УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА Российский патент 1999 года по МПК A61B17/68 

Изобретение относится к медицине, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано при лечении различных переломов нижней челюсти, в частности в области мыщелкового отростка.

Известен ряд устройств, выполненных, в частности, из сплавов с памятью формы, которые применяются как для накостного, так и для внутрикостного остеосинтеза. Например, штифт для интрамедуллярного остеосинтеза, представляющий собой стержень соответствующих размеров, один конец которого расщеплен продольно на два лепестка, выполнен из материала с памятью формы, позволяет осуществлять внутрикостный остеосинтез практически любой трубчатой кости от фаланг до бедра [1]. Аналогичным по принципу действия является используемый в челюстно-лицевой хирургии при переломах нижней челюсти внутрикостный фиксатор, выполненный из сплава с памятью формы в виде стержня, расщепленного продольно с обоих концов. Причем на одном конце угол между лепестками составляет 150 градусов, а на другом - 90 градусов [2].

Данные устройства имеют ряд недостатков.

1. Они достаточно сложны в установке, поскольку при подготовке под них каналов в проксимальном и дистальном отломках, требуется соблюдение условия точной соосности этих каналов.

2. Данные устройства не обеспечивают надежной фиксации от ротационных смещений.

3. Исполнение фиксаторов с углами между лепестками 90 градусов приводит к чрезмерному постоянному давлению на кость со стороны лепестков после проявления эффекта памяти формы, что может приводить в свою очередь к резорбции костной ткани и нарушению самофиксации устройства в кости и фиксации отломков между собой.

4. Изгиб лепестков на угол 150 градусов между собой может приводить к разрушению материала как при изготовлении, так и при использовании фиксаторов.

5. Выполнение данных фиксаторов из материалов с низкими значениями температур фазового перехода, то есть температуры проявления памяти формы, требует для их охлаждения и деформирования в условиях операционной использования хлорэтила, что крайне нежелательно из токсикологических и экономических соображений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для компрессионного остеосинтеза, выбранное за прототип, выполненное из материалов с памятью формы в виде проволочной скобы, имеющее в средней накостной части компрессирующий элемент в виде разомкнутого кольца, а на концах - 2 ножки, загнутые навстречу друг другу, одна из которых в 1,5 -2 раза длиннее накостной части и расположена параллельно ей [3].

Устройство применяется при переломах нижней челюсти любой локализации, а так же при переломах малых трубчатых костей. Перед установкой устройство охлаждают хлорэтилом, растягивают кольцо накостной части, а ножкам придают форму,, удобную для введения в кость. Длинную ножку внедряют через отверстие в одном из отломков в костно-мозговой канал, продвигают через линию (плоскость) перелома во второй отломок, т.е. осуществляют внутрикостную фиксацию. Вторую ножку вводят накостно в отверстие во втором отломке. При самопроизвольном прогреве до температуры 36.6^oC устройство проявляет эффект памяти формы и стремится принять первоначальную форму, обеспечивая фиксацию отломков с постоянной компрессией между ними.

За счет реализации данным устройством комбинированной, т.е. накостной и внутрикостной фиксации отломков, обеспечивается стабильный остеосинтез при переломах нижней челюсти различных локализаций. Однако у данного устройства - прототипа имеются следующие недостатки.

1. При подготовке сквозного через оба отломка отверстия, проходящего между кортикальными пластинами, т.е. в костномозговом канале (губчатой кости), могут возникнуть трудности, обусловленные малой толщиной кости нижней челюсти.

2. Исполнение накостной части скобы в виде разомкнутого кольца из проволоки диаметром 1,6 мм приводит к чрезмерно большим размерам внекостных элементов устройства. Иногда подобные конструкции вызывают деформации мягких тканей лица над зоной их введения.

3. Конструкция данного устройства не обеспечивает надежной фиксации от ротационных смещений, исключает возможность использования его для лечения переломов нижней челюсти в области мыщелкового отростка.

4. Использование компрессии отломков мыщелкового отростка не всегда оправдано.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и обеспечение надежной фиксации костных отломков при переломах нижней челюсти, в том числе в области мыщелкового отростка.

Поставленная задача осуществляется за счет того, что устройство для остеосинтеза состоит из накостного и внутрикостного компонентов, расположенных в параллельных плоскостях, но направленных в противоположные стороны за счет соединяющей их перемычки, изогнутой два раза определенным образом. Причем накостный компонент выполнен в виде пластины с отверстиями, а внутрикостный - в виде цилиндрического стержня, расщепленного со стороны торца на длину 0,5-0,75 от всей длины стержня продольно на два лепестка по плоскости, перпендикулярной плоскости пластины. При этом лепестки изогнуты в противоположные стороны в плоскости, параллельной плоскости пластины, на ширину равную 1,5-2 диаметрам стержня. Кроме того, внутрикостный компонент проявляет эффект памяти формы при температурах ниже, а накостная пластина - выше температуры человеческого тела.

Сущность изобретения состоит в следующем. За счет того, что накостный и внутрикостный компоненты соединены между собой перемычкой, изогнутой два раза так, что оба компонента будучи параллельными направлены в противоположные стороны, нет необходимости в просверливании сквозного отверстия через оба отломка и плоскость перелома, что существенно облегчает и ускоряет операцию. Исполнение накостной части в виде пластины толщиной 0,5- 0,7 мм и шириной 4-5 мм существенно снижает габаритные размеры данного компонента, что особенно важно при лечении переломов костей лицевого скелета. Расщепление внутрикостного цилиндра продольно по плоскости, перпендикулярной плоскости пластины, и изгиб лепестков в плоскости, параллельной плоскости пластины, увеличивает надежность фиксации костных отломков, особенно от ротационных смещений, что весьма важно при лечении переломов нижней челюсти в области мыщелкового отростка. Расщепление цилиндрического стержня внутрикостного компонента на длину 0,5-0,75 от всей его длины и изгиб лепестков на ширину равную 1,5-2 диаметрам стержня обеспечивает, с одной стороны, надежную самофиксацию устройства в дистальном отломке, а с другой - не приводит к излишнему давлению на кость и, следовательно, к резорбции костных структур. Исполнение внутрикостного компонента из материала со значениями температур проявления памяти формы ниже температуры человеческого тела обеспечивает восстановление формы при самопроизвольном прогреве. Проявление эффекта памяти формы накостной пластиной при температурах выше температуры человеческого тела обеспечивает нахождение данного компонента в организме в низкотемпературном - "мягком" - состоянии. Таким образом, накостной пластине можно придать форму максимально адаптированную к поверхности кости и при этом после зашивания раны данная форма сохраняется.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены на фиг. 1 - вид сбоку, на фиг. 2 - вид сверху устройства в рабочем состоянии. На фиг. 3 показан вид сверху устройства в низкотемпературном (охлажденном) состоянии после деформации, а на фиг. 4 - схема применения устройства. Устройство состоит из накостного компонента - пластины (1) с отверстиями, внутрикостного компонента - цилиндрического стержня (2), расщепленного продольно на два лепестка, и перемычки (3), изогнутой два раза таким образом, что накостный (1) и внутрикостный (2) компоненты расположены параллельно друг другу и направлены в противоположные стороны. Устройство выполнено из никелида-титана, обработанного термически таким образом, что внутрикостный компонент восстанавливает прежнюю форму, т.е. проявляет эффект памяти формы при температурах несколько ниже человеческого тела, а накостная пластина - при температурах незначительно выше 36,6^oC. Подобные материалы не требуют охлаждения хлорэтилом (-30^oC). Для перевода таких сплавов в низкотемпературное - "мягкое" - состояние достаточно охладить их до температуры 15 - 20^oC.

Выполнение предлагаемого устройства с внутрикостным компонентом, расщепленным на длину, меньшую 0,5 длины стержня, а также изгиб лепестков на ширину меньше чем 1,5 диаметра стержня не обеспечит необходимого уровня самофиксации компонентов в дистальном отломке. Изгиб коротких лепестков (длиной менее 0,5 длины стержня) на ширину более 2 диаметров стержня приведет к увеличению кривизны и как следствие к увеличению локальной деформации до значений выше допустимых, при которых эффект памяти формы не реализуется. Увеличение длины лепестков более 0,75 от длины стержня и увеличение изгиба до ширины более двух его диаметров приводит к увеличению давления на костные структуры и к соответствующим нежелательным последствиям.

Исполнение внутрикостного компонента из материала с температурами проявления памяти формы выше 36,6^oC усложняет или делает невозможным прогревание его для инициирования "срабатывания " устройства. Исполнение накостной пластины со значениями температур проявления памяти формы ниже 36,6^oC делает невозможным адаптирование формы накостного компонента к особенностям костного рельефа нижней челюсти.

Предлагаемое устройство изготавливается из пластин из никелида титана, например, марки ТН-1, ТН-20 с незначительным избытком никеля ((50, 2-50, 5)% Ni - ост. Ti). Геометрические параметры устройства следующие. Толщина пластины и перемычки 0,7 - 0,8 мм, ширина пластины 4-5 мм, длина -25 мм, в перемычке 1,5-2 мм, диаметр внутрикостного компонента 2 мм, длина внутрикостного компонента - 8 мм. Высота изогнутой перемычки - 3-5 мм, диаметр отверстия 2 мм. Придание необходимой формы устройства - изгиб перемычки и лепестков осуществляется при 550 - 650^oC. Для обеспечения предлагаемых характеристик памяти формы, т. е. температур проявления эффекта памяти формы, компонент устройства подвергается термическим обработкам. Окончательная обработка изделия проводится химическим травлением.

Используется предлагаемое устройство следующим образом. Под местным или общим обезболиванием осуществляется традиционный доступ к области мыщелкового отростка через разрез кожи в позадичелюстной области. После обнажения отломков в головке мыщелкового (5) отростка со стороны плоскости перелома просверливается отверстие диаметром 2 мм на длину внутрикостного компонента. Устройство охлаждают в стерильном физиологическом растворе при 10-15^oC, деформируют лепестки, сдвигая их навстречу друг другу, придают пластине форму, адаптированную к поверхности кости. Устройство помещается в подготовленный канал в мыщелковом отростке. В результате самостоятельного прогрева устройства его лепестки в нужном положении заклинивают внутрикостный компонент в кости. Отломки сопоставляются в правильное положение, по краю плоскости перелома на большом отломке бором создается небольшое углубление для перемычки устройства, а внекостный компонент устройства (пластина с отверстиями) фиксируется к поверхности кости ветви нижней челюсти (6) с помощью 2-3 самонарезающих титановых шурупов (4), взятых из стандартного набора для остеосинтеза нижней челюсти. Операционная рана послойно зашивается. Движения нижней челюсти не вызывают подвижности отломков.

Устройство чрезвычайно просто по конструкции и весьма удобно в эксплуатации, что позволяет использовать его при операции остеосинтеза и реплантации головки мыщелкового отростка нижней челюсти, устанавливается через типичный оперативный доступ, сокращает время проведения операции и практически исключает вторичное послеоперационное смещение отломков. Не требует каких-либо новых или дополнительных инструментов.

Источники, использованные при составлении описания:
1. Гюнтер В.Э., Итин В.И., Монасевич Л.А. и др. Эффекты памяти формы и их применение в медицине. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1992, с. 344 - 348.

2. Авторское свидетельство СССР N 1082416, A 61 B 17/18.

3. Авторское свидетельство СССР N 1057026, A 61 B 17/18.

Изобретение относится к медицине, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано при лечении переломов нижней челюсти, в частности, в области мыщелкового отростка. Технический результат изобретения - обеспечение надежной фиксации отломков и предотвращение ротационных смещений, сокращение времени проведения операции, уменьшение габаритных размеров фиксирующего устройства, повышение возможности адаптации устройства к поверхности кости. Сущность изобретение: устройство состоит из накостного и внутрикостного компонентов, соединенных перемычкой, изогнутой два раза так, что компоненты расположены параллельно друг другу, но направлены в противоположные стороны, причем накостный компонент представляет собой пластину с отверстиями, а внутрикостный - цилиндрический стержень, расщепленный продольно со стороны торца на длину 0,5-0,75 своей длины по плоскости, перпендикулярной плоскости пластины, а лепестки его изогнуты в противоположные стороны на ширину 1,5-2 его диаметра в плоскости, параллельной плоскости пластины, и при этом внутрикостный компонент имеет температуры проявления памяти формы ниже температуры человеческого тела, а накостная пластина выше. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для остеосинтеза, выполненное из материала с эффектом памяти формы, состоящее из накостного компонента и параллельно ему внутрикостного компонента, отличающееся тем, что накостный компонент, выполненный в виде пластины с отверстиями, и цилиндрический внутрикостный компонент соединены между собой перемычкой, изогнутой два раза так, что оба компонента направлены в противоположные стороны, причем внутрикостный компонент расщеплен продольно со стороны торца на длину 0,5 - 0,75 своей длины по плоскости, перпендикулярной плоскости накостной пластины, а лепестки его изогнуты в противоположные стороны на ширину 1,5 - 2 его диаметра в плоскости, параллельной плоскости накостной пластины. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутрикостный компонент имеет температуру проявления эффекта памяти формы ниже температуры человеческого тела, а накостный компонент - выше.