ФИКСАТОР ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА Российский патент 1995 года по МПК A61B17/58 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к приспособлениям, используемым для обеспечения компрессионного остеoсинтеза переломов костей без дополнительной иммобилизации гипсовой повязкой.

Известно устройство для остеосинтеза, состоящее из пластины с лепестками на одной из боковых сторон, загнутыми в разные стороны, выполненной из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ). Устройство может исправлять угловую деформацию трубчатых костей и повышает фиксацию отломков.

Однако это устройство применяется для остеосинтеза при переломах только трубчатых костей.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является фиксатор, представляющий собой пластину с продольным пазом и отверстиями под винты, один конец которой выполнен в виде вилки с заостренными загнутыми концами.

Однако в процессе эксплуатации в месте внедрения конца пластины в костную ткань создается люфт между металлом и костью из-за уплотнения последней в результате большого различия модулей упругости кости и титанового сплава, из которого изготовлено устройство (2000 и 11000 кгс/мм² соответственно), что ухудшает условия сращивания костей.

Целью изобретения является создание устройства для остеосинтеза околосуставных переломов.

Техническим эффектом заявляемого устройства является фиксация переломов сплошных костей и обеспечение их постоянной компрессии, а также одновременно, облегчение процесса операции.

Для этого в устройстве для остеосинтеза бедра, содержащем монолитную пластину с пазом и отверстиями под винты на диафизарной части и с изогнутой под углом внутрикостной частью, пластина выполнена из материала с эффектом памяти, при этом другой ее конец выполнен заостренным и изогнутым навстречу внутрикостной части, а ширина перемычек, образованных пазом, составляет не менее двух толщин пластины.

За счет термоупругого мартенситного превращения при формовосстановлении сплав развивает усилие до 50 кгс/мм², которое будет постоянно обеспечивать компрессию костей в месте перелома.

Экспериментальным и теоретическим путем установлено, что для обеспечения сплавом усилия до 50 кгс/мм² под нагрузкой 100 кг и запасе устойчивости не ≅ 3 остаточное сечение диафизарной части в месте паза должно быть не менее двух толщин пластины.

На фиг. 1 изображен фиксатор в исходном положении; на фиг. 2 то же, в рабочем положении.

Фиксатор содержит монолитную пластину с пазом 2 и отверстиями 3 под винты на диафизарной части 4, ширина перемычек, образованных пазом, обозначена позицией 5.

П р и м е р. Фиксатор для остеосинтеза бедра выполнен из пластины сплава с ЭПФ ТН-20 толщиной 3 и шириной 12 мм. Диафизарная часть (рабочая) имеет длину 70 мм и снабжена пазом 2 длиной 42 и шириной 6 мм и двумя отверстиями 3 диаметром 2 мм для вкручивания винтов. Верхняя часть устройства выполнена в виде вилки с заостренными концами шириной 6 мм, предназначена для внедрения в головку кости. Нижняя часть выполнена в виде одинарного шириной 6 мм заостренного штыря и предназначена для внедрения в диафиз кости.

Устройству, взятому в исходном положении, на специальной гибкой оправке придают геометрию, показанную на фиг. 2. После этого на той же оправке заданную геометрию устройства термофиксируют при температуре 500^оС в течение 1 ч, затем охлаждают до температуры минус 50-0^оС и деформируют растяжением на разрывной машине диафизарную часть 4 в месте паза 2 на 7-9% После этого устройство, не нагревая, помещают в дьюар при температуре до -50^оС, в котором оно хранится до момента его использования.

Устройство работает следующим образом.

После подготовки прорезей под внедрение загнутых концов устройства и отверстий под винты в костных отломках (по соответствующему шаблону) устройство верхним концом 6 и нижним концом 7 внедряют в прорези, выполненные в головке и диафизе кости, и закрепляют винтами на обоих частях отломков. После внедрения в месте перелома устройство нагревают до температуры тела (37^оС), при этом материал устройства проходит через температурный интервал обратного мартенситного превращения (30-35^оС) и восстанавливает исходные (до растяжения) размеры околопазного участка диафизарной части устройства, развивая при этом соответственно реактивные напряжения сжатия. При правильном внедрении устройства в костную ткань эти напряжения будут обеспечивать постоянную компрессию отломков костей в месте перелома с усилием до 30-50 кгс/мм².

Для подтверджения надежной работоспособности устройства под нагрузкой, которая может достигать 100 кг, была рассчитана устойчивость устройства по формуле Эйлера
P_кр где Р_кр критическая сила, кгс;
Е модуль упругости сплава ТН-20, равный 11000 кгс/мм²;
I момент инерции сечения;
l_пр предельная длина рабочего сечения, мм.

Для данной конструкции устройства ширина сечения 3 мм; h толщина сечения, 3 мм; l_кр 70 мм.

Подставляя в формулу значения параметров, получим
P_кр 150 кгс
Отсюда коэффициент запаса устойчивости
H_у 3
Таким образом, предлагаемое устройство способно обеспечивать компрессионное соединение отломков костей (без образования люфта) и эксплуатационную надежность.

Использование: в медицине для компрессионного остеосинтеза переломов трубчатых костей без дополнительной иммобилизации гипсовой повязкой. Сущность изобретения: фиксатор выполнен в виде пластины из материала с эффектом памяти формы. Пластина имеет продольный паз и отверстий под винты. Один конец пластины выполнен в виде вилки с заостренными загнутыми концами, а другой заострен и изогнут. Продольная стенка паза имеет ширину не менее двух ее толщин. 2 ил.

ФИКСАТОР ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА, выполненный в виде пластины с продольным пазом и отверстиями под винты, один конец которой выполнен в виде вилки с заостренными загнутыми концами, отличающийся тем, что пластина выполнена с эффектом памяти формы, при этом другой ее конец заострен и изогнут, а ширина продольной стенки паза не менее двух ее толщин.