Способ получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости и устройство для его осуществления Российский патент 2022 года по МПК A61B17/56 A61B17/16 

Изобретение относится к медицине, а именно к способам костной пластики, применяемым в травматологии и ортопедии.

Несмотря на прогресс оперативной травматологии и ортопедии, лечение дефектов костной ткани, замедленно срастающихся переломов и ложных суставов длинных костей конечностей остается актуальной медико-социальной проблемой. Для замещения костных дефектов и стимуляции ослабленного остеогенеза успешно применяют костную пластику.

Аналоги

Известно множество аналогов костной пластики при лечении пациентов с костными дефектами, замедленно срастающимися переломами и ложными суставами с заместительной, опорной и остеоиндуцирующей целью. Широкое практическое применение получили аллопластика (использование консервированной кости) и аутопластика (использование костного материала со своего скелета). С биологической точки зрения оптимальной является аутопластика. Обусловлено это отсутствием антигенных свойств, адекватной васкуляризацией и скорейшим приживлением и перестройкой аутотрансплантата с замещением костного дефекта, сращением замедленно срастающегося перелома и ложного сустава. Наиболее широко используемым пластическим материалом являются свободные аутотрансплантаты, взятые с гребня большеберцовой кости, большого вертела бедренной кости и крыла подвздошной кости.

Критика аналогов

Общим недостатком известных способов получения костного аутотрансплантата является образование ступенчатых западений и ослабление механической прочности донорского участка, что усугубляется вероятностью выхода линии остеотомии за пределы намеченного. Все это может явиться причиной ятрогенных переломов донорской кости с переводом одного патологического состояния в другое, более тяжелое.

Прототип

В качестве прототипа нами взят способ получения свободного аутотрансплантата с крыла подвздошной кости (фиг. 1, а, б, поз. 1) (Травматология: национальное руководство / под ред. Г.П. Котельникова, С.П. Миронова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008 г. - 808 с. - (Серия «Национальные руководства»). Данный способ заключается в том, что вдоль гребня подвздошной кости в наиболее широкой ее части, определяемой пальпаторно (обычно на уровне передней верхней ости подвздошной кости или, отступя от нее на 5-6 см кзади) (фиг. 1, в), делают разрез кожи длиной 4-12 см - в зависимости от величины предполагаемого аутотрансплантата, намеченного для получения. Достигнув кости, экономно скелетируют ее на нужном протяжении сверху, снаружи и снутри, обнажив донорский участок заданной формы и размеров, и выполняют резекцию аутотрансплантата долотом или пилой (проволочной, циркулярной или осциллярной). После взятия аутотрансплантата мягкие ткани, включая надкостницу, укладывают на свое место и послойно ушивают. Преимуществами способа-прототипа являются:

- адекватное кровоснабжение кортикально-губчатой костной ткани подвздошной кости и, следовательно, скорейшая перестройка и приживляемость аутотрансплантата к новому костному ложу;

- возможность взятия большего количества костной ткани из наиболее широкой части гребня подвздошной кости без выраженного нарушения анатомии и функции со стороны таза и окружающих его мягких тканей.

Критика прототипа

Наряду с преимуществами, способ-прототип имеет и существенные недостатки:

- вероятность выхождения линии остеотомии за пределы намеченного с ослаблением механической прочности подвздошной кости, с риском ятрогенных переломов последней;

- образование на донорском участке гребня подвздошной кости ступенчатых западений и выступов их углов после взятия аутотрансплантата, косметически и функционально невыгодных, особенно у худощавых пациентов;

- необходимость в зачистке полученного аутотрансплантата от хрящевой ткани, располагающейся на гребне подвздошной кости и препятствующей последующему приживлению трансплантата в новом костном ложе;

- увеличение продолжительности операции за счет зачистки аутотрансплантата от хрящевой ткани;

- уменьшение вероятности последующего заполнения донорского участка новообразованной костной тканью и анатомического восстановления гребня подвздошной кости или увеличение сроков данного восстановления.

Цель изобретения - повышение эффективности лечения больных с дефектами костной ткани, замедленно срастающимися переломами и ложными суставами длинных костей конечностей.

Сущность изобретения

Поставленная цель достигается при помощи способа получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости и устройства для его осуществления. Способ получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости, отличается тем, что на наиболее широкой части гребня подвздошной кости кольцевидно высверливают канал в косо-поперечном направлении снаружи внутрь и сверху вниз -таким образом, чтобы цилиндрический аутотрансплантат после его извлечения из высверленного канала имел наибольший объем при наименьших потерях со стороны самого аутотрансплантата и донорского участка с сохранением контура гребня и адекватной прочности подвздошной кости. Устройство для осуществления способа получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости (фиг. 2), представляет собой кольцевую корончатую фрезу (поз. 2), фиксируемую в хвостовике (поз. 3) с наружной резьбой, соответствующей внутренней резьбе кольцевой корончатой фрезы. Кольцевая корончатая фреза (поз. 2) имеет несколько типоразмеров, длину 45-65 мм и наружный диаметр от 12 до 22 мм. Для максимального сохранения костной массы аутотрансплантата и донорского участка подвздошной кости, то есть для меньших потерь за счет костной стружки и краевых сколов на аутотрансплантате и донорском участке, а также в центре цилиндрического аутотрансплантата из-за неизбежности оставления внутрикостного канала от центрирующего сверла, кольцевая корончатая фреза (поз. 2), во-первых, должна иметь минимальную разницу своего внешнего и внутреннего диаметра, а, во-вторых, не иметь центрирующего сверла, которое просто убирают из хвостовика (поз. 3). Так, например, кольцевая корончатая фреза, имеющая наружный диаметр 15,5 мм, а внутренний - 13 мм, приводит к неоправданной потере костной ткани из-за 2,5-миллиметровой толщины своего лезвия с разницей между диаметрами полученного цилиндрического аутотрансплантата и его костного ложа в подвздошной кости - минимум в 3 мм. Для уменьшения разницы внешнего и внутреннего диаметров кольцевидной корончатой фрезы (поз. 2), уменьшают ее наружный диаметр равномерным стачиванием на точильном станке. Для этого фрезу (поз. 2) соединяют с хвостовиком (поз. 3), цилиндрический конец которого зажимают в патроне дрели и равномерно стачивают на работающем точильном станке при работающей дрели. Подобной обработкой крутящейся фрезы достигают равномерности стачивания ее наружной поверхности с уменьшения ее наружного диаметра до минимальной разницы с внутренним диаметром. Обычно разницы в 0,5-1 мм достаточно для сохранения адекватной прочности кольцевидной корончатой фрезы и сведения к минимуму потерь костной ткани при сверлении донорского участка и получении аутотрансплантата. Таким образом, внутренний диаметр фрезы остается прежним, например 13 мм, а наружный уменьшается до 14-13,5 мм.

Вторым фактором сведения к минимуму потерь костной ткани, в частности получаемого аутотрансплантата, является неиспользование центрирующего сверла и связанной с этим необходимости формирования в центре аутотрансплантата внутрикостного канала. Для этого центрирующее сверло убирают из хвостовика, а в качестве ограничителя соскальзывания вращающейся кольцевидной корончатой фрезы с костной поверхности и обеспечения ее центрации при сверлении используют пассатижи. Наметив место взятия аутотрансплантата на донорском участке гребня подвздошной кости (фиг. 3, а, поз. 1), упираются в него торцовой поверхностью кольцевидной корончатой фрезы (фиг. 3, б, поз. 2), установленной в хвостовике (поз. 3), который, в свою очередь закреплен в патроне дрели, а разведенные рабочие губки пассатижей (поз. 4), плотно прикладывают к донорскому участку гребня подвздошной кости (поз. 1), предназначенному для взятия аутотрансплантата, и слегка охватывают ими с боков кольцевидную корончатую фрезу (поз. 2), но не сжимая их - во избежание препятствования предстоящей работе фрезы при ее вращении. Затем начинают сверление - снаружи внутрь и сверху вниз, оставляя при этом непрерывным гребень подвздошной кости. По мере погружения в кость, центрация вращающейся кольцевидной корончатой фрезы (поз. 2) обеспечивается уже не губками пассатижей (поз. 4), а краями ложа аутотрансплантата (фиг. 3, в). Кольцевидно высверлив участок подвздошной кости, извлекают цилиндрический аутотрансплантат из кольцевидной корончатой фрезы (поз. 2), выталкивая его острием шила через боковую щелевидную прорезь фрезы. На донорском участке при этом остается костный канал (поз. 5), не нарушающий каркасность гребня подвздошной кости (фиг. 3, г). Мягкие ткани, включая надкостницу, укладывают на свое ложе и послойно ушивают, создав, тем самым, оптимальные условия для последующего заполнения остающегося дефекта подвздошной кости новообразованной костной тканью. Полученный аутотрансплантат используют для костной пластики. При этом отсутствует необходимость в его зачистке от хрящевой ткани, препятствующей приживлению на новом ложе и оставшейся на донорском участке.

Пример применения способа и устройства

В качестве примера применения предлагаемого способа получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости и устройства для его осуществления приводим следующее наблюдение.

Пациент М., 1987 г.р., поступил в отделение сочетанной травмы Республиканского центра травматологии и ортопедии (РЦТО) в г. Махачкале 19.03.2020 г. с диагнозом: Сочетанная травма: Сотрясение головного мозга; Закрытая травма грудной клетки; Закрытый перелом VI-VII ребер слева; Закрытый оскольчатый внутрисуставной перелом латерального мыщелка большеберцовой кости левой голени со смещением отломков; Многочисленные ссадины тела и левой нижней конечности. Рентгенологически (фиг. 4, а) и на КТ (фиг. 4, б) отмечено смещение костных отломков с импакцией спонгиозной костной ткани и дефектом наружного мыщелка большеберцовой кости, что явилось показанием для операции накостного остеосинтеза наружного мыщелка большеберцовой кости с костной пластикой дефекта.

25.03.2020 г. выполнена операция: Остеосинтез наружного мыщелка левой большеберцовой кости Г-образной пластиной с угловой стабильностью с костной аутопластикой дефекта мыщелка. В положение пациента на спине с валиком в подколенной области произведен углообразный разрез от наружного мыщелка косо до гребня большеберцовой кости и дальше вниз, длиной 9-10 см. Скелетирован наружный мыщелок и через зону его перелома узким защитником Буяльского, введенным на глубину около 4-5 см, средняя и задняя часть плато большеберцовой кости приподняты с верификацией адекватной репозиции на ЭОПе, и репонированные костные отломки удержаны проведенной снаружи внутрь провизорной спицей Киршнера. При репозиции наружного мыщелка большеберцовой кости из полости сустава через рану дренировалось 150 мл гемолизированной темной крови, а затем в течение всей операции отмечалось умеренное кровотечение из спонгиозной кости, что свидетельствовало об ее адекватном кровоснабжении. Остающийся ниже плато большеберцовой кости дефект костной ткани плотно заполнен цилиндрическим аутотрансплантатом с крыла подвздошной кости, после чего выполнен накостный остеосинтез пластиной с угловой стабильностью.

Взятие аутотрансплантата выполнено кольцевидной корончатой фрезой, фиксированной в хвостовике, конец которой закреплен в патроне дрели, следующим образом. Прикрыв рану на голени салфеткой Микулича, выполнен разрез кожи над гребнем левой подвздошной кости в наиболее широкой его части, определенной пальпаторно: на 4-5 см кзади от передней верхней ости подвздошной кости. Рассечена фасция и скелетирован участок подвздошной кости, по наружной поверхности которой кольцевидной корончатой фрезой с наружным диаметром 16 мм и длиной 52 мм, в направлении сверху вниз и снаружи кнутри взят цилиндрический кортикально-губчатый аутотрансплантат, диаметром 14 мм и длиной 37 мм. При этом для центрации кольцевидной корончатой фрезы и сохранения краев аутотрансплантата и донорского участка от сколов во время придания фрезе вращательного движения, над донорским участком кости установлены пассатижи с разведенными губками на величину диаметра кольцевидной корончатой фрезы. После сквозного (снаружи вовнутрь и сверху вниз) высверливания канала, над донорским участком гребня подвздошной кости осталась целой костная перемычка. Над продолговатым «окном» - костным каналом в подвздошной кости, оставшимся после извлечения аутотрансплантата, - мягкие ткани с надкостницей уложены на место и послойно ушиты. Аутотрансплантат, находящийся внутри кольцевидной корончатой фрезы, извлечен при помощи шила через одну из двух ее щелевидных прорезей, и, не нуждаясь в дальнейшей обработке и зачистке от хрящевой ткани, введен в дефект большеберцовой кости. Провизорная спица удалена, а поверх наружного мыщелка большеберцовой кости уложена пластина с угловой стабильностью и фиксирована 5,5-миллиметровыми винтами, заблокированными в пластине (3 винта в субхондральной спонгиозной кости и 2 винта в метадиафизе). Раны ушиты по Донати. Наложены асептические повязки. Послеоперационный период протекал гладко, раны зажили первично, рентгенологически верифицировано удовлетворительное положение костных отломков большеберцовой кости (фиг. 5, а) и сохранение контура гребня подвздошной кости (фиг. 5, б). Результат лечения расценен как хороший.

Признаки изобретения, отличительные от прототипа

Конструктивными особенностями (отличительными признаками от прототипа) способа получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости и устройства для его осуществления являются:

- использование при взятии кортикально-губчатого аутотрансплантата кольцевой корончатой фрезы, длиной 45-65 мм, диаметром от 12 до 22 мм, фиксируемой в хвостовике с наружной резьбой, соответствующей внутренней резьбе кольцевой корончатой фрезы;

- для минимальной разницы внешнего и внутреннего диаметра кольцевой корончатой фрезы уменьшают ее наружный диаметр равномерным стачиванием на точильном станке, для чего фрезу, соединяют с хвостовиком, цилиндрический конец которого зажимают в патроне дрели и равномерно стачивают на точильном станке при работающей дрели;

- для сведения к минимуму потерь костной ткани аутотрансплантата и устранения необходимости формирования в центре его внутрикостного канала, из хвостовика убирают центрирующее сверло;

- в качестве ограничителя соскальзывания вращающейся кольцевидной корончатой фрезы с костной поверхности и обеспечения ее центрации при сверлении используют разведенные до внешнего диаметра фрезы губки пассатижей;

- по мере погружения в кость, центрация вращающейся кольцевидной корончатой фрезы обеспечивается уже не губками пассатижей, а краями ложа аутотрансплантата;

- кольцевидно высверлив участок подвздошной кости, извлекают цилиндрический аутотрансплантат из кольцевидной корончатой фрезы, выталкивая его острием шила через щелевидную прорезь сбоку фрезы;

- на донорском участке после высверливания аутотрансплантата остается костный канал, не нарушающий каркасность гребня подвздошной кости;

- полученный цилиндрический аутотрансплантат не нуждается в зачистке от хрящевой ткани, препятствующей приживлению на новом ложе и оставшейся на донорском участке.

Технический результат (преимущества перед прототипом) способа получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости и устройства для его осуществления:

- повышение качества и прецизионная точность взятия аутотрансплантата с исключением растрескивания и выхода линии остеотомии за пределы намеченного;

- сохранение каркасности крыла подвздошной кости;

- сведение к минимуму вероятности механического ослабления аутотрансплантата и донорского участка;

- возможность взятия двух и более аутотрансплантатов без нарушения каркасности и механического ослабления донорского участка;

- более рациональное использование костной ткани с предупреждением разрыхления и сколов по краям аутотрансплантата и его ложа за счет сведения к минимуму разницы внешнего и внутреннего диаметра фрезы и центрации ее разведенными губками пассатижей;

- возможность регулирования соотношения кортикальной и спонгиозной костной ткани направлением высверливания цилиндрического аутотрансплантата: в пользу первой - пристеночная ориентация, а пользу второй - более центральная;

- устранение необходимости зачистки трансплантата от хрящевой ткани, имеющейся на гребне подвздошной кости и препятствующей приживления аутотрансплантата к костному ложу;

- лучшие условия для последующего восстановления анатомической целостности и функции подвздошной кости;

- сокращение продолжительности операции из-за отсутствия необходимости в зачистке аутотрансплантата от хрящевой ткани, а также за счет быстроты высверливания кольцевой корончатой фрезой;

- сокращение продолжительности и снижение травматичности операции;

- уменьшение интраоперационной кровопотери, сокращение сроков заживления послеоперационной раны, снижение интенсивности болевого синдрома и потребности в анальгетиках, низкий процент осложнений и сокращение сроков пребывания пациентов в стационаре, сроков послеоперационной реабилитации и восстановления больных в целом;

- хороший функциональный и косметический эффект.

Таким образом, предлагаемый способ костной пластики и устройство для его осуществления позволяют повысить эффективность лечения больных с дефектами костной ткани, замедленно срастающимися переломами и ложными суставами длинных трубчатых костей.

Группа изобретений относится к медицине. Способ получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости, заключающийся в том, что используют нижеуказанное устройство. Конец фрезы, фиксированной в хвостовике, закрепляют в дрели и на наиболее широкой части гребня подвздошной кости кольцевидно высверливают канал в косо-поперечном направлении снаружи внутрь и сверху вниз. Устройство для получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости представляет собой кольцевую корончатую фрезу, длиной 45-65 мм, диаметром от 12 до 22 мм, с отсутствием центрирующего сверла и с разницей внешнего и внутреннего диаметра, равной 0,5-1 мм. Корончатая фреза выполнена с возможностью фиксирования в хвостовике с наружной резьбой, соответствующей внутренней резьбе корончатой фрезы. Изобретения обеспечивают повышение эффективности и сокращение сроков лечения больных с костными дефектами, замедленно срастающимися переломами и ложными суставами костей конечностей. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости, отличающийся тем, что используют устройство по п. 2, при этом конец фрезы, фиксированной в хвостовике, закрепляют в дрели, на наиболее широкой части гребня подвздошной кости кольцевидно высверливают канал в косо-поперечном направлении снаружи внутрь и сверху вниз.

2. Устройство для получения кортикально-губчатого аутотрансплантата с крыла подвздошной кости, представляющее собой кольцевую корончатую фрезу, длиной 45-65 мм, диаметром от 12 до 22 мм, с отсутствием центрирующего сверла и с разницей внешнего и внутреннего диаметра, равной 0,5-1 мм, корончатая фреза выполнена с возможностью фиксирования в хвостовике с наружной резьбой, соответствующей внутренней резьбе корончатой фрезы.