Спосіб діагностування ендопротезів суглобів з металевої парою тертя

 

Винахід відноситься до галузі випробувань виробів медичної техніки, а саме до питання виробничих випробувань ендопротезів суглобів з металевої парою тертя, стан якої в процесі випробувань оцінюється із застосуванням електричних (электрорезистивних) методів діагностування.

З існуючого рівня техніки відомий спосіб діагностування ендопротезів кульшових суглобів з металевої парою тертя. Спосіб діагностики ендопротезів кульшових суглобів з металевої парою тертя полягає в тому, що ендопротез закріплюють у випробувальному стенді, навантажують осьовою силою, формують мастильний шар між поверхнями компонентів ендопротезів та визначають фізичні характеристики поверхневого шару компонентів у зоні тертя. Осьову силу прикладають перпендикулярно до поверхні підстави ендопротеза, пропускають через зону тертя ендопротеза малий за значенням стабільний електричний струм, реєструють викликане струмом і пропорційна електричному опору падіння електричного напруги в зоні тертя у вигляді часової функції, за параметрами флуктуації якої оцінюють фактичний режим тертя в эндопротезе. За отени вимірювання, оцінюють фактичний технічний стан елементів трибосопряжения деталей ендопротеза в процесі його випробувань (див. патент РФ №2435551, МПК A61F 2/32, опубл. 2011).

Недоліком даного способу є те, що вимірювання на постійному струмі не забезпечують необхідну чутливість і швидкодію вимірювань, так як процеси, що відбуваються на мікрорівні в зоні тертя, мають дуже малу тривалість. Таким чином, достовірність діагностування вищенаведеного способу обмежена.

Завдання, на вирішення якої спрямовано винахід полягає в підвищенні якості діагностування за рахунок отримання більшої кількості і якості інформації із зони тертя трибосопряжения ендопротеза суглоба.

Це досягається тим, що в способі діагностування ендопротезів суглобів з металевої парою тертя, що полягає в тому, що ендопротез кульшового або плечового суглоба закріплюють у випробувальному стенді, навантажують осьовою силою, формують мастильний шар між поверхнями компонентів ендопротеза та визначають фізичні характеристики поверхневого шару компонентів ендопротеза суглоба, на відміну від прототипу пропускають через зону тертя ендопротеза малий значениѿротивлению падіння електричного напруги в зоні тертя у вигляді часової функції, за параметрами флуктуації якої оцінюють фактичний технічний стан трибосопряжения ендопротеза суглоба.

Технічний результат, що отримується при реалізації описуваного винаходу, полягає в скороченні часу випробувань, оцінки реального часу контактної взаємодії поверхонь тертя, підвищення потужності виділяється корисного сигналу, його завадостійкості і у формуванні об'єктивної вихідної діагностичної інформації із зони тертя для подальшого прогнозування довговічності ендопротеза суглоба з металевої парою тертя.

Суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг.1 представлена схема контактування поверхонь ендопротеза при рідинному режимі тертя. На фіг.2 представлена схема контактування поверхонь ендопротеза при змішаному режимі тертя. На фіг.3 представлена схема контактування поверхонь ендопротеза при граничному режимі тертя. На фіг.4 пояснюється сутність діагностичного параметра. На фіг.5 зображена схема пристрою для здійснення пропонованого способу.

Спосіб здійснюють наступним чином. Ендопротеза суглоба, що складається з металевої суглобової чаші 3 і ніжки 1 з головкою стегнової 2, уст�иала і заповнений діелектричної рідиною 4, розділяє контактуючі поверхні ендопротеза суглоба. Під дією навантаження при випробуваннях мастильна рідина витискується із зони тертя, змінюється товщина і відбувається зміна режимів тертя від рідинного до змішаного і граничного. Опір контактної зони визначається за виразом (1)

де Z(t) - повне комплексне опір, Ом;

R(t) - активний опір, Ом;

X(t) - реактивний опір, Ом.

Повне комплексне опір при рідинної (2) і полужидкостной мастилі (3) описується наступними виразами

де Rсм - опір мастильного шару, Ом;

Ссм - ємність мастильного шару, Φ;

ω - циклічна частота прикладеної напруги, Гц;

R1 - опір контакту метал-метал, Ом;

R2 - опір мастильного шару при граничному терті.

При цьому

де S - площа поверхні, м2;

d - відстань між поверхнями, м;

ρ - питома електропровідність, Ом·м;

ε0- електрична постійна, Φ/м;

εr- відносна діелектрична пр�>p>

Підставляючи відомі значення (ε0=8,85·10-12Φ/м; для силіконового масла εr=2,2 од.; ρ=1013Ом·м) і порівнюючи активну і реактивну частині повного опору, отримаємо

Вираз (7) вірно для частот, деω>1194,7Гц. Таким чином, на дослідних частотах 103-105Гц значення реактивного опору буде набагато більше значення активного опору.

При рідинному режимі тертя флуктуації часової функції електричного опору Z(t) незначні. При переході до полужидкостному режиму тертя виникають микроконтакти деталей в зоні тертя. Це призводить до різкого зниження реактивної складової комплексного опору X(t) і додатковим флуктуацій функції Z(t). Якщо стан контактуючих поверхонь в зоні тертя ендопротеза гіршої якості, то зіткнення поверхонь відбувається частіше і микроконтакти більш тривалі. Такі процеси відбуваються в режимі граничного тертя, коли мастильний матеріал практично витесняе�ротивлением R(t). До флуктуацій функції Z(t) також будуть приводити місцеві (локальні) неоднорідності поверхні тертя (задираки, зачепи, результати адгезійних взаємодій контактуючих поверхонь, забруднення мастильного матеріалу (синовіальної рідини) і зміна реологічних властивостей мастильного матеріалу. Суглобову чашу ендопротеза 3 закріплюють у тримачі 5, який обертається за допомогою електроприводу 7, імітуючи обертальні руху суглоба.

Навантаження здійснюють регульованою осьовою силою (значення якої змінюється в залежності від типу і розміру ендопротеза), що прикладається перпендикулярно поверхні підстави. Для створення такого навантаження використовується пристрій навантаження 13, дозволяє в ручному режимі встановлювати значення діючої осьової сили, струмознімач 12 підключений до ніжки ендопротеза 1, знімається сигнал передається на дільник 10.

Тимчасова функція напруги на дільнику 10 пропорційна електричному опору зони тертя і відображає реальний процес микроконтактирования в зоні тертя ендопротеза. Напруга на дільник подається з генератора 11, а з дільника надходить на цифровий осцилограф 8, який в свою чергу пов'язаний з ЕОМ 9. Параметри флукѹства контактуючих поверхонь і режим тертя в цілому. В якості діагностичного параметра пропонується використовувати нормоване інтегральне час електричного контактування, K, од.

де Tі- час вимірювання, с;

nТ- число відрізків у трибосопряжении ендопротеза, відповідних R(t)-X(t)≥0 за час Tі, од.;

tн(к)i- час початку (кінця) i-го відрізка, що відповідає умові R(t)-X(t)≥0, с.

Змінюючись від 0 при рідинному змащенні до 1 при граничній мастилі, параметр До є статистичною оцінкою ймовірності микроконтактирования в трибосопряжении ендопротеза суглоба. Таким чином, за параметрами активної і реактивної складових опору судять про фактичної товщини мастильного шару та про домінуючий у трибосопряжении вигляді мастила і режимі тертя, при цьому по відношенню часових відрізків, у яких активна частина комплексного опору більше реактивної частини, до загального часу вимірювання оцінюють фактичний технічний стан трибосопряжения ендопротеза суглоба. По різниці активної і реактивної складових опору контакту визначається параметр нормованого інтегрального часу електричного контактування К.

За отриманим дт�алей, про ймовірність подальшого використання ендопротеза або його забраковке. Контрольні значення для ендопротезів визначаються на підставі статистичної обробки результатів ресурсних випробувань для ендопротезів різних типорозмірів.

Таким чином, технічний результат, що отримується при реалізації описуваного винаходу, полягає в скороченні часу випробувань, оцінки реального часу контактної взаємодії поверхонь тертя, підвищення потужності виділяється корисного сигналу, його завадостійкості і у формуванні об'єктивної вихідної діагностичної інформації із зони тертя для подальшого прогнозування довговічності ендопротеза суглоба з металевої парою тертя.

Спосіб діагностування ендопротезів суглобів з металевої парою тертя, що полягає в тому, що ендопротез закріплюють у випробувальному стенді, навантажують осьовою силою, формують мастильний шар між поверхнями компонентів ендопротезів та визначають фізичні характеристики поверхневого шару компонентів у зоні тертя, що відрізняється тим, що пропускають через зону тертя ендопротеза малий за значенням змінний електричний струм, реєструють тимчасову функцію комп�ой судять про фактичної товщини мастильного шару та про домінуючий у трибосопряжении вигляді мастила і режимі тертя, при цьому по відношенню часових відрізків, у яких активна частина комплексного опору більше реактивної частини, до загального часу вимірювання оцінюють фактичний технічний стан трибосопряжения ендопротеза суглоба.



 

Схожі патенти:

Спосіб стимуляції регенерації резецированной печінки l-норвалином

Винахід відноситься до експериментальної фармакології і експериментальної хірургії, і може бути використане для стимуляції регенерації резецированной печінки. Для цього лабораторного тварині на другу добу експерименту здійснюють резекцію печінки в обсязі 70%. Як стимулятор регенерації печінки вводять L-норвалин внутрішньошлунково у добовій дозі 10,0 мг/кг кожні 46 годин перші 7 діб експерименту. Спосіб забезпечує ефективну стимуляцію регенерації резецированной печінки, що підтверджується зниженням летальності тварин, поліпшенням мікроциркуляції в печінці, зменшенням вираженості цитолізу, поліпшенням синтетичної функції печінки. 2 табл., 1 пр.

Спосіб лікування хронічної ішемії кінцівки в експерименті

Винахід відноситься до медицини, а саме до судинної хірургії, і може бути використане при розробці способів лікування хронічних облітеруючих захворювань артерій нижніх кінцівок. Для цього моделюють ішемію кінцівки у щура-самця породи Вістар шляхом висічення стегнової, підколінної артерій і початкових відділів артерій гомілки під наркозом хлоралгидратом в дозі 250-300 мг/кг. Потім вводять попередньо отриману мононуклеарную фракцію аутологічного кісткового мозку в дозі 4×106 клітин в обсязі 200 мкл. Введення здійснюють ишемизированную кінцівку з двох точок, в кожну по 100 мкл. Одна точка - це безпосередньо під паховою зв'язкою паравазально в зоні анатомічного розташування колатералей внутрішньої клубової артерії та її гілок. Інша точка - в литковому м'язі передньолатеральну поверхні середньої третини гомілки. Спосіб забезпечує підвищення ефективності лікування в експерименті за рахунок стимуляції розвитку колатерального кровотоку в ишемизированной кінцівки і поліпшення артеріального припливу крові з проксимальних відділів кінцівки в дистальні. 1 пр., 1 табл.

Спосіб моделювання експериментальної амілоїдної кардіопатії у щурів

Винахід відноситься до медицини, експериментальної біології і може бути використано для моделювання експериментальної амілоїдної кардіопатії у тварин. Спосіб полягає в одноразовому введенні старим щурам-самцям суміші, що складається з гомогенезированной тканини міокарда щурів - 25%, яєчного альбуміну - 25% і ад'юванта Фрейнда - 50%. Введення здійснюють по 0,3 мл у 5 точок ін'єкції: внутрішньочеревно, пахові та пахвові області підшкірно зліва і справа. Спосіб, будучи легко відтворюваним та економічно вигідним, ефективний щодо створення моделі з метою отримання можливості вивчення патогенезу, профілактики і лікування кардіопатії. 2 іл., 1 табл., 1 пр.

Тест-фантом

Винахід відноситься до рентгеноскопії, а саме до елементів медичної рентгенодіагностики. Тест-фантом складається з двох частин, що утворюють єдине ціле. Одна частина має постійну висоту в поздовжньому напрямку, а інша частина має безперервно мінливу висоту в цьому ж напрямку, утворюючи клин. На бічній стороні клиновий частини виконані калібровані вирізи. Використання винаходу забезпечує підвищення точності визначення мінеральної щільності кісткової тканини за рентгенівським знімкам, отриманим за допомогою рентгенівських апаратів загального застосування, і спрощення конструкції. 7 іл.

Спосіб створення експериментальної моделі гострого панкреатиту у тварини

Винахід відноситься до медицини, зокрема до гастроентерології, патофізіології, і стосується моделювання гострого панкреатиту. Для цього спосіб включає лігування основного стовбура вивідної протоки підшлункової залози, введення в систему проток підшлункової залози агресивного розчину для прояви панкреатиту, видалення лігатури. При цьому в якості агресивного розчину використовують 1% розчин хенодеоксихолевой кислоти з 5% розчином натрію гідрокарбонату в рівних співвідношеннях та в обсязі 0,3-0,5 мл з розрахунку 10-15 мг/кг маси тіла тварини. Спосіб забезпечує створення моделі гострого жирового, геморагічного або змішаного панкреатиту у тварини, що дозволяє використовувати його для удосконалення відомих способів консервативних і оперативних методів лікування. 15 іл.

Спосіб експериментального моделювання коркового виду катаракти in vivo

Винахід відноситься до медицини, зокрема до офтальмології, і стосується моделювання коркового виду катаракти in vivo. Для цього у експериментальної тварини проводять хірургічну двосторонню десимпатизацию шляхом видалення верхнього шийного симпатичного ганглія. При простоті і економічності моделювання спосіб забезпечує формування коркового помутніння кришталика, яке за клінічними, морфологічними та імуногістохімічним характеристиками ідентично змін клітин кришталика при віковому його помутнінні у людини. 6 іл., 2 табл.
Винахід відноситься до медицини, а саме до фармакології, і може бути використано для моделювання стану інгібування функціональної активності глікопротеїну-Р линестренолом в організмі. Для цього при проведенні експерименту in vivo вводять препарат-інгібітор линестренол кроликам внутрішньошлунково у добовій дозі 110 мкг/кг маси тіла тварини курсом 14, 21 або 28 днів. Винахід дозволяє використовувати линестренол в якості позитивного контролю зниженої активності глікопротеїну-Р для прогнозування приналежності досліджуваних лікарських речовин до субстратів білка-транспортера. 1 табл.
Винахід відноситься до медицини, зокрема до експериментальної онкології, і може бути використане для вивчення механізмів лімфатичного канцерогенезу та розробки нових методів лікування лімфом. Для цього моделюють лімфому сліпої кишки введенням щура 2,4,6,-тринитробензолсульфоновой кислоти в дозі 0,1-0,15 мл, розведеної в 0,1-0,15 мл 50% розчину етанолу. Введення здійснюють в підслизовий шар купола сліпої кишки на 2-3-кратне щотижня протягом 2-3 тижнів. Спосіб забезпечує створення адекватної моделі лімфоми сліпої кишки. 2 пр.

Засіб для корекції патологічних змін у життєздатного потомства, викликаних цитостатичних дією на організм матері

Винахід відноситься до медицини, зокрема до фармакології, і стосується розширення арсеналу засобів для корекції патологічних змін стану життєздатного потомства при цитостатичному впливі. Для цього препарат глутоксим вводять щурів-самок у дозі 50 мкг/кг за 5 днів до і через 5 днів після введення цитостатичного препарату вепезид. Останній вводять одноразово внутрішньовенно в максимально переносимої дози, що дорівнює 30 мг/кг. Встановлено, що глутоксим може бути використаний в якості засобу для корекції патологічних змін у життєздатного потомства щурів, отриманого від спарювання через 3 місяці після цитостатичного впливу. Застосування глутоксима в якості засобу коригувальної терапії дозволяє підвищити ефективність і скоротити її побічні ефекти. 6 іл.
Винахід відноситься до експериментальної медицини, зокрема розробці способів лікування променевої хвороби. Спосіб здійснюють шляхом проведення лабораторним мишам через годину після опромінення внутрішньовенної алогенної трансплантації мультипотентних мезенхиальних стромальних клітин (ММСК) і гемопоетичних стовбурових клітин (ГСК). Останні отримують з плаценти самок мишей при терміні гестації 14 днів. При цьому ММСК вводять в дозі 6,5 млн клітин/кг, а ДСК - у дозі 400 тис. клітин/кг Винахід дозволяє розширити арсенал засобів, здатних забезпечити регенераторний потенціал тканин селезінки, а також підвищити регенерацію основних морфометричних показників селезінки після впливу променевого навантаження. 2 табл.

Імплантат для заміщення тотальних протяжних дефектів довгих трубчастих кісток

Винахід відноситься до медицини. Описаний кейдж для заміщення тотальних протяжних дефектів довгих трубчастих кісток, що представляє собою порожнистий циліндр, виготовлений з вуглець-вуглецевого композиту, стінки якого перфоровані множинними наскрізними отворами, що забезпечують адгезію навколишніх тканин і проростання кровоносних судин всередину циліндра. Внутрішній просвіт кейджа заповнений остеопластическим матеріалом ксеногенного походження з наскрізним осьовим отвором, призначеним для полегшення фіксації. Кейдж забезпечує доставку остеопластичного матеріалу в зону дефекту, перешкоджає його міграції і дозволяє поліпшити результати корекції дефектів довгих трубчастих кісток за рахунок надійної фіксації остеопластичного матеріалу в зоні дефекту завдяки оптимальним міцнісними характеристиками зовнішнього опорного каркаса, ефективної регенерації в зоні дефекту за рахунок остеопластичного матеріалу, відсутність небажаних ефектів при довготривалій імплантації і, як наслідок, відсутність необхідності видалення кейджа, а також забезпечення можливості інтраопераційної підгонки розміру кейджа в залежності від величини дефекту. 1 пр.

Багатовимірний біоматеріал та спосіб його приготування

Група винаходів відноситься до медицини. Описаний біоматеріал, який має багатовимірну структуру і містить диференційовану MSCs тканину і деминерализованний кістковий матрикс, який дисперговані у диференційованої MSCs тканини, спосіб його приготування і застосування. Біоматеріал має бажану обробку і механічні властивості, потрібні для імплантації в природну уражену область. 6 н. і 11 з.п. ф-ли, 6 іл., 2 пр.

Сращивающее пристрій і набір інструментів для зрощення суглобів людини або тварини

Група винаходів відноситься до медицини. Сращивающее пристрій для зрощення суглоба людини або тварини містить щонайменше одну анкерну частина і щонайменше одну опорну частину і додатково містить дві стержнеобразние анкерні частини і одну опорну частину. По загальній своїй глибині (D), що вимірюється від проксимальної поверхні до дистального кінця сращивающего пристрою, сращивающее пристрій орієнтований паралельно напрямку (I) імплантації, при цьому по загальній ширині (W) і профілю товщини (T1 та T2) сращивающее пристрій орієнтований перпендикулярно напрямку (I) імплантації. Анкерна частина і опорна частина розміщені з чергуванням або виконані з можливістю чергування протягом ширини (W), причому товщина (Т1) зазначеної щонайменше однієї анкерної частини більше товщини (T2) зазначеної щонайменше однієї опорної частини. Зазначена щонайменше одна анкерна частина містить разжижаемий матеріал, при цьому разжижаемий матеріал являє собою термопластичний матеріал, розміщений на поверхні анкерної частини або всередині перфорованої оболонки, що утворює частину анкерної частини. Зазначена поверхню анкерної частини або зазначена перфорована оболочЌю. Опорна частина розміщена між анкерними частинами, і анкерна частина має глибину більше глибини опорної частини. Опорна частина, по можливості разом з анкерним частиною, утворює увігнутий профіль пристрою і обмежує тим самим область остеокондукціі. Спосіб зрощення суглоба людини або тварини по першому варіанту містить наступні етапи: забезпечують наявність вищезазначеного сращивающего пристрою, готують щонайменше одну з зчленовуються поверхонь і вставляють сращивающее пристрій таким чином, що зазначена щонайменше одна анкерна частина входить в контакт з кістковою тканиною в області зазначеної щонайменше однієї підготовленої сочленяемой поверхні. Етап вставляння передбачає подачу енергії до проксимальної поверхні сращивающего пристрою за рахунок приєднання його до приводу вібрації або обертання або до джерела енергії електромагнітного випромінювання видимого або інфрачервоного діапазону під час вставляння або після вставляння і включення привода або джерела протягом часу, достатнього для скраплення щонайменше частини разжижаемого матеріалу і проникнення разжижаемого матеріалу в зазначену кісткову тканину, де після повертала " за�м натягом. Спосіб за другим варіантом містить наступні етапи: забезпечують наявність вищезазначеного пристрою, готують щонайменше одну з зчленовуються поверхонь і вставляють сращивающее пристрій таким чином, що зазначена щонайменше одна анкерна частина входить в контакт з кістковою тканиною в області зазначеної щонайменше однієї підготовленої сочленяемой поверхні. Спосіб по третьому варіанту містить наступні етапи: забезпечують наявність вищезазначеного пристрої, що фіксують сочленяемие поверхні в заздалегідь заданому взаємному положенні, вставляють сращивающее пристрій між зафіксованими сочленяемими поверхнями і знімають фіксацію зчленовуються поверхонь. Набір інструментів для зрощення синовіального суглоба людини або тварини містить виброинструмент або штовхач і вищевказане сращивающее пристрій або частина цього пристрою, встановлене або встановлюється на дистальний кінець виброинструмента або штовхача. Винаходи забезпечують іммобілізацію суглоба в ступені, достатньої для того, щоб обходитися без використання додаткових фіксуючих елементів, оптимальну остеокондукцию між двома кістками суглоба і пре�вной хірургії. 5 н. і 14 з.п. ф-ли, 20 іл.

Спосіб формування антимікробної покриття

Винахід відноситься до медицини, а саме до щелепно-лицевої хірургії і травматології, і може бути використано для формування антимікробної покриття при виготовленні внутрішньотканинний ендопротезів на титановій основі. Для цього здійснюють попередню підготовку серебросодержащего розчину, попередню підготовку поверхні імплантату і формування покриття. При підготовці серебросодержащего розчину спочатку поміщають порошок гідроксиапатиту в 0,04% розчин Agno 3. Потім здійснюють витримку порошку на повітрі при кімнатній температурі протягом часу, необхідного для якісної просочення частинок гідроксиапатиту розчином Agno 3. Далі відфільтровують осад, який потім промивають гарячою водою і висушують при 200°-300°C протягом 4-6 годин, а потім отжигают при 600°-700°C протягом 2-3 годин. Попередню підготовку поверхні імплантату здійснюють шляхом струминної обробки поверхні порошком електрокорунду під тиском. Формування покриття виробляють плазмовим напиленням спочатку титанового підшару і потім серебросодержащего порошку гідроксиапатиту. При цьому плазмове напилення титанового підшару здійснюють при напрузі 35, силі струму 450 A, ді�ие серебросодержащего порошку гідроксиапатиту проводять при силі струму 450 А, напрузі 35, дистанції 80 і 120 мм, дисперсності 70-75 мкм і витраті аргону 65-70 л/хв. Спосіб забезпечує отримання покриття імплантата, що сприяє швидкої і надійної остеоінтеграції цього імплантату за рахунок формування розвинутої морфології поверхні та створення антимікробного ефекту в прилеглих до эндопротезу тканинах. 4 табл., 2 іл.

Стійкий до окислення високосшитий надвисокомолекулярний поліетилен

Винахід відноситься до способу отримання стійкого до окислення матеріалу СВМПЭ. Спосіб включає формування СВМПЭ з добавкою і обробку гамма-променями або електронним пучком. Опромінення проводять на повітрі при звичайних атмосферних умовах дозою від 2 до 20 Мрад. Опромінена заготовка має окислювальний індекс після штучного старіння такої ж або нижче, ніж такий стерилізованого гамма-променями стандартного матеріалу СВМПЭ. Технічний результат - матеріал СВМПЭ проявляє кращу зносостійкість, а також хорошу стійкість до окислення. 9 н. і 38 з.п. ф-ли, 5 табл., 5 пр.

Протез диска акроміально-ключичного суглоба

Винахід відноситься до медицини

Ендопротез з проміжним ланкою

Винахід відноситься до медицини
Up!