УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА Российский патент 1999 года по МПК A61B17/80 

Изобретение применяется в медицине, а именно в травматологии и ортопедии при оперативном лечении переломов костей.

Устройства для остеосинтеза известны, разнообразны и широко применяются при лечении переломов костей и костных операциях. Наиболее широкое применение получили погружные (внутритканевые) фиксаторы костей (спицы, винты, пластины, стержни и др.).

Металлические спицы используют при лечении переломов костей методами диафиксации и трансфиксации (Литтманн И. "Оперативная хирургия", Будапешт, 1982, с. 841). Эти методы самостоятельно не обеспечивают прочного соединения костных фрагментов, поэтому применяются редко, в качестве дополнительной или временной фиксации костных фрагментов.

Значительно прочнее, чем спицами, остеосинтез винтами (авторские свидетельства N 751397 и 827050; Литтманн И. "Оперативная хирургия", Будапешт, 1982, с. 843-845). Остеосинтез винтами применяют при косых, спиральных переломах с длинной (более 2 диаметров фрагмента) линией излома и эпиметафизарных переломах костей с большой площадью излома. При остальных переломах остеосинтез винтами не эффективен.

Чаще винты используют в качестве соединительного элемента между костными фрагментами и накостными пластинами (метод экстракортикального остеосинтеза, авторское свидетельство N 1037911, Литтманн И. "Оперативная хирургия", Будапешт, 1982, с. 845-848). Накостный остеосинтез обеспечивает высокую прочность хирургического соединения фрагментов, однако он значительно травматичен, т. к. применяются массивные металлические пластины, для установки требующие больших хирургических доступов, отслойки мягких тканей от костных фрагментов на большом протяжении и установки в костные фрагменты от 6 до 15 винтов. При накостном остеосинтезе значительно нарушается трофика костей за счет их изоляции пластиной от мягких тканей (эффект транспозиции).

Задачей изобретения является уменьшение чужеродной массы имплантата, снижение травматичности, ликвидация эффекта транспозиции и обеспечение автономной межфрагментарной компрессии в условиях функционально стабильного остеосинтеза.

Поставленная задача достигается за счет того, что Г-образно изогнутые спицы и винт соединены между собой коронкой, в дне которой выполнено центральное отверстие под винт, а в боковых стенках имеются отверстия и пазы под спицы, при этом расстояние между установленными в отверстиях или пазах спицами меньше диаметра шейки и головки винта.

Изобретение поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - общий вид устройства для корончатого остеосинтеза;
фиг. 2 - принцип взаимной фиксации элементов устройства;
фиг. 3 - вариант корончатого остеосинтеза поперечного перелома костей;
фиг. 4 - вариант корончатого остеосинтеза поперечно-зубчатого перелома в сочетании с диагональными компрессирующими петлями;
фиг. 5 - корончатый остеосинтез перелома с косой линией излома;
фиг. 6 - корончатый остеосинтез оскольчатого перелома с треугольным осколком;
фиг. 7 - корончатый остеосинтез перелома хирургической шейки плечевой кости;
фиг. 8 - корончатый остеосинтез переломов лодыжек с повреждением дистального межберцового синдесмоза и спирального перелома большеберцовой кости.

Устройство для корончатого остеосинтеза состоит из Г-образно изогнутых спиц 1 и винта 2, соединенных между собой коронкой 3, в дне 4 которой выполнено центральное отверстие 5 под винт 2, а в боковых стенках 6 имеются отверстия 7 и пазы 8 под спицы 1, при этом расстояние между спицами 1, установленными в отверстиях 7 или пазах 8, меньше диаметра шейки и головки винта 2 (фиг. 1).

Принцип взаимной фиксации элементов устройства показан на фиг. 2. При закручивании винта 2 между спицами 1 за счет трения лопастей резьбы верхняя спица (при правой резьбе) смещается вправо, а нижняя - влево. Эти смещения при остеосинтезе создают силы автономной компрессии фрагментов. При введении шейки винта 2 или его головки между спицами 1, установленными в отверстиях 7 или пазах 8 коронки 3, спицы 1 дугообразно изгибаются за счет того, что расстояние между ними меньше диаметра шейки и головки винта 2. При этом все элементы устройства прочно фиксируются между собой, обеспечивая функционально устойчивый остеоситез.

Показания и противопоказания к корончатому остеосинтезу одинаковые с накостным остеосинтезом.

Примеры конкретного использования.

Корончатый остеосинтез осуществляется в следующей последовательности. После вскрытия зоны перелома, устранения интерпонирующих тканей и репозиции костных фрагментов по общепринятым методикам, определяют оптимальный вариант корончатого остеосинтеза. При косых, спиральных и оскольчатых переломах устройство применяют в вариантах диафиксации, т.е. фиксирующие элементы (спицы 1 и винты 2 с удлиненной шейкой) устанавливают через плоскость излома в оба костных фрагмента. При поперечных и поперечно-зубчатых переломах внутрикостные части спиц 1 рационально проводить через один прилежащий костный фрагмент и винты 2 использовать с короткой шейкой (вариант транфиксации). В системах трансфиксации применяют фиксаторы парной комплектации, т.е. состоящие из двух спиц, двух коронок и двух винтов.

При поперечных и поперечно-зубчатых переломах длинных трубчатых костей после репозиции фрагментов с максимальной адаптацией поверхностей излома на расстоянии 10-15 мм в одну и другую сторону линии перелома в продольном направлении засверливают два сквозных отверстия, в которых метчиком нарезают резьбу, соответствующую резьбе винтов. Спицей или тонким сверлом на расстоянии 10-15 мм от каждого резьбового отверстия в продольном направлении засверливают два отверстия под спицы через один прилежащий фрагмент. Измеряют длину резьбовых каналов, соответственно которой выбирают длину винтов на 3-5 мм больше.

На одном конце каждой из двух спиц 1 выполняют Г-образный изгиб под прямым углом длиной 10 мм. Спицы 1 устанавливают в отверстия 7 или пазы 8 коронки 3 так, чтобы изгиб дальней от оператора спицы был расположен влево, а изгиб ближней к оператору спицы - вправо (фиг. 1). Между спицами 1 в отверстие 5 дна 4 коронки 3 устанавливают винт 2. В такой же последовательности на спицы устанавливают вторую коронку и винт. В первой коронке обычно используют для установки спиц 1 отверстия 7, а во второй коронке пазы 8. Собранный корончатый фиксатор, состоящий из двух с Г-образно изогнутыми концами спиц, двух коронок и двух винтов, устанавливают в сформированные каналы в костных фрагментах. В отверстия с малым диаметром вставляют спицы, импактором погружают их до упора зоны изгиба в поверхность костного фрагмента. Передвигая коронки по спицам, вводят винты в резьбовые каналы и закручивают их в кость (фиг. 2 и 3). За счет силы трения и вращения винтов спицы 1 в коронках 3 смещаются и создают межфрагментарную автономную компрессию. Увеличение силы компрессии в широком, дозированном диапазоне можно получить натягивая свободные концы спиц дозирующими спиценатягивателями по известной методике (авторские свидетельства N 176039 и 202445).

При остеосинтезе поперечных переломов бедренной, большеберцовой и плечевой костей для увеличения прочности остеосинтеза и профилактики миграции фиксатора на выступающие из фрагментов концы винтов и спиц в продольном или диагональном направлениях устанавливают напряженные петли из проволоки или прочного шовного материала (фиг. 4, 7, 8) по известной методике винтопетлевого остеосинтеза (авторское свидетельство N 1172545).

При косых и спиральных переломах длинных трубчатых костей с линией излома больше диаметра фрагмента используют устройство с одной коронкой (фиг. 5) в варианте диафиксации. Отверстие под винт выполняют ступенчатым сверлом (авторское свидетельство N 1253630). Резьбу в костном канале нарезают в противолежащем фрагменте. Винт используют с удлиненной шейкой для обеспечения межфрагментарной компрессии (авторское свидетельство N 751397). Изогнутые концы спиц устанавливают через оба фрагмента.

При остеосинтезе крупнооскольчатых переломов фиксирующую систему используют парную с двумя коронками, в варианте диафиксации (фиг. 6).

При остеосинтезе переломов хирургической шейки плечевой кости рационально использование устройства с тремя коронками (фиг. 7). Изогнутые концы спиц устанавливают с одной стороны системы и после введения в головку плечевой кости закрепляют их коронкой и винтом на проксимальном фрагменте. После частичного введения винтов в дистальный фрагмент плечевой кости через вторую и третью коронки натягивают свободные концы спиц, обеспечивая межфрагментарную компрессию. Закручивают винт второй коронки. После удаления спиценатягивателя полностью закручивают винт третьей коронки, скусывают кусачками лишние концы спиц. При оскольчатых переломах и отрывных переломах большого бугорка плечевой кости устанавливают диагональную стягивающую петлю по методу винтопетлевого остеосинтеза.

При переломе лодыжек и повреждении дистального межберцового синдесмоза (фиг. 8) используют модифицированный вариант корончатого остеосинтеза. Спицы изгибают под острым углом и моделируют их соответственно кривизне лодыжек. Внутрикостные части спиц устанавливают в варианте диафиксации. Одну коронку устанавливают в нижней трети малоберцовой, а вторую - большеберцовой костей над голеностопным суставом. Систему фиксируют двумя винтами через коронки или стяжным болтом.

Операционную рану после остеосинтеза ушивают и дренируют по общепринятой методике.

Временную иммобилизацию используют на период заживления послеоперационной раны. При благоприятном течении послеоперационного периода разработку движений в суставах начинают на 10-15 день после операции.

После сращения перелома корончатая система остеосинтеза из тканей удаляется в обратной установке последовательности. Экономным, длиной в размер системы хирургическим разрезом вскрывают зону установленного фиксатора. Выкручивают винт, из костного фрагмента удаляют спицы вместе с коронкой. Стягивающие петли из проволоки удаляют. Петли из шовного материала, если они прочно фиксированы в тканях, оставляют.

Модели различных вариантов корончатого остеосинтеза в сравнении с другими методами испытаны на универсальном испытательном стенде. Испытания показали, что вышеизложенные варианты корончатого остеосинтеза обеспечивают высокую прочность фиксации фрагментов (от 50 кг до 120 кг) в несколько раз превышающую прочность фиксации спицами и винтами в вариантах диафиксации и трансфиксации.

Фиксирующие системы корончатого остеосинтеза в десятки раз имеют меньшую массу чужеродного материала по сравнению с системами накостного остеосинтеза пластинами. Вес корончатой системы остеосинтеза для фиксации переломов плечевой и большеберцовой костей равен 6-8 граммам, а накостного (пластина с 8 винтами) 120-180 грамм.

Высокая прочность корончатого остеосинтеза при малой массе объясняется тем, что система функционирует в выгодных биомеханических условиях с напряжениями на растяжение и сжатие. Короткие межкорончатые участки спиц (10-20 мм) выдерживают изгибные усилия до 50 кг, что вполне достаточно для обеспечения устойчивого остеосинтеза. Внутрикостные части спиц и винты испытывают усилия "на срез" в пределах 12-25 кг, которые полностью компенсируются их прочностью. Деформация спиц, установленных в отверстиях или пазах коронки, шейкой и головкой винта обеспечивает прочную взаимную фиксацию всех элементов системы. Начальная деформация системы появляется при нагрузках более 110 кг.

Корончатые системы в отличие от существующих систем остеосинтеза обладают свойством автономной компрессии, т.е. при установке автоматически сближают и сдавливают между собой костные фрагменты.

Площадь транспозиции (изоляции костного фрагмента от мягких тканей) при накостном остеосинтезе пластиной размером 16 мм х 140 мм составляет 2240 мм², а корончатого устройства размером 8 мм х 8 мм составляет 64 мм², т.е. в 35 раз меньше. Эта площадь незначительна и полностью компенсируется организмом без эффекта транспозиции.

При отработке техники выполнения корончатого остеосинтеза на трупном материале установлено, что травматичность хирургического доступа при установке фиксирующих систем в несколько десятков раз меньше по сравнению с накостным остеосинтезом. Общая длина корончатых систем от 20 мм до 60 мм, а накостных пластин от 100 мм до 280 мм. Длине фиксатора соответствует длина разреза мягких тканей, их расслоения и отслойки от костных фрагментов.

Клиническая апробация корончатого остеосинтеза при различных переломах костей показала, что он прост в исполнении, малотравматичен и обеспечивает компрессионный, функционально устойчивый остеосинтез.

Изобретение относится к медицине, а именно травматологии и ортопедии, применяется при лечении переломов костей различной локализации. Технический результат изобретения заключается в уменьшении чужеродной массы имплантата и травматичности, ликвидации эффекта транспозиции, обеспечении автономной межфрагментарной компрессии и функционально-устойчивого остеосинтеза. Устройство для корончатого остеосинтеза состоит из Г-образно изогнутых спиц и винта, соединенных между собой коронкой, в дне которой выполнено центральное отверстие под винт, а в боковых стенках имеются отверстия и пазы под спицы, при этом расстояние между спицами, установленными в отверстиях или пазах, меньше диаметра шейки и головки винта. При введении шейки или головки винта между спицами, установленными в отверстиях или пазах коронки, спицы дугообразно изгибаются, при этом все элементы устройства прочно фиксируются между собой, обеспечивая функционально устойчивый остеосинтез. 8 ил.

Устройство для остеосинтеза, содержащее спицы и винт, отличающееся тем, что Г-образно изогнутые спицы и винт, соединены между собой коронкой, в дне которой выполнено отверстие под винт, а в боковых стенках имеются отверстия и пазы под спицы, при этом расстояние между спицами, установленными в отверстиях или пазах, меньше диаметра шейки и головки винта.