УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОСТНОЙ ТКАНИ Российский патент 1998 года по МПК A61B17/16 A61B17/56 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии и может быть использовано для санации внутрикостных полостей, а также резекции костной ткни изнутри из минимального операционного доступа.

Известен гибкий бор для формирования отверстий в костно-мозговом канале, имеющий стержень в форме единого гибкого монолитного элемента. Для использования удлиненного проводящего элемента стержень может быть высверлен на продольной оси по всей длине. Режущая головка и переходник для соединения стержня с движущим механизмом находится на противоположных концах стержня. Дополнительно режущая головка и адаптер могут быть высверлены по центру.

Боры такого типа используют для увеличения костномозгового канала в длинных костях при подготовке к введению фиксационных устройство, интрамедулярных остеотомий, стимуляции роста кости, введения пробки для предотвращения сдвига цемента. (1)
Наиболее близким к предлагаемому устройству является трубка для эндоскопии, содержащая гибкие элементы в виде отрезков цилиндрической пружины. Отрезки имеют одинаковую длину, выполнены из одного материала и соединены между собой посредством переходных втулок, при этом соседние отрезки имеют противоположное направление навивки. В переходных втулках выполнены отверстия во взаимоперпендикулярных плоскостях. Пары управляющих тросов закреплены в кольцо на одном конце трубки, пропущены через отверстия переходных втулок и кольца на другом конце трубки. В кольце закреплены торцы оплеток Боудена и пары управляющих тросов проходят через эти оплетки к тягам механизмов управления, с помощью которого перемещают один из управляющих тросов на необходимую величину. Это перемещение вызывает одностороннюю деформацию отрезков пружин, что обеспечивает равномерный изгиб всей трубки в направлении натяжения троса. Для изгиба в других направлениях перемещают три других троса (2).

Однако известные конструкции обладают существенными недостатками:
1. Не обеспечивается достаточная жесткость трубчатого корпуса, что делает невозможным целенаправленное проведение режущей части по костно-мозговому каналу, особенно при его деформации и облитерации или в другие труднодоступные места из малого хирургического доступа.

2. Отсутствует возможность изгиба трубчатого корпуса в заданном месте под определенным углом при неизменной конфигурации других участков корпуса.

Исходя из существующего уровня техники и устранения указанных недостатков известных устройств была поставлена задача:
- создание гибкого управляемого инструмента, изменяющего конфигурацию на заданном уровне и на заданный угол вместе с режущей частью для санации внутрикостных полостей, резекции костей изнутри из минимального операционного доступа.

Поставленная задача решена следующим образом. В устройство для обработки внутрикостной полости, содержащее полый трубчатый корпус в виде пружины с втулками, тросы и блок управления тросами введены новые отличительные признаки, а именно: трубчатый полый корпус выполнен в виде цельной пружины с отверстиями под тросы в каждом витке, на противоположных концах пружины жестко укреплены цилиндрическая втулка с отверстиями под тросы и полая рукоятка. Внутри корпуса размещен гибкий вал, имеющий на одном конце режущий элемент, например, фрезу, а на другом переходник для соединения с движущим механизмом. Движущий механизм размещен внутри полой рукоятки, на которой размещен блок управления тросами, пропущенными через цилиндрическую втулку и отверстия в витках пружинного полого корпуса, а свободные концы троса проходят через систему натяжения и крепежные элементы в блоке управления. При этом витки пружины полого трубчатого корпуса имеют направление противоположное направлению вращения режущего элемента. Регулировочные втулки выполнены съемными, имеют коническую форму и размещены между витками пружины полого трубчатого корпуса. А блок управления тросами содержит измерительную шкалу и индикатор.

Обоснование существенности отличительных признаков устройства.

Выполнение трубчатого полого корпуса в виде цельной пружины с отверстиями под тросы в каждом витке позволяет регулировать его жесткость за счет упругости пружины и силы натяжения управляющих тросов, а также разметить внутри его гибкий вал, передающий усилие от движущегося механизма (электродрель) на режущую часть (фреза).

Размещение внутри полого трубчатого корпуса гибкого вала, имеющего на одном конце режущий элемент, например, фрезу, а на другом переходник для соединения с движущим механизмом позволяет при изменении конфигурации полого трубчатого корпуса и отклонении его от продольной оси отклонять на этот же угол и в том же направлении и режущую часть, увеличивая тем самым диаметр обрабатываемой сферы.

Витки пружины полого трубчатого корпуса имеют направление противоположное направлению вращения режущего элемента, что необходимо для устранения ротационной деформации полого трубчатого корпуса при работе всего устройства.

Выполнение регулировочных втулок съемными, конической формы и размещение между витками пружины полого трубчатого корпуса позволяет несколько отдалить витки пружины полого трубчатого корпуса и тем самым создать в этом участке "слабое место", в котором при натяжении управляющих тросов происходит изгиб полого трубчатого корпуса в сторону наибольшего натяжения тросов и уменьшения толщины клиновидной регулировочной втулки.

Размещение блока управления тросами на рукоятке, а также оснащение его измерительной шкалой и индикатором позволяет изменять силу их натяжения и соответственно отклонение режущей части от продольной оси при ее нахождении внутри кости. По величине отклонения индикатора по измерительной шкале можно косвенно судить о направлении и величине отклонения режущей части от продольной оси всего устройства.

Проведение тросов через отверстия в цилиндрической втулке, затем отверстия в витках пружинного полого корпуса и фиксация их концов в системе натяжения и крепежных элементах обеспечивает с одной стороны регулируемую жесткость полого пружинного корпуса, делает его более устойчивым к ротационным деформациям, а с другой стороны позволяет изменять конфигурацию полого пружинного корпуса за счет большого натяжения одной из пар тросов.

Проведенные патентные исследования по подклассам AG1B 17/16, 17/56 и анализ научно-медицинской информации, отражающий существующий уровень реконструктивных вмешательств, связанных с обработкой внутрикостных полостей, показали отсутствие идентичных инструментов. Таким образом, предлагаемое устройство для обработки костной ткани является новым.

Взаимосвязь и взаимодействие конструктивных элементов предлагаемого устройства обеспечивают достижение нового технического и медицинского результата в решении поставленной задачи, а именно; создание гибкого управляемого инструменте, изменяющего конфигурацию на заданном уровне и на заданный угол вместе с режущей частью для санации внутрикостных полостей, резекции костей изнутри из минимального операционного доступа.

Таким образом, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень.

Предлагаемое устройство для обработки костной ткани является промышленно применимым в области практического здравоохранения, так как может изготавливаться серийно и использоваться в травматологии и ортопедии для санации внутрикостных полостей и образований при минимальном доступе.

На фиг. 1 показан вид устройства; на фиг. 2 - режущая часть устройства; на фиг. 3 - поперечный срез одного витка пружинного кожуха блока управления; на фиг. 4 - регулировочная втулка а) вид сверху; б) вид сбоку.

Устройство состоит из полого трубчатого корпуса 1, выполненного в виде цельной пружины и блока управления 2. На противоположных концах пружины жестко укреплены полая рукоятка 3, укрепляемая, например, на электродрели и цилиндрическая втулка 4, имеющая внутри подшипник скольжения (на чертеже не показан) и отверстия 5, выполненные в одной плоскости под управляющие тросы 6. Внутри полого трубчатого корпуса 1 расположен гибкий вал 7, имеющий на одной конце неподвижно закрепленный режущий элемент 8, например, фрезу, а на другом конце - переходник 20 для соединения с движущим механизмом. При этом движущий механизм размещен внутри полой рукоятки 3. Фреза может иметь различное количество режущих кромок. Гибкий вал 7 может иметь различную длину и диаметр и может быть изготовлен, например из полимерных материалов или металла (трос, ленточная пружина). Направление витков пружины полого трубчатого корпуса 1 противоположно направлению вращения режущего элемента 8. В каждом витке 9 пружины полого трубчатого корпуса 1 выполнены отверстия 10 для проведения пар управляющих тросов 6. Управляющие тросы 6 проходят через отверстия 5 в цилиндрической втулке 4, отверстия 10 в витках 9 пружинного полого корпуса 1 и закреплены в крепежных элементах 11 блока управления 2. Блок управления 2 тросами размещен на полой рукоятке 3 и имеет систему натяжения тросов 12, состоящую из штока 13 резьбой, на одном конце которого расположен крепежный элемент 11, а на другом конце - фиксирующая гайка 14, закрепленная в "трещотке" 5. На корпусе полой рукоятке 3 выполнена измерительная шкала 16 и установлен индикатор 17 со стрелкой 18. Устройство укомплектовано съемными регулировочными втулками 19, имеющими клиновидную форму и размещенными между витками 9 пружины полого трубчатого корпуса 1.

Устройство используют следующим образом.

Полую рукоятку 3 закрепляют на корпусе электродрели, переходник 20 закрепляется в головке электродрели и передает вращательное движение через гибкий вал 7, проходящий внутри полого трубчатого корпуса 1 режущему элементу 8.

Устройство вводят, например в костно-мозговой канал длинной кости или в плоскую кость через краевой дефект, если таковой имеется. Если размеры краевого дефекта малы, то его расширяют до необходимых обходных размеров для введения инструмента. В случае отсутствия краевого дефекта в кости, доступ осуществляют с формированием кожно-фасциально-мышечно-костного лоскута минимальных размеров достаточных для введения устройства внутрь кости. Формирование лоскута осуществляют в доступных местах с целью топографо-анатомических образований оперируемого сегмента. Перемещение фиксирующей гайки 14 с помощью трещетки 15 по резьбе штока 13 вызывает его перемещение вдоль продольной оси всего устройства, а следовательно, и натяжение или расслабление пар управляющих тросов 6. Их свободные концы жестко закреплены в крепежных элементах 11 системы натяжения тросов 12. Между витками 9 пружины полого трубчатого корпуса 1 в плоскости прохождения пар управляющих тросов 6 помещают одну или несколько регулировочных втулок 13. Их количество зависит от объема предлагаемой резекции костной ткани, диаметра костномозгового канала или внутрикостной полости, определяемых рентгенологически, а также от предполагаемого направления резекции костной ткани /например, при облитерации костномозгового канала/.

Использование регулировочных втулок 19 приводит к тому, что при натяжении пар управляющих тросов 6 в системе натяжения 12 и сближения витков пружины 9 полого трубчатого корпуса 1 в области регулировочной втулки 19 создается "слабое место" за счет некоторого отдаления витков пружины 9. При этом происходит изгиб полого трубчатого корпуса в области регулировочной втулки 19 в сторону уменьшение ее толщины, а, следовательно, и отклонение цилиндрической втулки 4 с режущим элементом 8 от продольной оси всего устройства в том же направлении.

Чем ближе к режущей части расположены регулировочные втулки 19 и чем меньше их количество, тем меньше угол отклонения режущего элемента от продольной оси 8, а, следовательно, и радиус обрабатываемой сферы. При необходимости обработки всей окружности всю систему поворачивают вокруг ее продольной оси при отклоненной от нее режущей части на определенной угол. Величина этого угла определяет диаметр обрабатываемой сферической поверхности.

Устройство может иметь различный диаметр и длину в зависимости от предназначения и применяться для различных операций в остеологии. Устройство легко разбивается и стерилизуется. Для этого достаточно расслабить пары управляющих тросов 6 в крепежных элементах 11. Под действием упругости пружины полого трубчатого корпуса 1 ее витки 9 расходятся, облегчая обработку и стерилизацию устройства. Режущий элемент 8 свободно вынимается из блока управления, обрабатывается и стерилизуется отдельно.

Таким образом, предлагаемое устройство для обработки костной ткани в отличии от известных устройств позволяет произвести санацию внутрикостных полостей, резекцию и обработку костной ткани /даже склерозированных/ изнутри из минимального операционного доступа за счет создания гибкого управляемого инструмента, изменяющего конфигурацию на заданном уровне и на заданный угол вместе с режущей частью.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 993924, кл. A 31 B 17/16, 1983.

2. Авторское свидетельство СССР N 871786, кл. A 61 B 1/00, 1981.

Использование: изобретение относится к устройству для обработки костной ткани и может использоваться для санации внутрикостных полостей, а также обработки костной ткани изнутри из минимального доступа. Его трубчатый полый корпус 1 выполнен в виде цельной пружины с отверстиями 10 под тросы 6 в каждом витке. На противоположных концах пружины жестко укреплены цилиндрическая втулка 4 с отверстиями 5 под тросы 6 и полая рукоятка 3. Внутри корпуса 1 размещен гибкий вал 7, имеющий на одном конце режущий элемент 8, например, фрезу, а на другом переходник 20 для соединения с движущимся механизмом. Движущий механизм размещен внутри полой рукоятки 3 на которой размещен блок 2 управления торосами 6 пропущенными через цилиндрическую втулку 4 и отверстия в витках пружинного полого корпуса 1, а свободные концы тросов проходят через систему натяжения и крепежные элементы 11 в блоке управления 2. Использование регулировочных втулок 19 приводит к изгибу полого трубчатого корпуса 1 с режущим элементом 8 и увеличению диаметра обрабатываемой сферы, а выполнение трубчатого полого корпуса 1 в виде цельной пружины позволяет регулировать его жесткость. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для обработки костной ткани, содержащее полый трубчатый корпус в виде пружины с втулками, тросы и блок управления тросами, отличающееся тем, что трубчатый полый корпус выполнен в виде цельной пружины с отверстиями под тросы в каждом витке, на противоположных концах пружины жестко укреплены цилиндрическая втулка с отверстиями под тросы и полая рукоятка, а внутри корпуса размещен гибкий вал, имеющий на одном конце режущий элемент, например фрезу, а на другом - переходник для соединения с движущим механизмом, при этом движущий механизм размещен внутри полой рукоятки, на которой размещен блок управления тросами, пропущенными через цилиндрическую втулку и отверстия в витках пружинного полого корпуса, а свободные концы тросов проходят через систему натяжения и крепежные элементы в блоке управления. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направление витков пружины полого трубчатого корпуса имеет направление, противоположное направлению вращения режущего элемента. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регулировочные втулки выполнены коническими и размещены между витками пружины полого трубчатого корпуса. 4. Устройство по п.4, отличающееся тем, что регулировочные втулки выполнены съемными. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления тросами содержит измерительную шкалу и индикатор.