RU2758125C1 - Device for the reconstruction of the acetabulum region during hip arthroplasty in patients with extensive bone defects. - Google Patents
Device for the reconstruction of the acetabulum region during hip arthroplasty in patients with extensive bone defects. Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758125C1 RU2758125C1 RU2020143200A RU2020143200A RU2758125C1 RU 2758125 C1 RU2758125 C1 RU 2758125C1 RU 2020143200 A RU2020143200 A RU 2020143200A RU 2020143200 A RU2020143200 A RU 2020143200A RU 2758125 C1 RU2758125 C1 RU 2758125C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- intraosseous
- rod
- hemispherical
- component
- bone
- Prior art date
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 42
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000011882 arthroplasty Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 210000000588 acetabulum Anatomy 0.000 title abstract description 10
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 title abstract description 7
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 5
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 abstract description 9
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 11
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 241000906034 Orthops Species 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 210000001696 pelvic girdle Anatomy 0.000 description 5
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 4
- 210000003692 ilium Anatomy 0.000 description 4
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 4
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 4
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 4
- 210000004197 pelvis Anatomy 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 3
- 208000013201 Stress fracture Diseases 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 3
- 208000003076 Osteolysis Diseases 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 208000030175 lameness Diseases 0.000 description 2
- 208000029791 lytic metastatic bone lesion Diseases 0.000 description 2
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000002271 resection Methods 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 206010065687 Bone loss Diseases 0.000 description 1
- 208000018084 Bone neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 208000032544 Cicatrix Diseases 0.000 description 1
- 208000004221 Multiple Trauma Diseases 0.000 description 1
- 208000023637 Multiple injury Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010069135 Periprosthetic fracture Diseases 0.000 description 1
- 241001272996 Polyphylla fullo Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000037182 bone density Effects 0.000 description 1
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 238000011540 hip replacement Methods 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 1
- 210000001621 ilium bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 210000002239 ischium bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 238000011321 prophylaxis Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 1
- 230000037387 scars Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при проведении операций эндопротезирования тазобедренного сустава при наличии обширных костных дефектов области вертлужной впадины.The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, and can be used when performing hip arthroplasty in the presence of extensive bone defects in the acetabulum region.
Необходимость реконструкции области вертлужной впадины чаще всего возникает после серии ревизионных вмешательств на тазобедренном суставе или в результате посттравматических изменений вертлужной впадины с нарушением целостности тазового кольца. Дефекты могут усугубляться в результате несовершенной хирургической техники, отсутствия специализированного инструментария, обширного остеолитического поражения (микробного или асептического), перипротезных переломов и других особенностей оперативного лечения патологий в данной области.The need for reconstruction of the acetabular region most often arises after a series of revision interventions on the hip joint or as a result of post-traumatic changes in the acetabulum with a violation of the integrity of the pelvic ring. Defects can be aggravated as a result of imperfect surgical technique, lack of specialized instrumentation, extensive osteolytic lesions (microbial or aseptic), periprosthetic fractures and other features of surgical treatment of pathologies in this area.
Упомянутые дефекты области вертлужной впадины затрудняют фиксацию вертлужных компонентов, приводят к их нестабильности. Из-за отсутствия кости в области вертлужной области таза нижняя конечность теряет опорность, вызывая глубокое нарушение функции нижней конечности и хромоту. Лечение таких пациентов чрезвычайно сложная задача особенно когда помимо устранения дефектов костей вертлужной области таза необходимо восстановить функцию нижней конечности [Paprosky WG, Perona PG, Lawrence JM. Acetabular defect classification and surgical reconstruction in revision arthroplasty. A 6-year follow-up evaluation. J Arthroplasty 1994; 9:33–44. Кавалерский Г.М., Мурылев В.Ю., Рукин Я.А., Лычагин А.В., Елизаров П.М. Применение индивидуальных вертлужных компонентов при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России. 2016. Т. 22. № 4. С. 114-121. Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Коваленко А.Н., Билык С.С., Цыбин А.В., Денисов А.О., Дмитревич Г.Д., Вопиловский П.Н. Применение индивидуальной трехфланцевой конструкции при ревизионном эдопротезировании с нарушением целостности тазового кольца (клинический случай) Травматология и ортопедия России. 2016. № 1 (79). С. 108-116] . The mentioned defects of the acetabulum region make it difficult to fix the acetabular components and lead to their instability. Due to the absence of bone in the acetabular region of the pelvis, the lower limb loses its support, causing a deep dysfunction of the lower limb and lameness. Treatment of such patients is an extremely difficult task, especially when, in addition to eliminating defects in the bones of the acetabular region of the pelvis, it is necessary to restore the function of the lower limb [Paprosky WG, Perona PG, Lawrence JM. Acetabular defect classification and surgical reconstruction in revision arthroplasty. A 6-year follow-up evaluation. J Arthroplasty 1994; 9: 33-44. Kavalsky G.M., Murylev V.Yu., Rukin Ya.A., Lychagin A.V., Elizarov P.M. The use of individual acetabular components in revision hip arthroplasty. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2016.Vol. 22.No. 4.P. 114-121. Tikhilov R.M., Shubnyakov I.I., Kovalenko A.N., Bilyk S.S., Tsybin A.V., Denisov A.O., Dmitrevich G.D., Vopilovsky P.N. The use of an individual three-flange design for revision endoprosthetics with a violation of the integrity of the pelvic ring (clinical case) Traumatology and Orthopedics of Russia. 2016. No. 1 (79). S. 108-116].
Используемые для ревизионного эндопротезирования вертлужные компоненты позволяют осуществлять их надежную фиксацию во время операции при условии сохраненного костного ложа, чего нельзя сказать об обширных костных дефектах [Sheth NP, Nelson CL, Springer BD, Fehring TK, Paprosky WG. Acetabular bone loss in revision total hip arthroplasty: evaluation and management. J Am Acad Orthop Surg 2013; 21:128–139. Abolghasemian M, Sadeghi Naini M, Tangsataporn S, et al. Reconstruction of massive uncontained acetabular defects using allograft with cage or ring reinforcement: an assessment of the graft's ability to restore bone stock and its impact on the outcome of re-revision. Bone Joint J 2014;96-B:319–324. Коваленко А.Н., Шубняков И.И., Билык С.С., Тихилов Р.М. Современные технологии лечения тяжелых костных дефектов в области вертлужной впадины: какие проблемы решают индивидуальные имплантаты? Политравма. 2017. № 1. С. 72-81]. На сегодняшний день имеющееся программное обеспечение позволяет реконструировать и определять объем и геометрию костных дефектов, с целью планирования хирургического вмешательства на основании данных компьютерной томографии [Jamali AA. Digital templating and preoperative deformity analysis with standard imaging software. Clin Orthop Relat Res. 2009 Oct;467(10):2695-704. doi: 10.1007/s11999-009-0858-y. Epub 2009 May 15. PMID: 19444527]. Мультиспиральная компьютерная томография [Garcia-Cimbrelo E, Tapia M, Martin-Hervas C. Multislice computed tomography for evaluating acetabular defects in revision THA. Clin Orthop Relat Res. 2007 Oct;463:138-43., Stamenkov R, Howie D, Taylor J, Findlay D, McGee M, Kourlis G, Carbone A, Burwell M. Measurement of bone defects adjacent to acetabular components of hip replacement. Clin Orthop Relat Res. 2003 Jul;(412):117-24. doi: 10.1097/01.blo.0000069001.16315.f4.] с подавлением металлических артефактов позволяет идентифицировать остеолиз вокруг компонентов эндопротеза. Все перечисленные технологии позволяют моделировать дефекты костной ткани, заранее уточнить объем замещаемых дефектов, планировать алгоритм оперативного лечения.The acetabular components used for revision arthroplasty allow their reliable fixation during the operation, provided the bone bed is preserved, which cannot be said about extensive bone defects [Sheth NP, Nelson CL, Springer BD, Fehring TK, Paprosky WG. Acetabular bone loss in revision total hip arthroplasty: evaluation and management. J Am Acad Orthop Surg 2013; 21: 128-139. Abolghasemian M, Sadeghi Naini M, Tangsataporn S, et al. Reconstruction of massive uncontained acetabular defects using allograft with cage or ring reinforcement: an assessment of the graft's ability to restore bone stock and its impact on the outcome of re-revision. Bone Joint J 2014; 96-B: 319-324. Kovalenko A.N., Shubnyakov I.I., Bilyk S.S., Tikhilov R.M. Modern technologies for the treatment of severe bone defects in the acetabulum: what problems can individual implants solve? Polytrauma. 2017. No. 1. S. 72-81]. To date, the available software allows you to reconstruct and determine the volume and geometry of bone defects in order to plan a surgical intervention based on computed tomography data [Jamali AA. Digital templating and preoperative deformity analysis with standard imaging software. Clin Orthop Relat Res. 2009 Oct; 467 (10): 2695-704. doi: 10.1007 / s11999-009-0858-y. Epub 2009 May 15. PMID: 19444527]. Multislice computed tomography for evaluating acetabular defects in revision THA. Clin Orthop Relat Res. 2007 Oct; 463: 138-43., Stamenkov R, Howie D, Taylor J, Findlay D, McGee M, Kourlis G, Carbone A, Burwell M. Measurement of bone defects adjacent to acetabular components of hip replacement. Clin Orthop Relat Res. 2003 Jul; (412): 117-24. doi: 10.1097 / 01.blo.0000069001.16315.f4.] with the suppression of metal artifacts allows the identification of osteolysis around the components of the endoprosthesis. All of these technologies make it possible to model bone tissue defects, to specify in advance the volume of defects to be replaced, and to plan an algorithm for surgical treatment.
Одним из аналогичных предлагаемому устройств для реконструкции вертлужной впадины при обширных дефектах является вертлужный компонент с внутрикостной ножкой фирмы «Integra», моноблочная конструкция которого затрудняет его установку и ограничивает вариабельность позиционирования в области дефекта [Issa S.P., Biau D., Babinet A., Dumaine V., Le Hanneur M., Anract P. Pelvic reconstructions following peri-acetabular bone tumour resections using a cementless ice-cream cone prosthesis with dual mobility cup. Int Orthop. 2018 Aug;42(8):1987-1997].One of the devices similar to the proposed device for the reconstruction of the acetabulum in case of extensive defects is the acetabular component with an intraosseous stem of the company "Integra", the monoblock design of which complicates its installation and limits the variability of positioning in the area of the defect [Issa SP, Biau D., Babinet A., Dumaine V ., Le Hanneur M., Anract P. Pelvic reconstructions following peri-acetabular bone tumor resections using a cementless ice-cream cone prosthesis with dual mobility cup. Int Orthop. 2018 Aug; 42 (8): 1987-1997].
Близким по технической сущности и функциональному назначению заявляемому является вертлужный компонент Lumic® с внутрикостной ножкой фирмы «ImplantCast», к недостаткам которого относятся отсутствие элементов ротационной стабильности полусферичесткой части конструкции; отсутствии дополнительных вариантов винтовой фиксации; относительно небольшая площадь контакта с костью; отсутствии пористого покрытия для обеспечения надежной остеоинтеграции. Эти ограничения приводят к снижению сроков функционирования данного имплантата [Bus MP, Szafranski A, Sellevold S, Goryn T, Jutte PC, Bramer JA, Fiocco M, Streitbürger A, Kotrych D, van de Sande MA, Dijkstra PD. LUMiC® Endoprosthetic Reconstruction After Periacetabular Tumor Resection: Short-term Results. Clin Orthop Relat Res. 2017 Mar; 475(3):686-695].Close in technical essence and functional purpose of the claimed one is the Lumic® acetabular component with an intraosseous leg of the company "ImplantCast", the disadvantages of which include the lack of elements of rotational stability of the hemispherical part of the structure; lack of additional options for screw fixation; relatively small area of contact with the bone; the absence of a porous coating to ensure reliable osseointegration. These limitations lead to a decrease in the life of this implant [Bus MP, Szafranski A, Sellevold S, Goryn T, Jutte PC, Bramer JA, Fiocco M, Streitbürger A, Kotrych D, van de Sande MA, Dijkstra PD. LUMiC® Endoprosthetic Reconstruction After Periacetabular Tumor Resection: Short-term Results. Clin Orthop Relat Res. 2017 Mar; 475 (3): 686-695].
Аналогичным устройством в настоящее время является вертлужный компонент, предложенный американской компанией «Surgical Device Innovation», заявка US20180228615A1. Он представляет собой монолитную конструкцию, состоящую из полусферического компонента с равноудаленными отверстиями для винтов, а также конического компонента с ребрами, который устанавливается в тело подвздошной кости. Его контактная поверхность покрыта гидроксиаппатитом. Однако монолитность конструкции затрудняет установку имплантата, а равноудаленные отверстия для винтов не гарантируют расположения винтов в костной ткани. Кроме того, отсутствуют дополнительные элементы, обеспечивающие надежную ротационную стабильность конструкции. В таких условиях даже наличие гипроксиаппатитного покрытия не может обеспечить остеоинтеграции и долговременной стабильности имплантата.A similar device is currently the acetabular component proposed by the American company "Surgical Device Innovation", application US20180228615A1. It is a monolithic structure consisting of a hemispherical component with equidistant screw holes and a ribbed tapered component that fits into the iliac body. Its contact surface is covered with hydroxyapatite. However, the monolithic structure makes it difficult to install the implant, and equidistant screw holes do not guarantee the location of the screws in the bone tissue. In addition, there are no additional elements providing reliable rotational stability of the structure. In such conditions, even the presence of a hypoxyapatite coating cannot provide osseointegration and long-term stability of the implant.
Задача изобретения состоит в разработке устройства для реконструкции вертлужной области в условиях обширных костных дефектов, в частности, при неопорной седалищной кости, при эндопротезировании тазобедренного сустава, лишённого вышеперечисленных недостатков. The objective of the invention is to develop a device for the reconstruction of the acetabular region in conditions of extensive bone defects, in particular, with a non-supporting ischium, with endoprosthetics of the hip joint, devoid of the above disadvantages.
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в обеспечении надежной фиксации при обширных костных дефектах области вертлужной впадины индивидуально изготовленного устройства и удобстве его введения при выполнении операции эндопротезирования тазобедренного сустава. что в итоге обеспечивает опорность и восстановление функции нижней конечности.The technical result of the present invention is to ensure reliable fixation in case of extensive bone defects in the acetabulum region of an individually made device and the convenience of its introduction during hip arthroplasty. which ultimately provides support and restoration of the function of the lower limb.
Результат изобретения достигается за счет того, что устройство выполнено посредством 3D-моделирования для каждого конкретного пациента, имеет винт для соединения внутрикостного стержня с полусферическим компонентом, полусферический вертлужный компонент и внутрикостный стержень выполнены раздельно и предназначены для соединения между собой, внутрикостный стержень выполнен с каналом, а со стороны основания с резьбой под винт для соединения внутрикостного стержня с полусферическим компонентом, полусферический компонент содержит накостный фланец, который имеет минимум шесть каналов для проведения винтов и соединительный элемент с каналом для адаптации с внутрикостным стержнем, причем канал соединительного элемента со стороны внутренней поверхности полусферического компонента выполнен таким образом, чтобы винт был установлен головкой заподлицо, стыковочные поверхности внутрикостного стержня и соединительного элемента выполнены конгруэнтными с возможностью совпадения осей каналов внутрикостного стержня и соединительного элемента, контактная с костью поверхность стержня и полусферического компонента с накостным фланцем выполнена пористой. The result of the invention is achieved due to the fact that the device is made by means of 3D modeling for each specific patient, has a screw for connecting the intraosseous rod with a hemispherical component, the hemispherical acetabular component and the intraosseous rod are made separately and are intended to be connected to each other, the intraosseous rod is made with a channel, and from the base side with a thread for a screw for connecting the intraosseous rod with a hemispherical component, the hemispherical component contains an extra-spherical flange, which has at least six channels for the screws and a connecting element with a channel for adaptation to the intraosseous rod, and the channel of the connecting element on the side of the inner surface of the hemispherical the component is made in such a way that the screw is flush with the head, the mating surfaces of the intraosseous rod and the connecting element are made congruent with the possibility of coincidence of the axes of the intraosseous channels th rod and connecting element, the bone contact surface of the rod and the hemispherical component with an extra flange is made porous.
Обеспечение стабильности вертлужного компонента в условиях отсутствия костного ложа (рима) для полусферического компонента достигается за счет установки в костную массу тела подвздошной кости внутрикостного стержня, который передает нагрузку с эндопротеза тазобедренного сустава на осевой скелет. Ensuring the stability of the acetabular component in the absence of a bone bed (rim) for the hemispherical component is achieved by installing an intraosseous rod into the bone mass of the iliac bone body, which transfers the load from the hip joint endoprosthesis to the axial skeleton.
Удобство установки импланта обеспечивается тем, что конструкция не монолитна, стержень и полусферический компонент соединяются при установке во время оперативного вмешательства с помощью винта.Ease of installation of the implant is ensured by the fact that the structure is not monolithic, the rod and the hemispherical component are connected during installation during surgery using a screw.
Обеспечение опорности и восстановление функции нижней конечности достигается путем фиксации полусферического вертлужного компонента винтом к внутрикостному стержню с последующей установкой эндопротеза тазобедренного сустава.Providing support and restoring the function of the lower limb is achieved by fixing the hemispherical acetabular component with a screw to the intraosseous rod, followed by the installation of a hip joint endoprosthesis.
Для увеличения механической прочности и стабильности полусферическая часть дополнена подвздошным накостным фланцем, проектирующимся индивидуально для каждого конкретного пациента. Фиксацию устройства к кости обеспечивает как внутрикостный стержень, так и винты, каналы которых расположены в накостном фланце полусферической части конструкции. To increase mechanical strength and stability, the hemispherical part is supplemented with an iliac flange, which is individually designed for each specific patient. The fixation of the device to the bone is ensured by both an intraosseous nail and screws, the channels of which are located in the outer flange of the hemispherical part of the structure.
Для обеспечения остеоинтеграции контактные с костью поверхности полусферического компонента с фланцем и внутрикостного стрежня снабжены пористой структурой. To ensure osseointegration, the bone contact surfaces of the hemispherical component with a flange and the intraosseous rod are provided with a porous structure.
Индивидуальность каждой конструкции позволяет получить максимально адаптированный контакт между полученным методом трехмерной печати устройством и оставшейся костью области вертлужной впадины, правильное позиционирование и ориентацию полусферического компонента, обеспечить первичную осевую и ротационную стабильность, а также способствует надежной фиксации компонента в раннем послеоперационном периоде за счет внутрикостного элемента в виде стрежня, наличия накостного фланца полусферического компонента с каналами винтов, а в последующем и за счет остеоинтеграции.The individuality of each design allows to obtain the most adapted contact between the device obtained by the three-dimensional printing method and the remaining bone of the acetabulum region, correct positioning and orientation of the hemispherical component, ensure primary axial and rotational stability, and also contributes to reliable fixation of the component in the early postoperative period due to the intraosseous element in the form of a rod, the presence of a bone flange of a hemispherical component with screw channels, and subsequently due to osseointegration.
Каналы для винтов на накостном фланце полусферического компонента располагаются наиболее рациональным способом для данной персонифицированной формы устройства, количеством не менее шести, для обеспечения в ходе операции возможности введения винтов в наиболее плотные участки кости, что обеспечивает прочность первичной фиксации. Количество, расположение и ориентация осей для проведения винтов определяется путем предоперационного 3D-планирования.The channels for screws on the extra-flange of the hemispherical component are located in the most rational way for a given personalized form of the device, at least six in number, to ensure during the operation the possibility of introducing screws into the densest areas of the bone, which ensures the strength of the primary fixation. The number, location and orientation of the axes for screw placement is determined by preoperative 3D planning.
На фигурах изображены:The figures show:
Фигура 1. Рентгенограмма пациентки К. 32 л. Нестабильность компонентов эндопротеза левого тазобедренного сустава. Дефект вертлужной области 3B по Папровски, стрессовый перелом задней колонны, нарушение целостности тазового кольца. Прямая проекция.Figure 1. X-ray of patient K. 32 years old. Instability of the components of the left hip joint endoprosthesis. Acetabular defect 3B according to Paprowski, stress fracture of the posterior column, violation of the integrity of the pelvic ring. Direct projection.
Фигура 2. Рентгенограмма пациентки К. 32 г. Нестабильность компонентов эндопротеза левого тазобедренного сустава. Дефект вертлужной области 3B по Папровски, стрессовый перелом задней колонны, нарушение целостности тазового кольца. Боковая проекция.Figure 2. X-ray of patient K., 32 g. Instability of the components of the left hip joint endoprosthesis. Acetabular defect 3B according to Paprowski, stress fracture of the posterior column, violation of the integrity of the pelvic ring. Side projection.
Фигура 3. Построение трехмерной модели дефекта вертлужной области, компьютерная визуализация вертлужной области в трехмерном пространстве. Вид спереди.Figure 3. Construction of a three-dimensional model of the acetabular defect, computer visualization of the acetabular region in three-dimensional space. Front view.
Фигура 4. Построение трехмерной модели дефекта вертлужной области, компьютерная визуализация вертлужной области в трехмерном пространстве. Вид со стороны задней стенки задней колонны.Figure 4. Construction of a three-dimensional model of the acetabular defect, computer visualization of the acetabular region in three-dimensional space. View from the back wall of the rear column.
Фигура 5. Проектирование трехмерной модели устройства для реконструкции вертлужной области. Вид спереди.Figure 5. Design of a three-dimensional model of the device for the reconstruction of the acetabular region. Front view.
Фигура 6. Проектирование трехмерной модели устройства для реконструкции вертлужной области. Вид со стороны задней стенки задней колонны.Figure 6. Design of a three-dimensional model of the device for the reconstruction of the acetabular region. View from the back wall of the rear column.
Фигура 7. Внешний вид устройства. Вид конструкции спереди, где 1 – внутрикостный стержень, 2 – полусферическая часть, 3 – накостный фланец, 4 – отверстия для винтов, 5 – пористый слой внутрикостного стержня и полусферического компонента с накостным фланцем, 6 – зауженный скругленный конец внутрикостного стержня. Figure 7. External view of the device. Front view of the structure, where 1 is an intraosseous rod, 2 is a hemispherical part, 3 is an extraosseous flange, 4 are holes for screws, 5 is a porous layer of an intraosseous rod and a hemispherical component with an extraosseous flange, 6 is a tapered rounded end of an intraosseous rod.
Фигура 8. Внешний вид устройства. Вид конструкции сзади, где 1 – внутрикостный стержень, 2 – полусферическая часть 3 – накостный фланец, 4 – отверстия для винтов, 5 – пористый слой внутрикостного стержня и полусферического компонента с накостным фланцем, 6 – зауженный скругленный конец внутрикостного стержня, 11 – соединительный элемент на полусферическом компоненте для соединения внутрикостного стержня и полусферического компонента винтом.Figure 8. External view of the device. Rear view of the structure, where 1 is an intraosseous rod, 2 is a hemispherical part, 3 is an extraosseous flange, 4 are holes for screws, 5 is a porous layer of an intraosseous rod and a hemispherical component with an extraosseous flange, 6 is a tapered rounded end of an intraosseous rod, 11 is a connecting element on the hemispherical component for connecting the intraosseous nail and the hemispherical component with a screw.
Фигура 9. Внешний вид устройства. Части устройства. 1 – внутрикостный стержень, 2 – полусферическая часть, 7 – основание внутрикостного стержня, 8 – сквозной канал элемента 11, 9 – винт для соединения внутрикостного стержня с полусферическим компонентом. 10 – канал стержня 1, 11 – соединительный элемент на полусферическом компоненте для соединения внутрикостного стержня и полусферического компонента винтом.Figure 9. External view of the device. Parts of the device. 1 - intraosseous rod, 2 - hemispherical part, 7 - base of the intraosseous rod, 8 - through channel of
Фигура 10. Рентгенограмма пациентки К.,32 г. Контрольный снимок - первые сутки после операции.Figure 10. X-ray of patient K., 32 g. Control picture - the first day after surgery.
Фигура 11. Рентгенограмма таза пациентки К., 33г. Отдаленный осмотр (через 1 год) применения заявленного устройства и способа его использования. Результат реконструкции вертлужной области предложенным устройством. Figure 11. X-ray of the pelvis of patient K., 33 years old. Remote inspection (after 1 year) of the application of the claimed device and the method of its use. The result of the reconstruction of the acetabular region with the proposed device.
Устройство изготавливают методом трехмерной печати из титанового порошка. Устройство выполнено посредством 3D-моделирования для каждого конкретного пациента. Устройство состоит из внутрикостного стержня 1 и полусферического вертлужного компонента 2, которые выполнены раздельно и предназначены для соединения между собой при установке во время оперативного вмешательства. Стержень 1 имеет канал 10.The device is made by 3D printing from titanium powder. The device is made by means of 3D modeling for each specific patient. The device consists of an
Полусферический компонент 2 содержит накостный фланец 3. Наружная (контактная с костью) поверхность 5 стержня 1 и полусферического компонента 2 с накостным фланцем 3 выполнена пористой. Толщина пористого слоя 5 может быть равна 1,5 см. The
Накостный фланец 3 полусферического компонента 2 содержит как минимум шесть сквозных каналов 4 для проведения винтов. The on-
Для соединения со стержнем 1 полусферический компонент 2 содержит соединительный элемент 11, в котором выполнен сквозной канал 8 для проведения винта 9 в канал 10 стержня 1. Канал 8 элемента 11 со стороны внутренней поверхности полусферического компонента 2 выполнен таким образом, чтобы винт 9 был установлен головкой заподлицо с внутренней поверхностью полусферического компонента 2.For connection with the
С одного конца стержень 1 имеет зауженный скругленный конец 6, а с другого — основание 7 (стыковочная поверхность), которое 7 предназначено для адаптации с соединительным элементом 11 полусферического компонента 2. Их 1, 11 стыковочные поверхности конгруэнтны. Оси каналов элемента 11 и стержня 1 совпадают. В канале 10 стержня 1 со стороны основания 7 выполнена резьба под винт 9, которая по длине соответствует его 9 резьбовой части. At one end, the
Лечение пациентов с применением устройства проходит поэтапно: первый – подготовительный, второй – хирургический, третий – послеоперационный восстановительный, четвертый – мониторинг качества жизни и области оперативного лечения.Patients are treated using the device in stages: the first is preparatory, the second is surgical, the third is postoperative recovery, and the fourth is monitoring the quality of life and areas of surgical treatment.
Первый этап. Выполняют обследование пациента, с применением рентгенографии (Фигуры 1 и 2) и компьютерной томографии. На основании серии срезов компьютерной томографии с использованием специализированного программного обеспечения выполняют построение виртуальной трехмерной модели таза с костным дефектом (Фигуры 3 и 4), определяют его размеры и конфигурацию. В соответствии с дефектом с помощью специализированного программного обеспечения разрабатывают трехмерную модель устройства (Фигуры 5 и 6). First step. The patient is examined using radiography (Figures 1 and 2) and computed tomography. Based on a series of computed tomography slices using specialized software, a virtual three-dimensional model of a pelvis with a bone defect is built (Figures 3 and 4), its size and configuration are determined. In accordance with the defect, a three-dimensional model of the device is developed using specialized software (Figures 5 and 6).
Внутрикостный стержень 1 проектируют соответствующим по размеру и позиционируют таким образом, чтобы он располагался в толще тела подвздошной кости. Полусферический компонент 2 проектируют соответствующим по размеру и располагают в дефекте соответственно планируемому положению центра ротации. Накостный фланец 3 полусферического компонента 2 выполняют конгруэнтно оставшейся части крыла подвздошной кости, полученному при трехмерном моделировании, с целью их последующей адаптации. Проектируют расположение соединительного элемента 11 на полусферическом компоненте 2 в зависимости от расположения внутрикостного стержня 1 с целью их последующей адаптации. Выполняют стыковочную поверхность элемента 11 конгруэнтной основанию 7 стержня 1. В зависимости от протяженности дефекта области вертлужной впадины выполняют не менее шести или более каналов 4 для проведения винтов для фиксации во фланце 3 полусферического компонента 2. Поскольку в области краев дефекта костной ткани может иметь место разница плотности кости количество каналов 4 для проведения винтов должно превышать их реальную потребность для фиксации фланца 3. После утверждения плана операции изготавливают спроектированное устройство с использованием технологии трехмерной печати из порошка титана (Фигуры 7, 8, 9).The
Второй этап. Выполняют хирургическую операцию – ревизионное эндопротезирование по стандартной методике с установкой заявленного устройства. Проводят доступ к тазобедренному суставу (по Хардингу). Определяют область дефекта вертлужной области, освобождают от соединительной ткани и рубцов каудальный край подвздошной кости. По заранее известному ориентиру, которым может являться наиболее четкий край подвздошной кости у границы костного дефекта, ориентируют и устанавливают устройство следующим образом. Определяют седалищную вырезку, в наиболее толстую часть тела подвздошной кости вводят направляющую спицу. По направляющей спице канюлированным сверлом соответствующего диаметра формируют канал для введения внутрикостного стрежня 1, спицу удаляют. При необходимости производят обработку кости фрезой для установки полусферической части конструкции 2 с фланцем 3. Second phase. A surgical operation is performed - revision arthroplasty according to the standard technique with the installation of the declared device. Access to the hip joint is performed (according to Harding). The area of the acetabular defect is determined, the caudal edge of the ilium is freed from the connective tissue and scars. According to a previously known landmark, which may be the clearest edge of the ilium at the border of the bone defect, the device is oriented and installed as follows. The ischial notch is determined, a guide wire is inserted into the thickest part of the iliac body. A channel for the introduction of the
Далее устанавливают элементы конструкции 1, 2, 3 пористым слоем 5 к кости. Сначала в сформированный канал вводят внутрикостный стержень 1 зауженным скругленным концом 6, погружая его 1 в кость на предварительно запланированную глубину. Затем устанавливают полусферический компонент 2 с фланцем 3, располагая фланец 3 конгруэнтно на соответствующей поверхности подвздошной кости и адаптируя конгруэнтные поверхности элемента 11 и основания 7 стержня 1. С внутренней поверхности полусферического компонента 2 через канал 8 элемента 11 проводят винт 9 в канал 10 внутрикостного стрежня 1, закручивают его 9, тем самым соединяя полусферический компонент 2 и стержень 1. Через отверстия 4 производят фиксацию накостного фланца 3 к кости винтами (должно быть введено не менее четырех винтов) в наиболее плотные участки кости. Далее устанавливают стандартные компоненты эндопротеза тазобедренного сустава.Next, the
Третий этап. Проводят послеоперационную антибиотикопрофилактику, противовоспалительную, инфузионную терапию. Пациента обучают правильной технике ходьбы при помощи дополнительной опоры (костыли, ходунки). Далее восстановительный период проходит в домашних условиях с учетом всех необходимых рекомендаций и их строгим соблюдением. Stage three. Postoperative antibiotic prophylaxis, anti-inflammatory, infusion therapy are performed. The patient is taught the correct walking technique using additional support (crutches, walkers). Further, the recovery period takes place at home, taking into account all the necessary recommendations and their strict adherence.
Четвертый этап. Оценку результата лечения проводят путем проведения рентгенографии (Фигура 9), а также клинических тестов на опорность нижней конечности и контроль восстановления функции. При необходимости выполняют коррекцию рекомендаций по программе дальнейшей реабилитации пациента.Stage four. Evaluation of the treatment result is carried out by carrying out radiography (Figure 9), as well as clinical tests for the support of the lower limb and control of the restoration of function. If necessary, the recommendations for the program of further rehabilitation of the patient are corrected.
Далее представлен пример клинического использования.The following is an example of clinical use.
Пациентка К., 32 года обратилась с жалобами на боли в области левого тазобедренного сустава, ограничение движений и хромоту связанные с болью, укорочение левой нижней конечности. Диагностированы нестабильность компонентов эндопротеза левого тазобедренного сустава, дефект вертлужной области 3B по классификации Папровски, стрессовый перелом задней колонны, нарушение целостности тазового кольца (Фигуры 1, 2). Пациентке выполнили оперативное лечение с установкой заявленного устройства.Patient K., 32 years old, complained of pain in the left hip joint, limitation of movement and lameness associated with pain, shortening of the left lower limb. Instability of the components of the left hip joint endoprosthesis, 3B acetabular defect according to Paprowski classification, stress fracture of the posterior column, violation of the integrity of the pelvic ring were diagnosed (Figures 1, 2). The patient underwent surgical treatment with the installation of the claimed device.
На контрольной рентгенограмме (Фигура 10) – первые сутки после операции: внутрикостный стержень устройства расположен в теле подвздошной кости, фланец фиксирован пятью винтами в наиболее плотные участки кости, компоненты эндопротеза стабильны, признаков нестабильности нет. Заявленное устройство в правильном положении, эндопротез левого тазобедренного сустава функционирует правильно.On the control radiograph (Figure 10) - the first day after the operation: the intraosseous rod of the device is located in the body of the ilium, the flange is fixed with five screws in the most dense areas of the bone, the components of the endoprosthesis are stable, there are no signs of instability. The claimed device is in the correct position, the left hip joint endoprosthesis is functioning correctly.
На контрольной рентгенограмме (Фигура 11) через 1 год после оперативного лечения: компоненты эндопротеза стабильны, взаимоотношение устройства и компонентов эндопротеза правильное, признаков миграции и расшатывания нет. Клинически отмечено восстановление функции отведения нижней конечности. Пациентка жалоб на болевой синдром не предъявляет.On the control radiograph (Figure 11) 1 year after surgery: the components of the endoprosthesis are stable, the relationship between the device and the components of the endoprosthesis is correct, there are no signs of migration and loosening. The restoration of the function of abduction of the lower limb was clinically noted. The patient has no complaints of pain syndrome.
Результаты применения устройства свидетельствуют о повышении качества ортопедической помощи и качества жизни пациента. Результаты лечения показывают и доказывают промышленную осуществимость и полезность заявляемого изобретения, достижимость его заявленных целей.The results of using the device indicate an improvement in the quality of orthopedic care and the patient's quality of life. The results of the treatment show and prove the industrial feasibility and usefulness of the claimed invention, the attainability of its stated goals.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143200A RU2758125C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Device for the reconstruction of the acetabulum region during hip arthroplasty in patients with extensive bone defects. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143200A RU2758125C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Device for the reconstruction of the acetabulum region during hip arthroplasty in patients with extensive bone defects. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2758125C1 true RU2758125C1 (en) | 2021-10-26 |
Family
ID=78289593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020143200A RU2758125C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Device for the reconstruction of the acetabulum region during hip arthroplasty in patients with extensive bone defects. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2758125C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU219760U1 (en) * | 2023-03-15 | 2023-08-03 | Станислав Владимирович Басов | HIP ENDOPROSTHESIS WITH HYBRID FIXATION |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5211665A (en) * | 1992-03-04 | 1993-05-18 | Ku Ming C | Acetabular cup assembly for total hip replacement |
| US6228121B1 (en) * | 1999-06-21 | 2001-05-08 | Depuy Othopedics, Inc. | Prosthesis system and method of implanting |
| US20080046091A1 (en) * | 2006-03-20 | 2008-02-21 | Zimmer Technology, Inc. | Implant anchoring device |
| EP2457540B1 (en) * | 2009-06-30 | 2014-09-03 | Zimmer, Inc. | Screw thread placement in a porous medical device |
| RU2555131C2 (en) * | 2008-12-02 | 2015-07-10 | Смит Энд Нефью, Инк. | Prosthesis for implantation into iliac canal |
| US20180228615A1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-08-16 | Surgical Device Innovations, LLC | Acetabular surgical implant for segmental pelvic defect and methods of use and manufacture |
-
2020
- 2020-12-25 RU RU2020143200A patent/RU2758125C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5211665A (en) * | 1992-03-04 | 1993-05-18 | Ku Ming C | Acetabular cup assembly for total hip replacement |
| US6228121B1 (en) * | 1999-06-21 | 2001-05-08 | Depuy Othopedics, Inc. | Prosthesis system and method of implanting |
| US20080046091A1 (en) * | 2006-03-20 | 2008-02-21 | Zimmer Technology, Inc. | Implant anchoring device |
| RU2555131C2 (en) * | 2008-12-02 | 2015-07-10 | Смит Энд Нефью, Инк. | Prosthesis for implantation into iliac canal |
| EP2457540B1 (en) * | 2009-06-30 | 2014-09-03 | Zimmer, Inc. | Screw thread placement in a porous medical device |
| US20180228615A1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-08-16 | Surgical Device Innovations, LLC | Acetabular surgical implant for segmental pelvic defect and methods of use and manufacture |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU219760U1 (en) * | 2023-03-15 | 2023-08-03 | Станислав Владимирович Басов | HIP ENDOPROSTHESIS WITH HYBRID FIXATION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Long-term results of cementless total hip arthroplasty with subtrochanteric shortening osteotomy in Crowe type IV developmental dysplasia | |
| Reigstad et al. | Five-to 10-year prospective follow-up of wrist arthroplasty in 56 nonrheumatoid patients | |
| Lee et al. | Conversion hip arthroplasty in failed fixation of intertrochanteric fracture: a propensity score matching study | |
| Rodriguez et al. | Reproducible fixation with a tapered, fluted, modular, titanium stem in revision hip arthroplasty at 8–15 years follow-up | |
| Min et al. | The effect of stem alignment on results of total hip arthroplasty with a cementless tapered-wedge femoral component | |
| Ateschrang et al. | Long-term results using the straight tapered femoral cementless hip stem in total hip arthroplasty: a minimum of twenty-year follow-up | |
| Menken et al. | Femoral revision for periprosthetic fracture in total hip arthroplasty | |
| Ollivier et al. | Titanium-titanium modular neck for primary THA. Result of a prospective series of 170 cemented THA with a minimum follow-up of 5 years | |
| Pakos et al. | Long term outcomes of total hip arthroplasty with custom made femoral implants in patients with congenital disease of hip | |
| Sessa et al. | Bone mineral density as a marker of hip implant longevity: a prospective assessment of a cementless stem with dual-energy X-ray absorptiometry at twenty years | |
| Lerch et al. | Finite element model of a novel short stemmed total hip arthroplasty implant developed from cross sectional CT scans | |
| Pansard et al. | Severe corrosion after malpositioning of a metallic head over the Morse taper of a cementless hip arthroplasty. A case report | |
| Chandran et al. | Furlong hydroxyapatite-coated hip prosthesis vs the Charnley cemented hip prosthesis | |
| Park et al. | Managing acetabular defects in total hip arthroplasty | |
| Mulier et al. | Early periprosthetic bone remodelling around cemented and uncemented custom-made femoral components and their uncemented acetabular cups | |
| Nagi et al. | The uncemented isoelastic/isotitan total hip arthroplasty. A 10-15 years follow-up with bone mineral density evaluation | |
| RU2758125C1 (en) | Device for the reconstruction of the acetabulum region during hip arthroplasty in patients with extensive bone defects. | |
| Delank et al. | Increased polyethylene wear after cementless ABG I total hip arthroplasty | |
| Martins et al. | Aseptic loosening rate of the Mayo femoral stem with medium-term follow up | |
| Abeyta et al. | Reconstruction of major segmental acetabular defects with an oblong-shaped cementless prosthesis: a long-term outcomes study | |
| BIcIcI et al. | Mid-term results of total hip arthroplasty with subtrochanteric Z-osteotomy in Crowetype 3-4 developmental hip dysplasia | |
| Chang et al. | Revision total hip arthroplasty using a tapered, press-fit cementless revision stem in elderly patients | |
| Lakstein et al. | Revision total hip arthroplasty with a modular tapered stem | |
| Guild III et al. | Anthropometric computed tomography reconstruction identifies risk factors for cortical perforation in revision total hip arthroplasty | |
| Christensen et al. | No clinical value of post-operative routine X-ray following uncomplicated cementless primary total hip arthroplasty |