Эндопротез для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Инновационное республиканское унитарное предприятие Научно-технологический парк БНТУ Метолит(72) Авторы Казаченко Виктор Павлович Алексеев Юрий Геннадьевич Семченко Наталья Ивановна Королев Александр Юрьевич Пашук Павел Павлович(73) Патентообладатель Инновационное республиканское унитарное предприятие Научно-технологический парк БНТУ Метолит(57) 1. Эндопротез для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов, содержащий кинематически связанные между собой посредством шарнирного соединения проксимальную и дистальную части, отличающийся тем, что поверхность шарнирного соединения проксимальной и дистальной частей эндопротеза содержит однослойное или многослойное покрытие из биологически совместимого защитного материала с повышенными триботехническими характеристиками. 2. Эндопротез для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов по п. 1, отличающийся тем, что однослойное покрытие выполнено из углерода. 3. Эндопротез для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов по п. 1, отличающийся тем, что многослойное покрытие выполнено из последовательно нанесенных слоев титана и углерода. 37572007.08.30 Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована в конструкциях механических эндопротезов сустава пальца человека. В настоящее время существует ряд заболеваний суставов кисти, а также зачастую происходят повреждения, связанные с производственным травматизмом, для которых консервативное лечение затруднительно или недостаточно эффективно, и во многих случаях необходимо хирургическое вмешательство, состоящее в эндопротезировании суставов. Известны силиконовые эндопротезы различных конструкций фирмы(США), эндопротез Мовшовича-Гришина (СССР, РФ) как с армирующими элементами,так и без, которые отличаются нестабильностью, недолговечностью и не обеспечивают надежное функционирование сустава кисти. Известен эндопротез пястно-фалангового суставаМСР , изготовленный из силикона 1. Побочными эффектами после эндопротезирования сустава известным эндопротезом могут быть инфицирование, выход сустава из строя, появление частиц продуктов износа,которые могут усиливать имеющиеся изменения, иммунные реакции и реакции со стороны окружающих тканей на силикон. Известны комбинированные эндопротезы, состоящие из металлической проксимальной части и полиэтиленовой дистальной (фирмы , Франция,,ФРГ), являющиеся достаточно функциональными, но износ полиэтиленовой дистальной части происходит значительно быстрее, чем проксимальной. Это приводит к преждевременному износу шарнирного сочленения, выходу сустава из строя, повреждениям сухожилий, воспалению мягких тканей и необходимости его срочной замены 2. Кроме того, недостатком эндопротезаявляется склонность к ротации в процессе работы пальца, что может повлечь за собой травматизм, а также плохое прорастание костной ткани в конструкцию эндопротеза, что приводит к ненадежной фиксации частей эндопротеза в фалангах пальцев. Известен эндопротез для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов, состоящий из дистальной и проксимальной частей, соединенных между собой посредством шарнира и выполненных в виде гибкого тела из материала на основе смеси синтетических смол 3. Известный эндопротез после имплантации сохраняет форму пальца, однако недостаток материала, из которого изготовлен данный эндопротез, проявляется в том, что по мере увеличения угла сгибания пальца возрастает усилие сгибания сустава и эндопротез не обеспечивает стабильную фиксацию пальца в различных положениях, при этом жизненный срок эндопротеза характеризуется малым ресурсом. Ближайшим техническим решением - прототипом - является эндопротез для пястнофаланговых и межфаланговых суставов, содержащий кинематически связанные между собой посредством шарнирного соединения проксимальную и дистальную части 4. При этом эндопротез выполнен из нержавеющей стали. Недостаток известного эндопротеза заключается в выполнении его конструктивных элементов из нержавеющей стали, которая имеет склонность к локальной коррозии в физиологических средах, содержащих хлор-ионы. Продукты коррозии вызывают воспалительные процессы в мягких тканях. Вследствие протекания процесса коррозии происходит ухудшение механических характеристик изделия, что в конечном итоге приводит к его поломке. К тому же из-за низкой износостойкости нержавеющей стали может произойти преждевременный износ шарнирного сочленения, выход сустава из строя, повреждение сухожилий, воспаление мягких тканей и возникнет необходимость его срочной замены. Кроме того, коэффициент трения стали по стали имеет высокое значение, что увеличивает усилие сгибания сустава. В основу полезной модели положена задача повышения надежности и долговечности эндопротезов для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов. 37572007.08.30 Техническим результатом реализации поставленной задачи является увеличение времени функционирования эндопротезов для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов, уменьшение усилия сгибания. Технический результат достигается тем, что эндопротез для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов, содержащий кинематически связанные между собой посредством шарнирного соединения проксимальную и дистальную части, содержит на поверхности шарнирного соединения проксимальной и дистальной частей однослойное или многослойное покрытие из биологически совместимого защитного материала с повышенными триботехническими характеристиками. Кроме того, однослойное покрытие выполнено из углерода. Кроме того, многослойное покрытие выполнено из последовательно нанесенных слоев титана и углерода. В отличие от прототипа, однослойное покрытие из углерода и многослойное покрытие из последовательно нанесенных слоев титана и углерода на поверхности конструктивных элементов эндопротеза выполняет функцию защитного материала, препятствующего коррозии нержавеющей стали. Кроме того, покрытие повышает износостойкость и микротвердость поверхности эндопротеза, благодаря чему уменьшается усилие сгибания эндопротеза в шарнирном соединении. Многослойное покрытие из чередующихся слоев титана и углерода в отличие от однослойного углеродного покрытия характеризуется более высокой адгезионной прочностью благодаря наличию пластичных слоев титана, которые способствуют релаксации внутренних напряжений, возникающих в покрытии в процессе его формирования. В результате проведенного поиска по патентным и научно-техническим источникам информации не выявлено решений, содержащих всей совокупности существенных признаков независимого пункта формулы, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности новизна. Заявленная полезная модель является промышленно применимой, поскольку обеспечивает решение поставленной задачи и достижение технического результата с использованием известных средств производства, материалов и технологий. Полезная модель поясняется фиг. 1 - общий вид эндопротеза в пальце фиг. 2 - поверхность эндопротеза, содержащая однослойное углеродное покрытие фиг. 3 - поверхность эндопротеза, содержащая покрытие, состоящее из чередующихся слоев титана и углерода. Полезная модель состоит из проксимальной части 1 (фиг. 1), дистальной части 2, кинематически связанных между собой посредством шарнирного соединения (оси) 3, изготовленных из нержавеющей стали. Поверхность 4 (фиг. 2, 3) конструктивных элементов 1,2, 3 эндопротеза содержит однослойное углеродное покрытие 5 либо многослойное покрытие, состоящее из последовательно сформированных слоев титана 6 и углерода 5. Нанесение покрытий на поверхности эндопротеза производят в вакуумной установке. Углеродные покрытия формируют с помощью источника плазмы импульсного катоднодугового разряда с катодом, выполненным из графита. Слои титана в многослойной системе наносят вакуумным электродуговым методом из сепарированного потока. Многослойные системы (-), где 1, на поверхности нержавеющей аустенитной стали формируют путем последовательного нанесения слоев титана и углерода в одном технологическом цикле. Эндопротез для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов работает следующим образом. Эндопротез вводят в костномозговые каналы фаланг. Покрытия из биологически совместимых материалов 5, 6 на поверхностях 4 конструктивных элементов 1, 2, 3 эндопро 3 37572007.08.30 теза снижают усилие сгибания сустава за счет повышения износостойкости поверхностей элементов, а также повышают коррозионную стойкость эндопротеза. Однослойное покрытие 5 (фиг. 2) из углерода на нержавеющей стали увеличивает потенциал питтингообразования, по которому можно судить об увеличении коррозионной стойкости, в 0,9 растворев 1,7 раза, и также в 2 раза снижает значение коэффициента трения системы сталь-сталь. Кроме того, в частном случае, покрытие выполнено из последовательно нанесенных слоев титана 6 и углерода 5 (фиг. 3). Эти материалы в большей степени биологически совместимы, чем нержавеющая сталь, а также характеризуются лучшими триботехническими свойствами и коррозионной стойкостью в физиологической среде, сходными со свойствами однослойного углеродного покрытия. Формирование слоев из титана, который является пластичным металлом, снижает внутренние напряжения, возникающие в материале покрытия в процессе нанесения, и тем самым повышает адгезионную прочность углеродного покрытия. Комплекс новых свойств заявляемой полезной модели эндопротеза для пястнофаланговых и межфаланговых суставов снижает вероятность осложнений, связанных с повреждением мягких тканей и поломкой эндопротеза, что может быть вызвано повышенным износом элементов конструкции эндопротеза в области сгиба и локальными коррозионными процессами, концентрирующимися также преимущественно в области сочленения дистальной, проксимальной частей и оси. В связи с этим снижается вероятность повторного эндопротезирования и связанных с ним финансовых затрат, длительной послеоперационной реабилитации, сопровождающейся временной потерей трудоспособности. Заявителями проведены испытания модифицированной покрытиями нержавеющей стали, которые подтвердили ее высокие потребительские свойства, и изготовлены опытные образцы эндопротеза для пястно-фаланговых и межфаланговых суставов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4