СКОБА ДЛЯ ОСТЕОПЛАСТИКИ Российский патент 1997 года по МПК A61B17/68 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для компрессионного остеосинтеза при переднем спондилодезе и при коррегирующих остеотомиях.

Известно устройство для фиксации позвоночника, выполненное из материала с памятью формы в виде цилиндрической пружины с захватами на концах в форме крючков, загнутых навстречу друг другу во взаимно перпендикулярных плоскостях [1]
Применение данного устройства не устраняет возможные ротационные смещения относительно друг друга синтезируемых тел позвонков, так как точки фиксации крючков расположены на одной линии, параллельной оси вращения позвонков. По этой же причине компрессия, действующая по одной линии, с большей вероятностью может привести к прорезыванию губчатой костной ткани тел позвонков тонкими и острыми захватами на концах пружины в виде крючков, что в свою очередь приведет к снижению величины компрессии и нестабильности остеосинтеза. Для предупреждения этого иммобилизацию позвоночника необходимо проводить до 3-4 месяцев, что крайне неблагоприятно для спинальных больных вследствие угрозы возникновения гнойно-септических осложнений. Компрессия, создаваемая данным устройством, распределяется между поверхностями синтезируемых позвонков крайне неравномерно, достигая максимальной величины у переднего края тел позвонков и прогрессивно уменьшаясь к заднему краю до отрицательной величины. С другой стороны, как правило, передний спондилодез выполняется с помощью трансплантата, который устанавливается между позвонками на место удаленного диска или тела. При спондилодезе данным устройством использование трансплантата может привести к смещению последнего кзади и к сдавливанию трансплантатом переднего отдела позвоночного канала. Этому в данном случае способствует неравномерное распределение компрессии. Использование для остеосинтеза при коррегирующих остетомиях рассматриваемого устройства нецелесообразно по ранее рассмотренным причинам, т.е. прорезывание костной ткани отломков, возможность ротационных смещений и миграции трансплантата, неравномерность распределения компрессирующих усилий, необходимость длительной иммобилизации дополнительной гипсовой повязкой.

Наиболее близким аналогом является устройство для остепластики, выполненное из материала с эффектом памяти формы, содержащее скобу в виде симметрично разведенных дугообразно изогнутых ветвей с изогнутыми ножками на концах и изогнутым выступом в месте соединения ветвей, при этом выступ и ножки изогнуты навстречу друг другу, ножки выполнены уплощенными [2]
При переднем спондилодезе с использованием трансплантата остеосинтез позвонков устройством для остеопластики также не может предотвратить смещение трансплантата латерально и кзади, что может привести к таким грозным осложнениям, как сдавливание корешков спинного мозга с уменьшением диаметра позвоночного канала и сдавлению самого спинного мозга. Кроме того, три точки фиксации, одну из котроых представляет собой выступ, находящийся в теле позвонка, не могут предотвратить ротационных смещений синтезируемых позвонков. Нестабильный остеосинтез требует длительной иммобилизации (4 мес), которая не гарантирует образования костного блока. Спондилодез этим устройством не создает условий для равномерного распределения компрессии, которая максимально в данном случае будет выражена в передних отделах синтезируемых позвонков, а минимально в задних отделах, что также является провоцирующим фактором к выталкиванию трансплантата преимущественно в направлении передней стенки позвоночного канала. Использование опорной пластины для установки ножек скобы при спондилодезе сопряжено со значительными техническими трудностями вследствие очень малого угла операционного действия, значительной травматизации как окружающих мягких тканей, так и тел позвонков. Травматизация вертебральных тканей, которые обильно кровоснабжаются, всегда сопровождается массивными кровотечениями, остановка которых связана со значительными трудностями. Применение опорной пластины не устраняет недостатки, присущие остеосинтезу скобой для остеопластики. Остеосинтез костных отломков при коррегирующих остетомиях устройством для остеопластики требует дополнительной иммобилизации гипсовой повязкой до сращения в течение 6 мес, а так как возможна ротация костных фрагментов, то это ставит под угрозу смысл проведения самой операции.

Изобретение решает задачу расширения арсенала средств из материалов с эффектом памяти формы для остеосинтеза костных фрагментов.

Технический результат заключается в следующем:
предупреждаются ротационные смещения синтезируемых костных фрагментов;
упрощается и улучшается фиксация трансплантата при переднем спондилодезе и коррегирующих остеотомиях;
улучшается распределение компрессирующего усилия по площади соприкосновения костных отломков и поддерживается необходимая плотность контакта синтезируемых фрагментов;
улучшается закрепление конструкции в костных фрагментах за счет предотвращения возникновения сил направленных на вытягивание ножек из каналов.

Скоба имеет вид незамкнутого кольца из материала, обладающего эффектом памяти формы, состоит из дугообразно изогнутых ветвей, между которыми имеются изогнутые выступы. На концах кольца расположены изогнутые уплощенные ножки. Скоба состоит из средней ветви, которая через два изогнутых выступа соединена с боковыми ветвями. Выступы и ножки отходят перпендикулярно плоскости кольца и имеют прямолинейный участок и изогнутый конец. Изогнутые концы выступов направлены навстречу изогнутым концам ножек. Выступы и ножки имеют длину, соответствующую поперечному сечению синтезируемых фрагментов. Боковые ветви могут иметь в середине дополнительный выступ для захвата и удержания трансплантата. Эти выступы лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости кольца и направлены навстречу друг другу. Выступы изогнуты по дуге и заострены.

Устройство отличается от прототипа количеством ветвей и выступов, а также их расположением и конструкцией. Ножки и выступы имеют длину, соответствующую поперечному сечению синтезируемых фрагментов. Ножки, расположенные по середине боковых ветвей, лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости кольца скобы, дугообразно изогнуты навстречу друг другу.

Существенные признаки изобретения: скоба из материала с памятью формы; форма скобы незамкнутое кольцо; кольцо состоит из 3-х ветвей; ветви соединены через изогнутые выступы; на концах кольца уплощенные ножки; выступы, расположенные между средней ветвью и боковыми ветвями, и ножки отходят перпендикулярно плоскости кольца; эти ножки и выступы имеют горизонтальный и изогнутый участки; они направлены навстречу друг другу изогнутыми заостренными концами; они имеют длину, соответствующую поперечному сечению синтезируемых фрагментов; боковые ветви имеют в середине дополнительный изогнутый выступ; эти дополнительные выступы изогнуты по дуге и направлены навстречу друг другу; дополнительные выступы лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости кольца; выступы заострены.

Совокупность существенных признаков позволяет получить конструкцию, предупреждающую ротационные смещения костных отломков, за счет четырех точек фиксации: лучше удерживать трансплантат за счет дополнительных ножек, расположенных в середине боковых ветвей. Скоба создает удерживающие усилия в двух плоскостях. За счет длины выступов и ножек, соответствующих поперечному сечению синтезируемых отломков, достигается более равномерное распределение компрессирующих усилий. Предложенная конструкция ножек и выступов с прямым и изогнутым участком предотвращает вытягивание скобы из каналов в момент срабатывания эффекта памяти формы и улучшает их фиксацию в канале.

На фиг.1 изображена скоба для остеопластики в исходном положении с тремя ветвями, двумя выступами и ножками; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг.3 - устройство после деформации в охлажденном состоянии; на фиг.4 то же, вид сбоку; на фиг.5 скоба с дополнительными выступами в середине боковых дуг; на фиг. 6 то же, вид сбоку; на фиг.7 устройство после деформации в охлажденном состоянии; на фиг. 8 то же, вид сбоку; на фиг.9 и 10 устройство в рабочем положении при спондилодезе; на фиг.11-12 то же, при коррегирующей остеотомии; на фиг.13-14 скоба с дополнительными выступами в рабочем положении при спондилодезе; на фиг.15-16 то же, при коррегирующей остеотомии.

Скоба для остепластики имеет форму незамкнутого кольца с уплощенными ножками 1 на концах, среднюю изогнутую ветвь 2 и боковые ветви 3. Между средней ветвью 2 и боковыми ветвями 3 расположены изогнутые выступы 4. Выступы 4 и ножки 1 имеют прямолинейные и изогнутый участки. Изогнутые участки ножек 1 и выступов 4 направлены навстречу друг другу. Выступы 4 и ножки 1 имеют длину, соответствующую поперечному сечению синтезируемых фрагментов, и заострены. Боковые ветви 3 имеют в середине изогнутый выступ 5. Выступы 4 и ножки 1 отходят от скобы, перпендикулярной плоскости кольца. Выступы 5 расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости кольца скобы, и загнуты по дуге навстречу друг другу. Концы выступов 5 заострены. Устройство выполнено из материала, обладающего эффектом памяти формы из одного отрезка проволоки.

Проведенный эксперимент на трупном материале показал, что в случае отхождения от кольца прямых уплощенных ножек под острым углом к плоскости кольца при срабатывании изогнутых ветвей и возникающих компрессионных усилий ножки и выступы начинают выходить из костных каналов, так как они выполнены прямыми, а скоба стремится принять свою прежнюю форму. Это обусловлено тем, что ножки скобы не могут в момент срабатывания внедриться в костную ткань внутри канала, так как они прямые. Поэтому ножки 1 и выступы 4 отходят под прямым углом и имеют прямолинейный и изогнутый участки, причем изогнутые участки заострены. Это позволяет в момент срабатывания скобы заостроенным концам частично внедриться в костную ткань и развивать усилие, направленное как на создание компрессии по всей площади канала, так и на притягивание кольца к поверхности синтезируемых костных фрагментов.

При переднем спондилодезе скоба остеопластики используется следующим образом. После удаления межпозвонкового диска или тела в диастаз между телами позвонков устанавливается фрагмент из губчатой кости. В телах ниже и выше лежащего позвонков соответственно их поперечному сечению формируются по два отверстия для ножек 1 и выступов 4 таким образом, чтобы линии, соединяющие отверстия в телах позвонков, были параллельными как между собой, так и по линиям замыкательных пластинок тел позвонков. Скобу охлаждают хладагентом до температуры -10^oC, например, путем орошения хлорэтилом в течение 10-20 с, после чего ей придается рабочая форма. За счет изменения кривизны изогнутых ветвей 3 расстояние между ножками увеличивается, выступы 4 отгибаются. Затем ножки скобы погружаются в ранее сформированные отверстия в телах позвонков. За счет нагрева до 35^oC скоба стремится принять прежнюю форму, таким образом, осуществляется стабильный равномерный, компрессионный остеосинтез. Стабильность остеосинтеза обусловлена наличием четырех точек фиксации, соединенных жесткими изогнутыми ветвями, образующими между собой прямоугольник. В этом случае при наличии компрессии и достаточной жесткости скобы невозможны ротационные или иные смещения синтезированных позвонков без нарушения целостности скобы. При использовании трансплантата для лучшей его фиксации берем скобу с выступами 5, расположенными в середине боковых ветвей 3. Скоба готовится к установке ранее описанным способом. В телах позвонков также выполняют четыре отверстия под ножки 1 и выступы 4. При нагревании скоба стремится принять исходную форму, и выступы 5 своими острыми концами с боковых сторон внедряются в трансплантат и сжимают его между собой, препятствуя всякой возможности смещения. Таким образом, на трансплантат действуют удерживающие усилия, создаваемые в вертикальной плоскости выступами 4 и ножками 1, а в горизонтальной плоскости выступами 5.

Равномерность распределения компрессии достигается за счет того, что уплощенные ножки 1 и выступы 4 имеют длину, соответствующую поперечному сечению синтезируемых фрагментов, и в связи со стремлением как ножек и выступов, так и перемычек принять первоначальную форму.

При коррегирующих остеотомиях подготовительные операции по установке скобы производятся вышеописанным способом. После выполнения остеотомии большеберцовой кости в выше и ниже лежащих фрагментах в соответствии с их поперечным сечением формируют по два отверстия для ножек 1 и выступов 4 таким образом, чтобы линии соединяющие отверстия в телах позвонков были параллельны. Скоба обрабатывается хладагентом, и ей придается рабочая форма. Затем ножки скобы погружаются в ранее сформированные отверстия в костных фрагментах. При нагревании скоба стремится принять прежнюю форму, за счет чего и осуществляется прочное стабильное соединение костных фрагментов.

Пример 1. Больной М. 1978 г.р. история болезни N 1280/240, поступил 22.01.92 с диагнозом: травматическая болезнь спинного мозга, неполное нарушение проводимости спинного мозга с уровня Д9 сегмента, нижний вялый парапарез, нарушение функции тазовых органов, кифосколиоз, гиперлордоз. С целью стабилизации поясничного отдела позвоночника и уменьшения гиперлордоза 13.03.92 выполнена операция переднего спондилодеза скобами для остеопластики тел L3-4, L4-5, L5, S1.

Операция выполнена следующим образом. Под эндотрахеальным наркозом путем внебрюшинного переднего доступа обнажены передние поверхности тел L3-S1 позвонков. Резецированы диски L3-4, L4-5, L5-S1. Между телами позвонков образовался диастаз 10-15 мм. Для спондилодеза использованы скобы для остеопластики, выполненные из никелида титана (фиг.1,2). Последовательно в телах вышеуказанных позвонков соответственно их поперечному сечению сформированы по два отверстия для ножек 1 и выступов 4 таким образом, чтобы линии, соединяющие отверстия в телах позвонков, были параллельны как между собой, так и по линии замыкательных пластинок тел позвонков. Три скобы для остеопластики охладили хлорэтилом до -10^oC в течение 10-20 c, после чего им придана рабочая форма за счет изменения кривизны изогнутых ветвей 3, выступы 4 и ножки 1 отгибаются (фиг.3,4). Затем последовательно ножки и выступы каждой скобы погружаются в сформированные каналы в телах позвонков. После нагрева скоб для остеопластики выше 35^oC появился эффект памяти формы. Диастаз между телами уменьшился на 5-7 мм, при этом тела позвонков сблизились между собой по линии действия компрессирующих усилий скобы равномерно по всей площади тела. Во время срабатывания скоб для остеопластики прорезания губчатой кости тел позвонков ножками и выступами скоб, а также выход последних из сформированных каналов, не наблюдался. Достигнут стабильный равномерный компрессионный остеосинтез. После гемостаза рана послойно ушита. Дополнительной иммобилизации не проводилось. Послеоперационный период протекал без осложнений. На рентгенограмме через 2 недели после операции скобы и тела позвонков находились в положении, достигнутом на операции. Ротационные или иные смещения тел позвонков, а также прорезывание ножками и выступами скоб костной ткани тел позвонков и выход последних из каналов отсутствовали. Весь послеоперационный период больной активно занимался лечебной гимнастикой. При рентгенографии через 4 недели соотношение тел позвонков и скоб не изменилось, выявлены начальные признаки консолидации.

Пример 2. Больная Т, 1954 г.р. история болезни N 1471/332, поступила 5.12.93. Диагноз: последствия перенесенного полиомиелита, нижний вялый парапарез. Во время клинико-рентгенологического обследования выявлена рекурвация левого коленного сустава 200. С целью устранения рекурвации 22.03.93 выполнена антирекурвирующая остеотомия костей левой голени, остеосинтез скобой для остеопластики.

Операция выполнена следующим образом. Под эндотрахеальным наркозом под жгутом из отдельного разреза пересечена малоберцовая кость. Дугообразным разрезом в области бугристости большеберцовой кости рассечена кожа и надкостница. Выполнена поперечная остеотомия большеберцовой кости. Между фрагментами уложен трансплантат клиновидной формы, выполненный из пористого никелида титана, с основанием 15 мм. Для остеосинтеза использована скоба для остеопластики (фиг.5,6). Последовательно в проксимальном и дистальном фрагментах соответственно их поперечному сечению сформированы по два канала для ножек 1 и выступов 4 таким образом, чтобы линии, соединяющие отверстия были параллельны как между собой, так и линии остеотомии. Скобу охлаждаем хлорэтилом до -10^oC в течение 10-20 с, после чего ей придана рабочая форма (фиг.7,8) за счет изменения кривизны изогнутых ветвей 3, выступы 4, 5 и ножки 1 отгибаются. Затем ножки 1 и выступы 4 погружаем в сформированные каналы синтезируемых фрагментов. После нагрева скобы для остеопластики выше 35^oC появляется эффект памяти формы. При этом выступы 5 плотно обхватили трансплантат с двух сторон, что полностью исключило возможность смещения трансплантата. Стремление скобы вернуть исходную форму привело к развитию компрессии между костными фрагментами, но прорезания губчатой костной ткани ножками и выступами скобы для остеопластики, а также выход последних из сформированных каналов не наблюдались. Достигнут стабильный равномерный компрессионный остеосинтез. После снятия жгута и проведения гемостаза рана послойно ушита. Дополнительной иммобилизации гипсовой повязкой не проводилось. Послеоперационный период протекал без осложнений. После стихания болевого синдрома больная приступила к дозированной осевой нагрузке на левую ногу. На контрольной рентгенограмме через неделю соотношение фрагментов, ножек и выступов скобы находилось в положении, достигнутом на операции, прорезывание костной ткани, ротационные или иные смещения трансплантата и костных фрагментов, выход ножей и выступов скобы из каналов не отмечались.

Пример 3. Больной М, 1952 г. р. история болезни N 298/919, поступил 13.08.93. Диагноз: поздний период травматической болезни спинного мозга, синдром полного нарушения проводимости спинного мозга с уровня Д12 сегмента, нижняя спастическая параплегия. С целью создания возможности замыкания коленного сустава при стоянии больному выполнена рекурвирующая остеотомия правой голени, остеосинтез скобой для остеопластики.

Операция выполнена следующим образом. Под эндотрахеальным наркозом под жгутом из отдельного разреза пересечена малоберцовая кость. Дугообразным разрезом в области бугристости большеберцовой кости рассечена кожа и надкостница. Выполнена клиновидная остеотомия большеберцовой кости с иссечением костного клина основанием 10 мм. Для остеосинтеза использована скоба для остеопластики (фиг.1,2). Последовательно в проксимальном и дистальном костных фрагментах в соответствии их поперечному сечению сформированы по два канала для ножек 1 и выступов 4 таким образом, чтобы линии, соединяющие отверстия в телах позвонков были параллельны, как между собой, так и линии остеотомии. Скоба охлаждена хлорэтаном до -10^oC в течение 10-20 с, после чего ей придана рабочая форма (фиг.3,4) за счет изменения кривизны изогнутых ветвей 3, выступа 4 и ножки 1 отгибаются. Затем ножки 1 и выступы 4 погружают в сформированные каналы синтезируемых фрагментов, после нагрева скобы для остеопластики выше 35^oC появился эффект памяти формы. При этом развились компрессирующие усилия, которые привели к сближению костных фрагментов и сжатию между собой. Во время этого прорезания губчатой костной ткани ножками и выступами скобы, а также выхода последних из каналов не наблюдалось. Диастаз между фрагментами (который был после клиновидной остеотомии 10 мм) ликвидирован по всей площади остеотомии. Достигнут стабильный равномерный компрессионный остеосинтез. Дополнительной иммобилизации гипсовой повязкой не производилось. Послеоперационный период протекал без осложнений. На контрольной рентгенограмме ротационных смещений и смещений по оси голени, выход ножек и выступов скобы не наблюдался, соотношение костных фрагментов находилось в положении, достигнутом на операции. Через 7 дней после операции больной приступил к дозированной нагрузке на оперированную конечность.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет достигнуть следующий технический эффект:
предупреждаются ротационные смещения синтезируемых фрагментов;
исключается выход ножек и выступов из костных каналов во время работы скобы;
повышается надежность компрессионного остеосинтеза;
достигается более равномерное распределение компрессирующих усилий по всей площади синтезируемых фрагментов;
исключается смещение трансплантата при постоянно действующей компрессии и функциональной нагрузке на оперированный сегмент.

Использование: в медицине, а именно в травматологии и ортопедии для компрессионного остеосинтеза при переднем спондилодезе и при коррегирующих остеотомиях. Сущность изобретения: скоба имеет вид незамкнутого кольца из материала, обладающего эффектом памяти формы, состоит из дугообразно изогнутых ветвей, между которыми имеются изогнутые выступы. На концах кольца расположены изогнутые уплощенные ножки. Скоба состоит из средней ветви, которая через два изогнутых выступа соединена с боковыми ветвями. Выступы и ножки отходят перпендикулярно плоскости кольца и имеют прямолинейный участок и изогнутый конец. Изогнутые концы выступов направлены навстречу изогнутым концам ножек. Выступы и ножки имеют длину, соответствующую поперечному сечению синтезируемых фрагментов. Боковые ветви могут иметь в середине дополнительный выступ для захвата и удержания трансплантата. Эти выступы лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости кольца, и направлены навстречу друг другу. Выступы изогнуты по дуге и заострены. 1 з. п. ф-лы, 16 ил.

1. Скоба для остеопластики, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы, в виде незамкнутого кольца, состоящего из дугообразноизогнутых ветвей с изогнутыми упрощенными ножками на концах и изогнутыми выступами в месте соединения ветвей, отличающаяся тем, что скоба состоит из средней и двух боковых ветвей, выступы и ножки отходят перпендикулярно плоскости кольца и имеют прямолинейный участок и изогнутый конец, причем изогнутые концы выступов и ножек направлены навстречу друг другу. 2. Скоба по п. 1, отличающаяся тем, что боковые ветви имеют в середине дополнительные изогнутые выступы, лежащие в плоскости, перпендикулярной плоскости кольца, направлены по дуге навстречу друг другу и заострены.