyrolytic carbon has higher crack resistance, lower coefficient of friction and higher wear resistance. Comparative tests of the physicomechanical properties of materials for orthopedic implants (silicone rubber, polyethylene, polymethyl methacrylate, titanium, stainless steel, Co-Cr alloy, Al 2 O 3 ceramic and pyrolytic carbon) showed that the properties of pyrolytic carbon are closest to cortical bone [4 ]. Morphological studies on rabbits at the Hemgoltz Moscow Institute of Eye Diseases using finely dispersed strong graphite MPG-6, syntactic carbon foam, carbon felt Karbotekstim-M and carbon fabric TGN-2M showed that all carbon materials during years did not tear away, did not change their shape and acquired a connective film of protein origin.
Поэтому по показателям биосовместимости, токсичности и коррозии углеродные материалы являются одними из лучших для использования в качестве имплантатов.Therefore, in terms of biocompatibility, toxicity and corrosion, carbon materials are among the best for use as implants.
Например, в протезах клапанов сердца, широко применяемых в мировой кардиохирургии, запирающий элемент и корпус изготавливаются из пиролитического углерода. При этом износ на трущихся поверхностях, испытывающих также ударную нагрузку, после сотен миллионов циклов открывания и закрывания клапана отсутствует.For example, in prosthetic heart valves, which are widely used in world cardiac surgery, the locking element and the body are made of pyrolytic carbon. At the same time, there is no wear on friction surfaces, which also experience shock loading, after hundreds of millions of valve opening and closing cycles.
В первые годы после открытия этого уникального материала были предприняты попытки его использования в ортопедии. Например, известен эндопротез сустава [5], имеющий по крайней мере один элемент в виде головки или чашки, выполненный в виде преимущественно тела вращения. Этот элемент выполнен из графита. Причем его поверхность, взаимодействующая с ответной поверхностью второго элемента сустава, покрыта изотропным пиролитическим углеродом.In the first years after the discovery of this unique material, attempts were made to use it in orthopedics. For example, a joint endoprosthesis is known [5], which has at least one element in the form of a head or cup, made in the form of a predominantly rotation body. This element is made of graphite. Moreover, its surface interacting with the counter surface of the second element of the joint is covered with isotropic pyrolytic carbon.
Однако эндопротезы с шарниром из пиролитического углерода не нашли широкого применения, поскольку известная технология нанесения покрытия из изотропного пиролитического углерода позволяет успешно покрывать графитовые элементы только простой формы небольших размеров. Технология предопределяет получение материала в виде покрытий максимальной толщиной около 250 мкм, при большей толщине вследствие высоких внутренних напряжений оно растрескается. При этом покрытие должно образовывать замкнутую напряженную поверхность, а при нарушении сплошности покрытия происходит его катастрофическое разрушение. Поэтому изготовление головок и чашек эндопротезов по этой технологии имеет существенные недостатки.However, endoprostheses with a hinge made of pyrolytic carbon have not found wide application, since the known technology of coating from isotropic pyrolytic carbon allows one to successfully cover graphite elements of only a simple small shape. The technology predetermines the production of material in the form of coatings with a maximum thickness of about 250 microns, with a greater thickness due to high internal stresses it cracks. In this case, the coating should form a closed stressed surface, and in case of violation of the continuity of the coating, its catastrophic destruction occurs. Therefore, the manufacture of heads and cups of endoprostheses using this technology has significant disadvantages.
Этот эндопротез сустава [5] выбран нами в качестве прототипа. Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности эндопротеза сустава и повышение его технологичности изготовления.This joint prosthesis [5] was chosen by us as a prototype. The task of the invention is to increase the reliability of the joint endoprosthesis and increase its manufacturability.
Решение поставленной задачи в повышении надежности, износостойкости и технологичности изготовления эндопротеза сустава, содержащего по крайней мере один элемент в виде головки или чашки, выполненный в форме преимущественно тела вращения с гладкой поверхностью из износостойких материалов с низким коэффициентом трения, например изотропного пиролитического углерода или керамики, взаимодействующей с ответной поверхностью второго элемента сустава, обеспечивается тем, что:The solution to this problem is to increase the reliability, wear resistance and manufacturability of the manufacture of a joint prosthesis containing at least one element in the form of a head or cup, made in the form of a mainly rotation body with a smooth surface made of wear-resistant materials with a low coefficient of friction, for example, isotropic pyrolytic carbon or ceramic, interacting with the response surface of the second element of the joint, is ensured by the fact that:
- гладкая поверхность тела вращения разделена на сегменты, неподвижно связанные между собой через прослойки из инородного материала, образующие границу для развития трещин;- the smooth surface of the body of revolution is divided into segments motionlessly interconnected through interlayers of foreign material, forming a boundary for the development of cracks;
- на поверхности тела вращения выполнены углубления в зонах прохождения прослоек из инородного материала, препятствующие взаимодействию упомянутых прослоек с ответной поверхностью второго элемента сустава;- on the surface of the body of revolution, grooves are made in the zones of passage of the interlayers of foreign material, preventing the interaction of the said interlayers with the counter surface of the second joint element;
- по крайней мере, головка или чашка эндопротеза выполнена из кольцевых сегментов монолитного изотропного пиролитического углерода или кольцевых графитовых сегментов с покрытием из изотропного пиролитического углерода, торцевые поверхности которых расположены перпендикулярно оси тела вращения и неподвижно связаны между собой через прослойку из полимерного материала;- at least, the head or cup of the endoprosthesis is made of annular segments of monolithic isotropic pyrolytic carbon or annular graphite segments coated with isotropic pyrolytic carbon, the end surfaces of which are perpendicular to the axis of the body of revolution and are motionlessly connected to each other through a layer of polymer material;
- боковые поверхности сегментов, не взаимодействующие с ответной поверхностью второго элемента сустава, неподвижно связаны через прослойку из полимерного материала с каркасным элементом, выполненным, например, из металла.- the lateral surfaces of the segments that do not interact with the mating surface of the second element of the joint are motionlessly connected through a layer of polymer material with a frame element made, for example, of metal.
Известных технических решений с сочетанием признаков, сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не выявлено.Known technical solutions with a combination of features similar to those that distinguish the claimed solution from the prototype, not identified.
Предложенный эндопротез сустава позволяет повысить его надежность и технологичность изготовления.The proposed joint prosthesis allows to increase its reliability and manufacturability.
При выполнении гладкой поверхности тела вращения из сегментов износостойкого материала с низким коэффициентом трения, например, изотропного пиролитического углерода или керамики, неподвижно связанных между собой через прослойки из инородного материала, образующих границу для развития трещин, обеспечивается создание препятствия для катастрофического роста трещин, охватывающих всю поверхность головки или чашки и вызывающих их разрушение. При возникновении трещины на одном из сегментов поверхности головки или чашки рост трещины будет происходить только до границы, образованной прослойкой из инородного материала. Далее рост трещины прекращается, и остальные сегменты остаются неповрежденными, сохраняя свою работоспособность. Этим достигается повышение надежности эндопротеза.When a smooth surface of the body of revolution is made of segments of wear-resistant material with a low coefficient of friction, for example, isotropic pyrolytic carbon or ceramics, motionlessly interconnected through interlayers of foreign material that form a boundary for the development of cracks, an obstacle is created for the catastrophic growth of cracks covering the entire surface heads or cups and their destruction. If a crack occurs on one of the segments of the surface of the head or cup, the crack will grow only to the boundary formed by a layer of foreign material. Further, the crack growth stops, and the remaining segments remain intact, while maintaining their operability. This achieves an increase in the reliability of the endoprosthesis.
Для предотвращения повышения сил трения между головкой и чашкой на поверхности тела вращения выполнены углубления в зонах прохождения прослоек из инородного материала, препятствующие взаимодействию упомянутых прослоек с ответной поверхностью второго элемента сустава. Более того, наличие углублений способствует накоплению в углублениях внутрисуставной жидкости, которая может выполнять роль смазывающего вещества в трущихся элементах эндопротеза сустава.To prevent an increase in the frictional forces between the head and the cup on the surface of the body of revolution, recesses are made in the passage zones of the interlayers of foreign material, preventing the interaction of the interlayers with the counter surface of the second joint element. Moreover, the presence of recesses contributes to the accumulation of intraarticular fluid in the recesses, which can act as a lubricant in the rubbing elements of the joint endoprosthesis.
Наибольший эффект достигается при выполнении головки или чашки из кольцевых сегментов монолитного изотропного пиролитического углерода или кольцевых графитовых сегментов с покрытием из изотропного пиролитического углерода, торцевые поверхности которых расположены перпендикулярно оси тела вращения и неподвижно связаны между собой через прослойки из полимерного материала, а боковые поверхности, не взаимодействующие с ответной поверхностью второго элемента сустава, неподвижно связаны через прослойку из полимерного материала с каркасным элементом, выполненным, например, из металла. При таком исполнении эндопротеза его надежность повышается в большей степени, поскольку, с одной стороны, обеспечивается отсутствие внутренних напряжений в головке или чашке эндопротеза, которые неизбежно присутствовали бы при выполнении головки или чашки массивными, а с другой стороны, прослойки из полимерного материала препятствуют развитию зародившейся трещины в глубь тела головки или чашки. Кроме этого эластичные прослойки из полимерного материала выполняют роль амортизирующих элементов, снижающих напряжения в углеродном материале при ударных нагрузках, тем самым уменьшая риск зарождения трещины. Более того, изготовление каждого сегмента небольшого размера из монолитного пиролитического углерода технологически проще, чем изготовление из него цельной головки или чашки. А при изготовлении каждого сегмента в виде кольца или диска из графита, с последующим нанесением сплошного замкнутого покрытия из изотропного пиролитического углерода, решается проблема прочности и надежности углеродного покрытия. Для еще большего повышения надежности кольцевые сегменты головки эндопротеза собраны на каркасном элементе, а кольцевые сегменты чашки эндопротеза собраны внутри каркасного элемента, выполненного, например, из металла, и неподвижно связаны с каркасными элементами через прослойки из полимерного или другого материала. Каркасные элементы из металла приводят к снижению напряжений, возникающих в углеродных элементах эндопротеза, за счет их перераспределения при нагружении.The greatest effect is achieved when the head or cup is made of ring segments of monolithic isotropic pyrolytic carbon or ring graphite segments coated with isotropic pyrolytic carbon, the end surfaces of which are perpendicular to the axis of the body of revolution and are motionlessly interconnected through interlayers of polymeric material, and the side surfaces are not interacting with the mating surface of the second element of the joint, motionlessly connected through a layer of polymer material with a frame an element made, for example, of metal. With this design of the endoprosthesis, its reliability increases to a greater extent, since, on the one hand, there is no internal stress in the head or cup of the endoprosthesis that would inevitably be present when the head or cup were massive, and on the other hand, interlayers of polymeric material impede the development of cracks deep into the body of the head or cup. In addition, elastic layers of polymer material play the role of shock absorbing elements that reduce stresses in the carbon material under shock loads, thereby reducing the risk of crack initiation. Moreover, the manufacture of each small segment of monolithic pyrolytic carbon is technologically simpler than the manufacture of an integral head or cup from it. And in the manufacture of each segment in the form of a ring or disk of graphite, followed by the application of a continuous closed coating of isotropic pyrolytic carbon, the problem of the strength and reliability of the carbon coating is solved. To further increase reliability, the annular segments of the endoprosthesis head are assembled on the frame element, and the annular segments of the endoprosthesis cup are assembled inside the frame element made, for example, of metal, and are fixedly connected to the frame elements through interlayers of polymer or other material. Frame elements made of metal lead to a decrease in stresses arising in the carbon elements of the endoprosthesis, due to their redistribution during loading.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен главный вид эндопротеза тазобедренного сустава из изотропного пиролитического углерода, взятого для примера реализации изобретения. На фиг.2 представлена головка эндопротеза в диаметральном сечении. На фиг.3 представлена чашка эндопротеза в диаметральном сечении.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 presents the main view of the endoprosthesis of the hip joint of isotropic pyrolytic carbon, taken as an example implementation of the invention. Figure 2 presents the head of the endoprosthesis in a diametrical section. Figure 3 presents the cup of the endoprosthesis in a diametrical section.
Эндопротез тазобедренного сустава содержит ножку 1, головку 2 и чашку 3. Головка 2, выполненная в виде шара, содержит каркасный элемент 4 с буртиком 5 и конусным отверстием 6 для соединения с ножкой эндопротеза 1. Наружная поверхность 7 каркасного элемента 4 выполнена цилиндрической. На каркасном элементе 4 расположены кольцевые сегменты 8, выполненные, например, из монолитного пиролитического углерода, керамики или графита, покрытого изотропным пиролитическим углеродом 9. Пространство между торцевыми поверхностями 10 сегментов 8, пространство между опорной поверхностью 11 буртика 5 каркасного элемента 4 и торцевой поверхностью 10 сегмента 8, а также между боковыми поверхностями 12 сегментов 8 и цилиндрической поверхностью 7 каркасного элемента 4 заполнено эластичным полимерным материалом 13. А между торцевой поверхностью 14 каркасного элемента 4 и торцевой поверхностью 10 кольцевого сегмента 8 выполнен зазор. Чашка 3 содержит каркасный элемент 15, установленный в полимерную обойму 16 (конструкция чашки типа “сэндвич”). Внутри каркасного элемента 15 расположены сегменты 17, выполненные, например, из монолитного пиролитического углерода, керамики или графита, покрытого изотропным пиролитическим углеродом 9. Пространство между сегментами 17, а также между сегментами 17 и каркасным элементом 15 заполнено эластичным полимерным материалом 13. Боковые поверхности 18 сегментов 17 образуют вогнутую сферическую поверхность, а боковые поверхности 19 сегментов 8 образуют выпуклую сферическую поверхность. На поверхностях головки 2 и чашки 3 между боковыми поверхностями 19 сегментов 8 и боковыми поверхностями 18 сегментов 17 выполнены углубления 20.The endoprosthesis of the hip joint contains a leg 1, a head 2 and a cup 3. The head 2, made in the form of a ball, contains a
Эндопротез тазобедренного сустава работает следующим образом.The endoprosthesis of the hip joint works as follows.
С помощью обычных хирургических процедур эндопротез тазобедренного сустава закрепляется в бедренной и тазовых костях пациента. При движении ноги пациента происходит перемещение головки 2 эндопротеза тазобедренного сустава внутри чашки 3. При этом взаимодействуют гладкие сферические поверхности (19 и 18) головки 2 и чашки 3, выполненные из износостойких материалов с низким коэффициентом трения, например изотропного пиролитического углерода или керамики 9. Благодаря этому достигаются минимальные силы трения и минимальный износ трущихся поверхностей. Наличие на поверхностях головки 2 и чашки 3 углублений 20 препятствует взаимодействию упомянутых прослоек из эластичного полимерного материала 13 с ответной поверхностью второго элемента сустава. При этом не только не происходит увеличение сил трения, но за счет накопления в углублениях 20 внутрисуставной жидкости, играющей роль смазки, достигается снижение сил трения и износа трущихся поверхностей. Во время бега или прыжков пациента гладкие сферические поверхности (19 и 18) головки 2 и чашки 3 начинают испытывать кроме сил трения ударное взаимодействие, которое может вызвать образование трещин на их поверхностях. При этом полимерная обойма 16 и прослойки из полимерного материала 13 за счет своей эластичности амортизируют упомянутые ударные нагрузки. А каркасный элемент 15, буртик 5 на каркасном элементе 4 и зазор между торцевой поверхностью 14 каркасного элемента 4 и торцевой поверхностью 10 сегмента 8 преобразуют напряжения растяжения в сегментах 17 чашки 3 и сегментах 8 головки 2 в напряжения сжатия, снижая тем самым риск образования трещины в углеродном или керамическом материале головки и чашки. Однако если все же трещина зародилась, то ее рост будет ограничен прослойкой из полимерного материала 13, и головка 2 и чашка 3 сохранят свою работоспособность.Using conventional surgical procedures, the hip joint prosthesis is fixed in the patient’s femur and pelvic bones. When the patient’s leg moves, the head 2 of the hip joint endoprosthesis moves inside the cup 3. In this case, the smooth spherical surfaces (19 and 18) of the head 2 and cup 3, made of wear-resistant materials with a low coefficient of friction, for example, isotropic pyrolytic carbon or ceramic 9, interact. this achieves minimal friction and minimal wear on friction surfaces. The presence on the surfaces of the head 2 and the cup 3 of the
Предложенный эндопротез тазобедренного сустава, сохраняя такие преимущества прототипа, как высокая износостойкость и минимальные силы трения в шарнире, обладает повышенной надежностью из-за снижения риска образования трещин и ограничения их распространения в элементах шарнира эндопротеза.The proposed hip joint prosthesis, while retaining the prototype advantages such as high wear resistance and minimal friction forces in the hinge, has increased reliability due to the reduced risk of cracking and the limitation of their propagation in the elements of the hinge joint.
Источники информацииSources of information
1. В.А. Фокин. Пары трения для тотальных эндопротезов тазобедренного сустава и проблемы износа. - Margo Anterior, № 4, 2000, стр. 3.1. V.A. Fokin. Friction pairs for total hip arthroplasty and wear problems. - Margo Anterior, No. 4, 2000, p. 3.
2.Патент США № 5549697.2. U.S. Patent No. 5549697.
3. Патент США № 6187049.3. US patent No. 6187049.
4. Kampner S.L., Weinstein A.M. 1-st Int. Conf. Eng. and Clin. Aspekt Endoprosthetic Fixat. - London, 13-15 June 1984, 111-120.4. Kampner S.L., Weinstein A.M. 1-st Int. Conf. Eng. and clin. Aspekt Endoprosthetic Fixat. - London, 13-15 June 1984, 111-120.
5. Патент США № 4166292.5. US patent No. 4166292.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003104923/14A RU2240081C1 (en) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | Articular endoprosthesis out of isotropic pyrolytic carbon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003104923/14A RU2240081C1 (en) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | Articular endoprosthesis out of isotropic pyrolytic carbon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003104923A RU2003104923A (en) | 2004-09-20 |
| RU2240081C1 true RU2240081C1 (en) | 2004-11-20 |
Family
ID=34310427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003104923/14A RU2240081C1 (en) | 2003-02-18 | 2003-02-18 | Articular endoprosthesis out of isotropic pyrolytic carbon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2240081C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2295320C2 (en) * | 2005-04-27 | 2007-03-20 | Валерий Федорович Татаринов | Articular endoprosthesis manufactured from isotropic pyrolytic carbon |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4166292A (en) * | 1977-09-08 | 1979-09-04 | Carbomedics, Inc. | Stress reinforced artificial joint prostheses |
| SU1718902A1 (en) * | 1990-03-27 | 1992-03-15 | Московское машиностроительное производственное объединение им.В.В.Чернышева | Hip joint endoprosthesis |
| RU2051692C1 (en) * | 1989-11-28 | 1996-01-10 | Эска Медикаль Любек Медицинтехник ГмбХ Унд Ко. | Joint endoprosthesis and method for its manufacture |
| RU2045U1 (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-16 | Акционерное общество закрытого типа "Патентное бюро N 1" | Label for the labeling of food products and consumer goods |
-
2003
- 2003-02-18 RU RU2003104923/14A patent/RU2240081C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4166292A (en) * | 1977-09-08 | 1979-09-04 | Carbomedics, Inc. | Stress reinforced artificial joint prostheses |
| RU2051692C1 (en) * | 1989-11-28 | 1996-01-10 | Эска Медикаль Любек Медицинтехник ГмбХ Унд Ко. | Joint endoprosthesis and method for its manufacture |
| SU1718902A1 (en) * | 1990-03-27 | 1992-03-15 | Московское машиностроительное производственное объединение им.В.В.Чернышева | Hip joint endoprosthesis |
| RU2045U1 (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-16 | Акционерное общество закрытого типа "Патентное бюро N 1" | Label for the labeling of food products and consumer goods |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2295320C2 (en) * | 2005-04-27 | 2007-03-20 | Валерий Федорович Татаринов | Articular endoprosthesis manufactured from isotropic pyrolytic carbon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20250090332A1 (en) | Partial hip prosthesis | |
| US5462563A (en) | Orthopaedic implant | |
| US5735905A (en) | Shock absorbing element for a load bearing prosthesis | |
| US5358529A (en) | Plastic knee femoral implants | |
| AU2020247288B2 (en) | Bone joint implants | |
| AU2008237616A1 (en) | Prosthetic joints having reduced area bearing surfaces and application thereof to a range of sizes of prosthetic joints | |
| Derar et al. | Recent patents and designs on hip replacement prostheses | |
| US8163029B2 (en) | Extended radius prosthesis and associated method | |
| Reigstad et al. | Wrist arthroplasty: where do we stand today? A review of historic and contemporary designs | |
| CN202027749U (en) | Integral artificial intervertebral disc | |
| Liu et al. | Comparison of contact mechanics between a total hip replacement and a hip resurfacing with a metal-on-metal articulation | |
| US10799365B1 (en) | Bone joint implants | |
| US20220160514A1 (en) | Bone joint implants | |
| RU2240081C1 (en) | Articular endoprosthesis out of isotropic pyrolytic carbon | |
| RU116769U1 (en) | Joint Endoprosthesis of Isotropic Pyrolytic Carbon | |
| CN214387786U (en) | Forged cobalt-chromium-molybdenum alloy artificial hip joint | |
| RU2295320C2 (en) | Articular endoprosthesis manufactured from isotropic pyrolytic carbon | |
| CN109793598B (en) | Shoulder joint prosthesis | |
| US20210275308A1 (en) | Acetabular Implant for Hip Prosthesis | |
| US9649196B2 (en) | Shock-absorbing system for use with a prosthetic implant | |
| CN109662814B (en) | Artificial shoulder joint | |
| Krukemeyer et al. | Endoprosthetics | |
| Joyce | Calculation of theoretical lubrication regimes in two-piece first metatarsophalangeal prostheses | |
| CN120131262A (en) | An ankle prosthesis based on bionic trabecular bone | |
| US20170007410A1 (en) | Implantable encapsulated prosthetic joint module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070626 |