ФИКСАТОР ДЛЯ ПОЗВОНОЧНИКА Российский патент 2003 года по МПК A61B17/70 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в качестве конструкции, обеспечивающей фиксацию поврежденных сегментов позвоночника.

Известен фиксатор для позвоночника (см. пат. RU 2141272, 1998 г.) (1), содержащий жесткую продольную штангу, транспедикулярно направленные винты и узлы крепления.

Наиболее близким аналогом является фиксатор для позвоночника, содержащий не менее двух транспедикулярно направленных винтов, узлы крепления и продольную штангу, которая разделена узлами крепления на секции, в корпусе каждого узла креплениях выполнены резьбовые отверстия под винты для зажима и два взаимно перпендикулярных отверстия соответственно под продольную штангу и под транспедикулярно направленный винт, который выполнен с резьбой, расположенной по конической поверхности и с упором, ограничивающим резьбу и взаимодействующим с узлом крепления, который связан с транспедикулярно направленным винтом через установленную в отверстии узла крепления разрезную сферическую втулку, выполненную с шероховатой наружной поверхностью (см. проспект фирмы "SULZER Orthopediks", "Allospine posterior" Швейцария, 1999 г.)(2).

Однако устройство (2), как и устройство (1), недостаточно надежно и не может обеспечить стабильной фиксации в течение планируемого срока использования. Это связано с тем, что все транспедикулярно направленные винты устройства жестко связаны продольной штангой и не имеют упругой разгрузки, что при повышенных нагрузках может привести к расшатыванию винтов и даже их поломке за счет усталостных напряжений, особенно при стрессах, когда на позвоночник передаются значительные нагрузки.

Кроме того, транспедикулярно направленные винты устройств (1) и (2) выполнены с однозаходной резьбой, что может привести к дополнительному травмированию костной ткани при завинчивании, а при повышенных нагрузках - к расшатыванию винтов, к недостаточной устойчивости соединения, а следовательно, к потере жесткой фиксации. Дополнительно к этому, введение таких винтов занимает много времени, что увеличивает длительность оперативного вмешательства.

Кроме того, в известном устройстве (2) поджатие транспедикулярно направленных винтов производится гайкой, установленной соосно разрезной сферической втулке, а сдвиг шероховатой поверхности сферической втулки при затягивании гайки может привести к снижению надежности соединения.

Задачей предложенного технического решения является повышение надежности крепления при стрессовых нагрузках, стабильности фиксации в течение планируемого срока использования при одновременном снижении травмы костной ткани, сокращении времени на введение винта и расширении возможности применения при различных патологиях.

Для решения поставленной задачи в предложенном фиксаторе для позвоночника, содержащем не менее двух транспедикулярно направленных винтов, узлы крепления и продольную штангу, которая разделена узлами крепления на секции, в корпусе каждого узла крепления выполнены резьбовые отверстия под винты для зажима и два взаимно перпендикулярных отверстия соответственно под продольную штангу и под транспедикулярно направленный винт, который выполнен с резьбой, расположенной по конической поверхности и с упором, ограничивающим резьбу и взаимодействующим с узлом крепления, который связан с транспедикулярно направленным винтом через установленную в отверстии узла крепления разрезную сферическую втулку, выполненную с шероховатой наружной поверхностью, согласно изобретению по крайней мере одна из секций продольной штанги выполнена в виде двух закрепленных в отверстиях узла крепления опорных валиков, между которыми установлен динамический компенсатор, образованный втулкой с задающими жесткость прорезями, которая выполнена из металла с высоким модулем упругости, резьба транспедикулярно направленных винтов выполнена двухзаходной, резьбовые отверстия под винты для зажима выполнены в корпусе узла крепления между отверстием под транспедикулярно направленный винт и отверстием под продольную штангу, а в каждом узле крепления выполнена плоская щель, разделяющая отверстие под сферическую втулку и резьбовые отверстия под винты для зажима в направлении, перпендикулярном их оси, и прорезающая с одной стороны отверстие под штангу в направлении оси для фиксации транспедикулярно направленного винта в отверстии со сферической втулкой и продольной штанги в отверстии при уменьшении щели.

Кроме того, в предложенном фиксаторе для позвоночника согласно изобретению опорные валики секции продольной штанги с динамическим компенсатором могут быть выполнены сменными и имеют различную длину, и согласно изобретению сменные опорные валики могут быть расположены под углом к оси продольной штанги.

Смысл предложенного технического решения состоит в упругой развязке транспедикулярно направленных винтов с помощью втулки динамического компенсатора и в том, что надежность и стабильность фиксации в течение планируемого срока использования при стрессовых нагрузках в предложенном фиксаторе выше, чем в известных устройствах при одновременном снижении травмы костной ткани, сокращении времени на введение винта в два раза за счет использования двухзаходной резьбы и в возможности использования устройства при различных патологиях.

На фиг.1 приведен общий вид секции продольной штанги с динамическим компенсатором.

На фиг.2 приведено сечение транспедикулярно направленного винта.

На фиг.3 представлен узел крепления в сборе.

На фиг.4 приведена конструктивная схема динамического компенсатора.

На фиг.5 приведен общий вид предложенного фиксатора.

Устройство содержит не менее двух транспедикулярно направленных винтов 1, которые выполнены с двухзаходной резьбой 1¹, расположенной по конической поверхности 1¹¹ и ограниченной упором 1¹¹¹, узлы крепления 2 и продольную штангу 3. В корпусе каждого узла крепления 2 выполнены резьбовые отверстия 4 под винты 5 для зажима и два взаимно перпендикулярных отверстия, соответственно: отверстие 6 под продольную штангу 3 и отверстие 7 под транспедикулярно направленный винт 1. Узел крепления 2 связан с транспедикулярно направленным винтом 1 через установленную в отверстии 7 разрезную сферическую втулку 8.

Продольная штанга 3 разделена узлами крепления 2 на секции 9, 10, 11.

В каждом узле крепления 2 выполнена плоская щель 12, разделяющая отверстие 7 с разрезной сферической втулкой 8 и резьбовые отверстия 4 под винты 5 для зажима в направлении, перпендикулярном их оси, и прорезающая с одной стороны отверстие 6 под штангу 3 в направлении оси.

Одна из секций продольной штанги 3, например секция 10 (см. фиг.5), выполнена в виде двух закрепленных в отверстиях узла крепления опорных валиков 13, между которыми расположен динамический компенсатор 14, образованный втулкой с задающими жесткость прорезями 15, которая выполнена из металла с высоким модулем упругости.

Работа устройства. Установку фиксатора производят следующим образом. На этапе предоперационного планирования и компьютерных томографических исследований определяется уровень и направление установки транспедикулярно направленных винтов 1, предварительные параметры продольной штанги 3, опорных валиков 13 и втулки динамического компенсатора 14.

На ортопедическом столе под наркозом задним доступом на уровне остистых отростков обнажают межпозвонковые и поперечные отростки позвонков (например L₁, L₂ и L₃). Под контролем в двух проекциях на уровне нижненаружного края вышележащих межпозвоночных отростков (этих) позвонков в их тело вводят транспедикулярно направленные винты 1. Последние выполнены с двухзаходной резьбой 1¹, расположенной по конической поверхности 1¹¹, что позволяет избежать расшатывания винта при повышенных стрессовых нагрузках. Кроме того, использование двухзаходной резьбы позволяет сократить количество поворотов при установке винта, по сравнению с винтами с однозаходной резьбой, что вдвое сокращает время установки и снижает травмирование костной ткани. Этим достигается повышение надежности крепления при стрессовых нагрузках при одновременном снижении травмы костной ткани и сокращении времени на введение винта.

Затем через отверстие 7 узла крепления 2 со встроенной в него разрезной втулкой 8 на каждый транспедикулярно направленный винт 1 надевают соответствующий узел крепления 2, а в отверстии 6 узла крепления устанавливают продольную штангу 3, которая проходит далее через соответствующие отверстия узлов крепления.

В каждом узле крепления 2 выполнена плоская щель 12, разделяющая отверстие 7 с разрезной сферической втулкой 8 и резьбовые отверстия 4 под винты 5 для зажима в направлении, перпендикулярном их оси, и прорезающая с одной стороны отверстие под штангу в направлении оси. При ввинчивании винтов 5 для зажима в резьбовое отверстие 4 щель поджимается по высоте и транспедикулярно направленный винт 1 фиксируется в отверстии 7 со сферической втулкой 8, а продольная штанга 3 - в отверстии 6, пересеченном щелью 12. Это позволяет предотвратить сминание сферической втулки и ослабление крепления, чем и повышается надежность соединения.

Одна из секций продольной штанги 3, например секция 10 (см. фиг.5), выполнена в виде двух закрепленных в отверстиях узла крепления опорных валиков 13, между которыми расположен динамический компенсатор 14, образованный втулкой с прорезями 15, которая выполнена из металла с высоким модулем упругости. Жесткость втулки с прорезями одинакова во всех направлениях и задается расположением нанесенных на втулке прорезей (см. Астафьев А.Ф. Инженерная справочная книга. Л.- М.: ОНТИ НКТП, 1937 г., с. 459-460). При стрессах на транспедикулярно направленные винты 1 передаются высокие консольные нагрузки, под действием которых прогибается пружинящая втулка с нанесенными на ней прорезями 15, сохраняя устойчивость винта. Этим достигается повышение надежности и стабильности фиксации в течение задаваемого срока использования устройства.

Опорные валики 13 продольной штанги 3 с динамическим компенсатором 14 могут быть выполнены сменными и имеют различную длину. Сменные опорные валики могут быть расположены под углом к оси продольной штанги(см. фиг.5). Это позволяет подобрать необходимые размеры и расположение валиков для конкретного пациента и расширить возможности применения устройства при различных патологиях.

Технико-экономический эффект предложенного технического решения состоит в повышении надежности крепления при стрессовых нагрузках и стабильности фиксации в течение планируемого срока использования при одновременном снижении травмы костной ткани, сокращении времени на введение винта и расширении возможностей применения устройства при различных патологиях.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в качестве конструкции, обеспечивающей фиксацию поврежденных сегментов позвоночника. Фиксатор содержит не менее двух транспедикулярно направленных винтов, узлы крепления и продольную штангу, которая разделена узлами крепления на секции. В корпусе каждого узла крепления выполнены резьбовые отверстия под винты для зажима и два взаимно перпендикулярных отверстия соответственно под продольную штангу и под транспедикулярно направленный винт. Винт выполнен с резьбой, расположенной по конической поверхности, и с упором, ограничивающим резьбу и взаимодействующим с узлом крепления. Узел крепления связан с транспедикулярно направленным винтом через установленную в отверстии узла крепления разрезную сферическую втулку, выполненную с шероховатой наружной поверхностью. По крайней мере одна из секций продольной штанги выполнена в виде двух закрепленных в отверстиях узла крепления опорных валиков, между которыми установлен динамический компенсатор, образованный втулкой с задающими жесткость прорезями. Втулка выполнена из металла с высоким модулем упругости. Резьба транспедикулярно направленных винтов выполнена двухзаходной. Резьбовые отверстия под винты для зажима выполнены в корпусе узла крепления между отверстием под транспедикулярно направленный винт и отверстием под продольную штангу. В каждом узле крепления выполнена плоская щель, разделяющая отверстие под сферическую втулку и резьбовые отверстия под винты для зажима в направлении, перпендикулярном их оси, и прорезающая с одной стороны отверстие под штангу в направлении оси для фиксации транспедикулярно направленного винта в отверстии со сферической втулкой и продольной штанги в отверстии при уменьшении щели. Изобретение обеспечивает повышение надежности крепления при стрессовых нагрузках и стабильности фиксации в течение предполагаемого срока использования при одновременном снижении травмы костной ткани, сокращении времени на введение винта и расширении возможностей применения устройства при различных патологиях. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Фиксатор для позвоночника, содержащий не менее двух транспедикулярно направленных винтов, узлы крепления и продольную штангу, которая разделена узлами крепления на секции, в корпусе каждого узла креплениях выполнены резьбовые отверстия под винты для зажима и два взаимно перпендикулярных отверстия соответственно под продольную штангу и под транспедикулярно направленный винт, который выполнен с резьбой, расположенной по конической поверхности, и с упором, ограничивающим резьбу и взаимодействующим с узлом крепления, который связан с транспедикулярно направленным винтом через установленную в отверстии узла крепления разрезную сферическую втулку, выполненную с шероховатой наружной поверхностью, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна из секций продольной штанги выполнена в виде закрепленных в отверстиях узла крепления опорных валиков, между которыми установлен динамический компенсатор, образованный втулкой с задающими жесткость прорезями, которая выполнена из металла с высоким модулем упругости, резьба транспедикулярно направленных винтов выполнена двухзаходной, резьбовые отверстия под винты для зажима выполнены в корпусе узла крепления между отверстием под транспедикулярно направленный винт и отверстием под продольную штангу, а в каждом узле крепления выполнена плоская щель, разделяющая отверстие под сферическую втулку и резьбовые отверстия под винты для зажима в направлении, перпендикулярном их оси, и прорезающая с одной стороны отверстие под штангу в направлении оси для фиксации транспедикулярно направленного винта в отверстии со сферической втулкой и продольной штанги в отверстии при уменьшении щели. 2. Фиксатор для позвоночника по п.1, отличающийся тем, что опорные валики секции продольной штанги с динамическим компенсатором выполнены сменными и имеют различную длину. 3. Фиксатор для позвоночника по пп.1 и 2, отличающийся тем, что сменные опорные валики расположены под углом к оси продольной штанги.