RU207081U1

RU207081U1 - ELBOW JOINT ENDOPROTHESIS

Info

Publication number: RU207081U1
Application number: RU2021115871U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Родионов; Ирина Владимировна Перинская; Любовь Евгеньевна Куц
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2021-10-11

Abstract

Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии, ортопедии и имплантологии, и может быть использована для оперативного лечения локтевого сустава при его различных заболеваниях и травматических повреждениях. Технический результат полезной модели заключается в упрочнении и создании микропористой поверхности внутрикостных частей эндопротеза локтевого сустава в результате блистерингового порообразования, синтеза на сформированной микропористой поверхности углеродной алмазоподобной беспористой пленки и придания антитромбоцитарных свойств за счет ее ионно-лучевого модифицирования ионами лантана. Эндопротез локтевого сустава, содержит плечевую и локтевую ножки, вкладыш со втулкой и запорным кольцом, ось и фиксирующий штифт для закрепления оси, плечевая ножка выполнена с шайбовидной проушиной, в последней установлен вкладыш и вдвинута ось, которая закреплена втулкой с запорным кольцом, локтевая ножка в проксимальной части выполнена в виде шайбовидного шипа с пазом для контакта с вкладышем и осью, в шайбовидном шипе выполнены соосные цилиндрические отверстия под фиксирующий штифт, ось выполнена со стороны штифта с приливом, на котором выполнена коническая проточка, фиксирующий штифт выполнен с поверхностями: конической - для контакта с проточкой и цилиндрической соосной - для контакта с локтевой ножкой, конические поверхности фиксирующего штифта и проточки выполнены с углом конуса от 4 до 6 градусов, плечевая ножка снабжена антиротационными пластинами, шайбовидная проушина - приливами с латеральной стороны ножки, локтевая ножка в области шайбовидного шипа снабжена пластиной, контактирующей с приливом проушины, имеет на поверхности внутрикостных частей эндопротеза, а именно плечевой и локтевой ножек, микропористый слой, полученный в результате предварительного блистерингового порообразования в процессе ионно-лучевой обработки поверхности пучком ионов гелия (Не+) с последующим синтезом на сформированной микропористой поверхности углеродной алмазоподобной беспористой пленки, полученной в процессе ионно-лучевой обработки в вакуумной среде углекислого газа (CO2) пучком ионов аргона (Ar+), модифицированной ионами лантана (La+) в процессе ионно-лучевой обработки. 2 фиг.The useful model relates to medicine, namely to traumatology, orthopedics and implantology, and can be used for the surgical treatment of the elbow joint for its various diseases and traumatic injuries. The technical result of the utility model consists in strengthening and creating a microporous surface of the intraosseous parts of the elbow joint endoprosthesis as a result of blistering pore formation, synthesis of a carbon diamond-like non-porous film on the formed microporous surface and imparting antiplatelet properties due to its ion-beam modification with lanthanum ions. The endoprosthesis of the elbow joint, contains the shoulder and elbow legs, an insert with a sleeve and a locking ring, an axis and a fixing pin for fixing the axis, the shoulder leg is made with a washer-shaped eyelet, the insert is installed in the latter and the axis is inserted, which is fixed by a sleeve with a locking ring, the elbow leg is in the proximal part is made in the form of a washer-shaped spike with a groove for contact with the liner and the axis, coaxial cylindrical holes for the fixing pin are made in the washer-shaped spike, the axis is made on the side of the pin with a tide, on which a conical groove is made, the fixing pin is made with surfaces: conical - for contact with the groove and cylindrical coaxial - for contact with the ulnar leg, the conical surfaces of the fixing pin and groove are made with a cone angle of 4 to 6 degrees, the shoulder leg is equipped with anti-rotation plates, the washer-shaped eyelet - with tides from the lateral side of the leg, the elbow leg in the area of the washer-shaped spike equipped with a plate, cont lugs that activate with the tide, has a microporous layer on the surface of the intraosseous parts of the endoprosthesis, namely the shoulder and ulnar legs, obtained as a result of preliminary blistering pore formation in the process of ion-beam treatment of the surface with a beam of helium ions (He +) with subsequent synthesis on the formed microporous surface of carbon diamond-like non-porous film obtained during ion-beam treatment in a vacuum atmosphere of carbon dioxide (CO2) by an argon ion beam (Ar +), modified with lanthanum ions (La +) during ion-beam treatment. 2 fig.

Description

Полезная модель относится к восстановительной медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может использоваться для оперативного хирургического лечения локтевого сустава при его различных заболеваниях и травматических повреждениях.The utility model relates to restorative medicine, namely to traumatology and orthopedics, and can be used for the operative surgical treatment of the elbow joint for its various diseases and traumatic injuries.

Замена локтевых суставов на эндопротезы является ортопедической операцией с имплантацией определенных конструкций в организм. Процент осложнений и неудовлетворительных результатов имплантации остается по-прежнему на высоком уровне и составляет 3,3-13,2%. Увеличить эффективность таких операций возможно путем повышения уровня биосовместимости эндопротезов при использовании новых материалов и покрытий, а также путем разработки новых, высокотехнологичных конструкций эндопротезов.Replacement of elbow joints with endoprostheses is an orthopedic operation with the implantation of certain structures into the body. The percentage of complications and unsatisfactory results of implantation remains at a high level and amounts to 3.3-13.2%. It is possible to increase the efficiency of such operations by increasing the level of biocompatibility of endoprostheses using new materials and coatings, as well as by developing new, high-tech designs of endoprostheses.

Биосовместимые покрытия, наносимые на внутрикостные части эндопротезов, должны обладать высокой суммарной открытой пористостью, что необходимо для эффективного прорастания клеток костной ткани и прочного остеоинтеграционного закрепления имплантируемых конструкций в организме. Однако высокая открытая пористость покрытий характеризуется пониженной механической прочностью, что является сильным ограничением в разработке высокопористых имплантационных систем.Biocompatible coatings applied to the intraosseous parts of endoprostheses must have a high total open porosity, which is necessary for effective germination of bone tissue cells and strong osseointegration anchoring of implanted structures in the body. However, the high open porosity of the coatings is characterized by reduced mechanical strength, which is a strong limitation in the development of highly porous implant systems.

При действии агрессивной биологической среды в виду отсутствия физико-механических условий, обеспечивающих эффективное интеграционное (на микро- и наноуровне) взаимодействие поверхности эндопротеза с прилегающими костными структурами, происходят процессы отторжения установленных конструкций. Поэтому проблема повышения эффективности использования эндопротезов для остеосинтеза является весьма актуальной и может быть решена за счет придания поверхности, снабженной биосовместимым покрытием, антитромбоцитарных свойств.Under the action of an aggressive biological environment, due to the absence of physical and mechanical conditions that ensure effective integration (at the micro- and nanoscale) interaction of the surface of the endoprosthesis with adjacent bone structures, processes of rejection of the installed structures occur. Therefore, the problem of increasing the efficiency of using endoprostheses for osteosynthesis is very urgent and can be solved by imparting antiplatelet properties to the surface provided with a biocompatible coating.

Известна конструкция эндопротеза локтевого сустава [Патент RU №2082358, МПК A61F 2/38, заявка опубл. 27.10.1993], содержащий локтевую и плечевую части. Локтевая часть включает ножку с продольными канавками и суставной компонент, соединенный с ножкой. Плечевая часть включает ножку, переходную вилку и полиэтиленовую головку.Known design of the endoprosthesis of the elbow joint [Patent RU No. 2082358, IPC A61F 2/38, application publ. 10/27/1993], containing the elbow and shoulder parts. The ulnar portion includes a longitudinal grooved pedicle and an articular component connected to the pedicle. The shoulder section includes a leg, adapter fork and polyethylene head.

Недостатком данной конструкции является отсутствие на поверхности внутрикостных частей эндопротеза микропористого слоя с биосовместимым покрытием, обладающего антитромбоцитарными свойствами и высокой механической прочностью.The disadvantage of this design is the absence on the surface of the intraosseous parts of the endoprosthesis of a microporous layer with a biocompatible coating, which has antiplatelet properties and high mechanical strength.

Известна конструкция эндопротеза локтевого сустава [Патент RU №2171657, МПК A61F 2/38, опубл. 10.08.2001], содержащий проксимальный и дистальный стержни. Проксимальный стержень содержит треугольный стабилизатор с пазом и проушину со сквозным пазом, а дистальный стержень треугольного сечения имеет шайбовидную часть, сопрягаемую с пазом проушины проксимального стержня.The known design of the endoprosthesis of the elbow joint [Patent RU No. 2171657, IPC A61F 2/38, publ. 10.08.2001], containing the proximal and distal rods. The proximal shaft contains a triangular stabilizer with a groove and an eyelet with a through groove, and the distal shaft of the triangular section has a washer-shaped part mating with the groove of the proximal shaft eyelet.

Известна конструкция эндопротеза локтевого сустава фирмы «Вольдемар Линк» модели Святой Георгий 2-ой генерации, выпускаемый с 1974 г. (Каталог WALDEWAR LINK GmbH & Со b ELBOW-PROSTHESIS-SYSTEM изд. 1999 г.). Эндопротез включает плечевую ножку с шайбовидной проушиной и закрепленным в ней вкладышем и осью, снабженной проточкой, локтевую ножку с пазом, в шайбовидном шипе, контактирующим с вкладышем и осью, закрепленную фиксирующим штифтом.Known design of the endoprosthesis of the elbow joint company "Voldemar Link" model St. George 2nd generation, produced since 1974 (Catalog WALDEWAR LINK GmbH & Co b ELBOW-PROSTHESIS-SYSTEM ed. 1999). The endoprosthesis includes a humeral leg with a washer-shaped eyelet and a liner fixed in it and an axis provided with a groove, an elbow leg with a groove in a washer-shaped spike in contact with the liner and the axis secured with a fixing pin.

Наиболее близким к технической сущности предлагаемой полезной модели является конструкция эндопротеза локтевого сустава [Патент РФ №2290143, МПК A61F 2/38 (2006.01), опубл. 27.12.2006], которая содержит плечевую и локтевую ножки, вкладыш со втулкой и запорным кольцом, ось и фиксирующий штифт для закрепления оси. Плечевая ножка выполнена с шайбовидной проушиной, в последней установлен вкладыш и вдвинута ось, которая закреплена втулкой с запорным кольцом. Локтевая ножка в проксимальной части выполнена в виде шайбовидного шипа с пазом для контакта с вкладышем и осью. В шайбовидном шипе выполнены соосные цилиндрические отверстия под фиксирующий штифт. Ось выполнена со стороны штифта с приливом, на котором выполнена коническая проточка. Фиксирующий штифт выполнен с поверхностями: конической - для контакта с проточкой и цилиндрической соосной - для контакта с локтевой ножкой. Конические поверхности фиксирующего штифта и проточки выполнены с углом конуса от 4 до 6 градусов. Плечевая ножка снабжена антиротационными пластинами, шайбовидная проушина - приливами с латеральной стороны ножки. Локтевая ножка в области шайбовидного шипа снабжена пластиной, контактирующей с приливом проушины.Closest to the technical essence of the proposed utility model is the design of the endoprosthesis of the elbow [RF Patent No. 2290143, IPC A61F 2/38 (2006.01), publ. 12/27/2006], which contains the shoulder and elbow legs, an insert with a sleeve and a locking ring, an axle and a fixing pin for securing the axle. The shoulder leg is made with a washer-shaped eyelet, in the latter an insert is installed and an axle is inserted, which is fixed by a sleeve with a locking ring. The ulnar pedicle in the proximal part is made in the form of a washer-shaped spike with a groove for contact with the liner and the axis. Coaxial cylindrical holes for the fixing pin are made in the washer-shaped spike. The axis is made on the side of the lug pin, on which a conical groove is made. The fixing pin is made with surfaces: conical - for contact with the groove and cylindrical coaxial - for contact with the ulnar leg. The tapered surfaces of the fixing pin and groove are made with a taper angle of 4 to 6 degrees. The humeral leg is equipped with anti-rotation plates, the washer-shaped eyelet is provided with tides from the lateral side of the leg. The elbow leg in the area of the washer-shaped spike is equipped with a plate in contact with the lug of the eyelet.

Недостатком данной конструкции является отсутствие на поверхности внутрикостных частей эндопротеза, а именно локтевой и плечевой ножек, микропористого слоя с биосовместимым покрытием, обладающего антитромбоцитарными свойствами и высокой механической прочностью.The disadvantage of this design is the absence on the surface of the intraosseous parts of the endoprosthesis, namely the ulnar and humeral legs, of a microporous layer with a biocompatible coating, which has antiplatelet properties and high mechanical strength.

Задачей полезной модели является создание эндопротеза локтевого сустава с механически высокопрочным биосовместимым микропористым слоем на внутрикостных частях конструкции, а именно на поверхности локтевой и плечевой ножек, обладающим антитромбоцитарными свойствами.The objective of the utility model is to create an endoprosthesis of the elbow joint with a mechanically high-strength biocompatible microporous layer on the intraosseous parts of the structure, namely on the surface of the elbow and humeral legs, which has antiplatelet properties.

Технический результат полезной модели заключается в упрочнении и создании микропористой поверхности внутрикостных частей эндопротеза локтевого сустава в результате блистерингового порообразования, синтеза на сформированной микропористой поверхности углеродной алмазоподобной беспористой пленки и придания антитромбоцитарных свойств за счет ее ионно-лучевого модифицирования ионами лантана.The technical result of the utility model consists in strengthening and creating a microporous surface of the intraosseous parts of the elbow joint endoprosthesis as a result of blistering pore formation, synthesis of a carbon diamond-like non-porous film on the formed microporous surface and imparting antiplatelet properties due to its ion-beam modification with lanthanum ions.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом эндопротезе локтевого сустава, содержащем плечевую и локтевую ножки, вкладыш со втулкой и запорным кольцом, ось и фиксирующий штифт для закрепления оси, плечевая ножка выполнена с шайбовидной проушиной, в последней установлен вкладыш и вдвинута ось, которая закреплена втулкой с запорным кольцом, локтевая ножка в проксимальной части выполнена в виде шайбовидного шипа с пазом для контакта с вкладышем и осью, в шайбовидном шипе выполнены соосные цилиндрические отверстия под фиксирующий штифт, ось выполнена со стороны штифта с приливом, на котором выполнена коническая проточка, фиксирующий штифт выполнен с поверхностями: конической - для контакта с проточкой и цилиндрической соосной - для контакта с локтевой ножкой, конические поверхности фиксирующего штифта и проточки выполнены с углом конуса от 4 до 6 градусов, плечевая ножка снабжена антиротационными пластинами, шайбовидная проушина - приливами с латеральной стороны ножки, локтевая ножка в области шайбовидного шипа снабжена пластиной, контактирующей с приливом проушины, согласно новому техническому решению, на поверхности внутрикостных частей эндопротеза, а именно плечевой и локтевой ножек, имеется микропористый слой, полученный в результате предварительного блистерингового порообразования в процессе ионно-лучевой обработки поверхности пучком ионов гелия (Не⁺) с последующим синтезом на сформированной микропористой поверхности углеродной алмазоподобной беспористой пленки, полученной в процессе ионно-лучевой обработки в вакуумной среде углекислого газа (CO₂) пучком ионов аргона (Ar⁺), модифицированной ионами лантана (La⁺) в процессе ионно-лучевой обработки.The problem is solved due to the fact that in the proposed endoprosthesis of the elbow joint, containing the shoulder and elbow legs, an insert with a sleeve and a locking ring, an axis and a fixing pin for fixing the axis, the shoulder leg is made with a washer-shaped eyelet, the latter has an insert and the axis is inserted, which is fixed by a bushing with a locking ring, the elbow leg in the proximal part is made in the form of a washer-shaped spike with a groove for contact with the liner and the axis, in the washer-shaped spike there are coaxial cylindrical holes for the fixing pin, the axis is made on the side of the pin with a tide, on which a conical groove is made , the fixing pin is made with surfaces: conical - for contact with the groove and cylindrical coaxial - for contact with the elbow leg, the conical surfaces of the fixing pin and groove are made with a cone angle from 4 to 6 degrees, the shoulder leg is equipped with anti-rotation plates, the washer-shaped eyelet - with tides with lateral side of the leg, lo According to a new technical solution, on the surface of the endoprosthesis intraosseous parts, namely the humeral and ulnar legs, there is a microporous layer obtained as a result of preliminary blistering pore formation in the process of ion-beam treatment of the surface ions of helium (He ⁺ ) with subsequent synthesis on the formed microporous surface of a carbon diamond-like nonporous film obtained in the process of ion-beam treatment in a vacuum atmosphere of carbon dioxide (CO ₂ ) by a beam of argon ions (Ar ⁺ ) modified with lanthanum ions (La ⁺ ) in the process of ion-beam treatment.

Изготовление предлагаемого эндопротеза локтевого сустава может осуществляться путем литья, обработки давлением, механического формообразования (токарного, фрезерного), ионно-лучевой обработки (получение микропористой поверхности в результате блистерингового порообразования в процессе ионно-лучевой обработки пучком ионов гелия и синтеза на сформированной микропористой поверхности углеродной алмазоподобной беспористой пленки, полученной в процессе ионно-лучевой обработки в вакуумной среде углекислого газа пучком ионов аргона, модифицированной ионами лантана в процессе ионно-лучевой обработки). Материалами для изготовления эндопротеза локтевого сустава могут служить титан, тантал, цирконий и их сплавы.The manufacture of the proposed endoprosthesis of the elbow joint can be carried out by casting, pressure treatment, mechanical shaping (turning, milling), ion-beam treatment (obtaining a microporous surface as a result of blistering pore formation in the process of ion-beam treatment with a beam of helium ions and synthesis on the formed microporous surface of carbon diamond-like non-porous film obtained in the process of ion-beam treatment in a vacuum atmosphere of carbon dioxide by a beam of argon ions, modified with lanthanum ions in the process of ion-beam treatment). Titanium, tantalum, zirconium and their alloys can serve as materials for the manufacture of an endoprosthesis of the elbow joint.

Полезная модель поясняется чертежами и 3D моделью. На фиг. 1 изображена фронтальная проекция эндопротеза локтевого сустава, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - сечение А-А, на фиг. 4 - разрез по Б-Б, на фиг. 5 - 3D модель.The utility model is illustrated by drawings and a 3D model. FIG. 1 shows a frontal projection of an endoprosthesis of the elbow joint, Fig. 2 is a top view, FIG. 3 - section A-A, in Fig. 4 - section along B-B, Fig. 5 - 3D model.

На фиг. 1 приведена предлагаемая конструкция эндопротеза локетевого сустава, включающая плечевую ножку 1, локтевую ножку 2 (фиг. 1), вкладыш 3 с втулкой 4 и запорным кольцом 5, ось 6 (фиг. 4) и фиксирующий штифт 7 (фиг. 3). Плечевая ножка 1 (фиг. 1) в проксимальной части выполнена в виде шайбовидной проушины 8 (фиг. 1, фиг. 2) и снабжена антиротационными пластинами 9 (фиг. 1), а с латеральной стороны приливом 10 (фиг. 2, фиг. 3). Проксимальная часть локтевой ножки 2 (фиг. 1) выполнена в виде шайбовидного шипа 11 (фиг. 3) и снабжена пластиной 12 (фиг. 1), контактирующей торцевой поверхностью с приливом 10 (фиг. 2, фиг. 3) плечевой ножки 7 (фиг. 1). С медиальной стороны в шайбовидном шипе 11 (фиг. 3) выполнен паз 13 (фиг. 3), контактирующий с осью 6 (фиг. 4), и соосные цилиндрические отверстия 14 и 15 (фиг. 3) соответственно под фиксирующий штифт 7 (фиг. 3). Ось 6 (фиг. 4) снабжена приливом 16 (фиг. 4), на котором выполнена коническая проточка 17 (фиг. 3), контактирующая с фиксирующим штифтом 7 (фиг. 3). Фиксирующий штифт 7 (фиг. 3) снабжен с одной стороны резьбой 18 (фиг. 3), а с другой прорезью 19 (фиг. 3) под отвертку. На плечевой 1 и локтевой 2 ножках имеется микропористая слой 20 (фиг. 5), полученный в результате предварительного блистерингового порообразования и углеродная алмазоподобная беспористая пленка 21 (фиг. 5) на сформированной микропористой поверхности 20, модифицированная ионами лантана 22 (фиг. 5).FIG. 1 shows the proposed design of the endoprosthesis of the elbow joint, including the shoulder leg 1, the elbow leg 2 (Fig. 1), the insert 3 with the sleeve 4 and the locking ring 5, the axis 6 (Fig. 4) and the fixing pin 7 (Fig. 3). The humeral leg 1 (Fig. 1) in the proximal part is made in the form of a washer-shaped eye 8 (Fig. 1, Fig. 2) and is equipped with anti-rotation plates 9 (Fig. 1), and from the lateral side with a tide 10 (Fig. 2, Fig. 2). 3). The proximal part of the ulnar leg 2 (Fig. 1) is made in the form of a washer-shaped thorn 11 (Fig. 3) and is equipped with a plate 12 (Fig. 1) contacting the end surface with the tide 10 (Fig. 2, Fig. 3) of the humeral leg 7 ( Fig. 1). On the medial side in the washer-shaped spike 11 (Fig. 3), a groove 13 (Fig. 3) is made in contact with the axis 6 (Fig. 4), and coaxial cylindrical holes 14 and 15 (Fig. 3), respectively, for the fixing pin 7 (Fig. . 3). The axis 6 (Fig. 4) is equipped with a boss 16 (Fig. 4), on which a conical groove 17 (Fig. 3) is made, in contact with the fixing pin 7 (Fig. 3). The fixing pin 7 (Fig. 3) is provided on one side with a thread 18 (Fig. 3), and on the other side with a slot 19 (Fig. 3) for a screwdriver. On the shoulder 1 and ulnar 2 legs there is a microporous layer 20 (Fig. 5) obtained as a result of preliminary blistering pore formation and a carbon diamond-like non-porous film 21 (Fig. 5) on the formed microporous surface 20, modified with lanthanum ions 22 (Fig. 5).

Углеродная алмазоподобная беспористая пленка 21 имеет повышенные показатели механической прочности и толщину 10-25 нм, которая обусловлена технологическими режимами синтеза в процессе ионно-лучевой обработки в вакуумной среде углекислого газа пучком ионов аргона. При этом, углеродная алмазоподобная беспористая пленка 21 воспроизводит рельеф поверхности микропористого слоя 20, не снижая его общую суммарную открытую микропористость и остеоинтеграционную способность.Carbon diamond-like non-porous film 21 has increased mechanical strength and a thickness of 10-25 nm, which is due to the technological modes of synthesis in the process of ion-beam treatment in a vacuum atmosphere of carbon dioxide with an argon ion beam. At the same time, the carbon diamond-like non-porous film 21 reproduces the surface relief of the microporous layer 20 without reducing its total total open microporosity and osseointegration ability.

Исследования показали, что при блистеринге оптимальными дозами ионов гелия, необходимыми для процесса порообразования при ионной имплантации, являются Ф=6⋅10¹⁷-6⋅10¹⁸ ион/см² с энергией Е=100-200 кэВ, так как при дозах ионов гелия менее 6⋅10¹⁷ ион/см² и более 6⋅10¹⁸ ион/см² не происходит формирование микропористого слоя 20 с размером пор d=100-250 мкм, плотностью N~10¹⁶-10¹⁷ см^-3. Получаемая суммарная открытая микропористость, превышающая 50%, приводит к существенному снижению механической прочности микропористого слоя, который способен к разрушению при функциональных нагрузках на эндопротез. Поэтому для упрочнения микропористого слоя 20 на его поверхности имеется углеродная алмазоподобная беспористая пленка 21 с повышенными показателями твердости. Углеродная алмазоподобная беспористая пленка 21 обладает антитромбоцитарными свойствами за счет ее ионно-лучевого модифицирования ионами лантана 22 в процессе ионно-лучевой обработки, что подтверждается экспериментально полученными результатами исследования, которые показали, что оптимальными дозами ионов лантана, необходимыми для придания покрытию антитромбоцитарных свойств, являются 1,2⋅10¹⁶-1,8⋅10¹⁶ ион/см² с ускоряющим напряжением 50 кВ. При дозах ионов лантана менее 1,2⋅10¹⁶ ион/см² и более 1,8⋅10¹⁶ ион/см² не проявляются высокие антитромбоцитарные свойства. Антитромбоцитарные свойства обусловлены комплексом терапевтических свойств, присущих лантансодержащим покрытиям и лантансодержащим препаратам и способствуют снижению процессов отторжения имплантатов, за счет уменьшения риска образования тромбов капилляров и мелких кровеносных сосудов, прилегающих к раневой поверхности.Studies have shown that during blistering, the optimal doses of helium ions required for the pore formation process during ion implantation are Ф = 6⋅10 ¹⁷ -6⋅10 ¹⁸ ions / cm ² with an energy of E = 100-200 keV, since at doses of helium ions less than 6⋅10 ¹⁷ ion / cm ² and more than 6⋅10 ¹⁸ ion / cm ² microporous layer 20 with a pore size d = 100-250 μm, density N ~ 10 ¹⁶ -10 ¹⁷ cm ^-3 does not occur. The resulting total open microporosity, exceeding 50%, leads to a significant decrease in the mechanical strength of the microporous layer, which is capable of destruction under functional loads on the endoprosthesis. Therefore, to strengthen the microporous layer 20 on its surface, there is a carbon diamond-like non-porous film 21 with increased hardness. Carbon diamond-like non-porous film 21 possesses antiplatelet properties due to its ion-beam modification with lanthanum ions 22 during ion-beam treatment, which is confirmed by experimentally obtained research results, which showed that the optimal doses of lanthanum ions required to impart antiplatelet properties to the coating are 1 , 2⋅10 ¹⁶ -1.8⋅10 ¹⁶ ion / cm ² with an accelerating voltage of 50 kV. At doses of lanthanum ions less than 1.2⋅10 ¹⁶ ion / cm ² and more than 1.8⋅10 ¹⁶ ion / cm ^2, high antiplatelet properties do not appear. Antiplatelet properties are due to a complex of therapeutic properties inherent in lanthanum-containing coatings and lanthanum-containing drugs and help to reduce the processes of implant rejection, by reducing the risk of blood clots in capillaries and small blood vessels adjacent to the wound surface.

Для установки предлагаемого эндопротеза локтевого сустава используются общепринятые доступы к локтевому суставу с сохранением сгибательного и разгибательного аппарата предплечья. Если этот аппарат нарушен, то на завершающем этапе проводят его восстановление. После обнажения локтевого сустава осуществляется мобилизация суставных поверхностей плечевой и локтевой костей. Костно-мозговой канал плечевой кости последовательно обрабатывается рашпилями. В подготовленный канал имплантируется плечевая ножка 1 на цементной или бесцементной основе в зависимости от состояния костной ткани. Костно-мозговой канал локтевой кости также последовательно обрабатывается соответствующими рашпилями, и в него имплантируется локтевая ножка 2 на цементной или бесцементной основе в зависимости от состояния костной ткани. После чего эндопротез собирается следующим образом. В шайбовидную проушину 8 плечевой ножки 1 устанавливают вкладыш 3, затем вдвигают ось 6 и закрепляют ее втулкой 4 с запорным кольцом 5. Локтевую ножку разворачивают в сторону плечевой на угол около 180 градусов. Ось 6 ориентируют таким образом, чтобы прилив 16 был направлен в сторону паза, и вставляют ее в паз, далее в отверстие 14 вдвигают фиксирующий штифт 7 и заворачивают его отверткой путем передачи крутящего момента через прорезь 19, он, контактируя с конической проточкой 17 на оси 6, угол конуса которой составляет от 4 до 6 градусов, обеспечивает самоторможение и надежно фиксирует локтевую ножку на оси. Затем проводится проверка объема движения и восстановление целостности кожных покровов. В процессе приживления эндопротеза локтевого сустава с биосовместимым покрытием клетки окружающих его биоструктур проникают в открытые поры микропористого слоя 20. За счет этого происходит углубленное прорастание прилегающих клеточных структур в поверхность плечевой 1 и локтевой 2 ножек повышается остеоинтеграционная способность поверхности и прочность биомеханической связи эндопротеза с костью. Микропористый слой 20, обеспечивающий интеграционное взаимодействие с костной тканью, имеет углеродную алмазоподобную беспористую пленку 21, которая обеспечивает повышенную механическую прочность, в частности твердость, остеоинтеграционную способность поверхности внутрикостных частей плечевой 1 и локтевой 2 ножек и создает необходимые биотехнические условия для эффективной работы эндопротеза при действии функциональных нагрузок. Углеродная алмазоподобная беспористая пленка 21 модифицирована ионами лантана 22, которые проявляют антитромбоцитарные свойства, что способствует быстрой и надежной остеоинтеграции имплантата с биологическими тканями за счет наименьшего процента их отторжения.To install the proposed endoprosthesis of the elbow joint, conventional approaches to the elbow joint are used while maintaining the flexion and extensor apparatus of the forearm. If this apparatus is broken, then at the final stage it is restored. After exposure of the elbow joint, the articular surfaces of the humerus and ulna are mobilized. The medullary canal of the humerus is sequentially processed with rasps. In the prepared canal, the humeral pedicle 1 is implanted on a cement or cementless basis, depending on the state of the bone tissue. The bone marrow canal of the ulna is also sequentially processed with appropriate rasps, and the ulnar stem 2 is implanted into it on a cement or cementless basis, depending on the state of the bone tissue. Then the endoprosthesis is assembled as follows. Insert 3 is installed in the washer-shaped eye 8 of the shoulder leg 1, then the axis 6 is pushed in and secured with the bushing 4 with a locking ring 5. The elbow leg is turned towards the shoulder leg at an angle of about 180 degrees. The axis 6 is oriented in such a way that the tide 16 is directed towards the groove, and it is inserted into the groove, then the fixing pin 7 is inserted into the hole 14 and screwed in with a screwdriver by transferring torque through the slot 19, it, in contact with the conical groove 17 on the axis 6, the cone angle of which is from 4 to 6 degrees, provides self-locking and reliably fixes the ulnar stem on the axis. Then the volume of movement is checked and the integrity of the skin is restored. In the process of engraftment of the endoprosthesis of the elbow joint with a biocompatible coating, the cells of the surrounding biostructures penetrate into the open pores of the microporous layer 20. Due to this, in-depth growth of adjacent cellular structures into the surface of the shoulder 1 and ulnar 2 legs increases the osseointegration capacity of the surface and the strength of the biomechanical connection of the endoprosthesis with the bone. The microporous layer 20, providing an integration interaction with the bone tissue, has a carbon diamond-like non-porous film 21, which provides increased mechanical strength, in particular hardness, osseointegration ability of the surface of the intraosseous parts of the humeral 1 and ulnar 2 legs and creates the necessary biotechnical conditions for the effective operation of the endoprosthesis during action functional loads. Carbon diamond-like non-porous film 21 is modified with lanthanum ions 22, which exhibit antiplatelet properties, which contributes to fast and reliable osseointegration of the implant with biological tissues due to the lowest percentage of their rejection.

Поверхности внутрикостных частей предлагаемой конструкции эндопротеза локтевого сустава обладают повышенными показателями твердости и остеоинтеграционной способности за счет сформированной на их поверхности углеродной алмазоподобной беспористой пленки, что подтверждается полученными экспериментальными результатами измерения твердости поверхности изготовленных эндопротезов, значения которой составляют 0,48-0,53 ГПа, что значительно приближено к твердости костной ткани (0,5-0,6 ГПа).The surfaces of the intraosseous parts of the proposed design of the endoprosthesis of the elbow joint have increased indicators of hardness and osseointegration capacity due to the carbon diamond-like non-porous film formed on their surface, which is confirmed by the experimental results obtained by measuring the surface hardness of the manufactured endoprostheses, the values of which are 0.48-0.53 GPa, which is significantly close to the hardness of bone tissue (0.5-0.6 GPa).

Таким образом, предложенная конструкция эндопротеза локтевого сустава создает наилучшие условия для эффективного интеграционного взаимодействия поверхности внутрикостных частей плечевой и локтевой ножек с костной тканью и функционирования эндопротеза в организме при длительном действии механических нагрузок благодаря синтезу на поверхности микропористого слоя углеродной алмазоподобной беспористой пленки. Данная углеродная алмазоподобная беспористая пленка обладает повышенной биосовместимостью и обеспечивает повышенную механическую прочность поверхности внутрикостных частей конструкции эндопротеза. Кроме того, за счет модифицирования углеродной алмазоподобной беспористой пленки ионами лантана (La⁺) поверхность внутрикостных частей эндопротеза обладает выраженными антитромбоцитарными свойствами.Thus, the proposed design of the elbow joint endoprosthesis creates the best conditions for the effective integration interaction of the surface of the intraosseous parts of the humeral and ulnar legs with the bone tissue and the functioning of the endoprosthesis in the body under prolonged action of mechanical loads due to the synthesis of a carbon diamond-like non-porous film on the surface of the microporous layer. This carbon diamond-like non-porous film has increased biocompatibility and provides increased mechanical strength of the surface of the intraosseous parts of the endoprosthesis structure. In addition, due to the modification of the carbon diamond-like non-porous film with lanthanum (La ⁺ ) ions, the surface of the intraosseous parts of the endoprosthesis has pronounced antiplatelet properties.

Claims

The endoprosthesis of the elbow joint, containing the shoulder and elbow legs, an insert with a sleeve and a locking ring, an axis and a fixing pin for fixing the axis, the shoulder leg is made with a washer-shaped eyelet, the insert is installed in the latter and the axis is inserted, which is fixed by a sleeve with a locking ring, the elbow leg is in the proximal part is made in the form of a washer-shaped spike with a groove for contact with the liner and the axis, coaxial cylindrical holes for the fixing pin are made in the washer-shaped spike, the axis is made on the side of the pin with a tide, on which a conical groove is made, the fixing pin is made with surfaces: conical - for contact with the groove and cylindrical coaxial - for contact with the ulnar leg, the conical surfaces of the fixing pin and groove are made with a cone angle of 4 to 6 degrees, the shoulder leg is equipped with anti-rotation plates, the washer-shaped eyelet - with tides from the lateral side of the leg, the elbow leg in the area of the washer-shaped spike equipped with a plate tacting with a tide of the eye, characterized in that on the surface of the intraosseous parts of the endoprosthesis, namely the humeral and ulnar legs, a microporous layer is made, obtained as a result of preliminary blistering pore formation in the process of ion-beam treatment of the surface with a beam of helium ions (He ⁺ ) with subsequent synthesis on the formed microporous surface of a carbon diamond-like non-porous film obtained in the process of ion-beam treatment in a vacuum atmosphere of carbon dioxide (CO ₂ ) with an argon ion beam (Ar ⁺ ) modified with lanthanum ions (La ⁺ ) in the process of ion-beam treatment.