Устройство для механического чрескостного проведения стержней Шанца Российский патент 2024 года по МПК A61B17/88 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, применяемым в травматологии и ортопедии.

Актуальность

Особенностью оказания медицинской помощи пострадавшим с переломами длинных костей конечностей в составе политравм в остром периоде является необходимость сочетания правила «золотого часа» (с проведением срочных противошоковых мер) и концепции «Domage control» (этапность медицинской помощи с минимально травматичными неотложными хирургическими вмешательствами в первые сутки после травмы и предупреждением так называемого «второго удара», нарушающего и без того неустойчивое общее состояние пациента). Чем тяжелее травма и состояние больного, тем проще и атравматичнее должны быть средства первичной стабилизации зоны перелома, а окончательный остеосинтез должен быть отсрочен. Следовательно, основными требованиями к первичной фиксации костных отломков являются: минимальные инвазивность и продолжительность вмешательства.

Аналоги

Методом выбора для стабилизации высокоэнергетических переломов костей скелета в остром периоде политравмы является внеочаговый остеосинтез аппаратами внешней фиксации (АВФ), главным преимуществом которого, наряду со стабильной фиксацией костных отломков, является атравматичность. По виду применяемых чрескостных элементов различают спицевые, стержневые и спице-стержневые АВФ.

Критика аналогов

Спицевые (в частности, аппарат Илизарова) и спице-стержневые АВФ отличаются своей атравматичностью, что согласуется с концепцией «Domage control)). Однако существенные трудоемкость и временные затраты при их применении не согласуются с правилом «золотого часа» и делают их не оптимальными для первичного остеосинтеза, особенно в условиях политравмы.

Прототип

В качестве устройства-прототипа нами выбран стержневой АВФ (Анкин Л.Н., Анкин Н.Л. Практическая травматология. Европейские стандарты диагностики и лечения - М.: Книга-плюс, 2002. - 480 с. - С.-71-75), являющийся оптимальным в условиях острого периода политравмы, поскольку сочетает минимальную инвазию и непродолжительность хирургического вмешательства. В дальнейшем, после купирования сдвигов гомеостаза организма пострадавшего, АВФ, как правило, конвертируют в окончательный остеосинтез, например, интрамедуллярный остеосинтез блокируемыми стержнями.

АВФ монтируют в виде четырех рамных конструкций, каждая из которых имеет свои особенности: односторонняя (унилатеральная) одноплоскостная, односторонняя двухплоскостная, двухсторонняя (билатеральная) одноплоскостная, двухсторонняя двухплоскостная внешняя рама аппарата. Одностороннюю одноплоскостную раму применяют особенно часто, поскольку она проще, быстрее монтируется и более эффективна для нейтрализации угловых и ротационных смещающих моментов при высокоэнергетических переломах у пострадавших с политравмой, а также значительно облегчает уход за тяжелыми больными в бессознательном состоянии (например, при тяжелых ЧМТ в составе политравмы).

Репозицию перелома производят на операционном столе мануально или скелетным вытяжением. При переломах костей голени на 3 см выше линии голеностопного сустава по передне-медиальной поверхности голени перпендикулярно болынеберцовой кости производят разрез-укол. С помощью защитной втулки 3,5-мм сверлом рассверливают отверстия через оба кортикальных слоя. Некоторые авторы рекомендуют в ближнем кортикальном слое расширить отверстие 4,5-мм сверлом. В сформированное отверстие бикортикально вводят стержень Шанца. Выполняют его чрескостное введение мануально при помощи специального ключа-воротка или, чаще всего, крестообразно закрепленной на базовом конце стержня Шанца плашки из набора аппарата Илизарова. Обычно 82-миллиметровую плашку закрепляют на стержне Шанца законтрогаиванием - то есть встречным вращением надетых на него двух гаек, между которыми и зажимают плашку. После мануальной репозиции костных отломков на 3 см ниже линии коленного сустава тоже по передне-медиальной поверхности голени перпендикулярно болыпеберцовой кости производят разрез-укол, вводят троакар до кости, извлекают из него стилет и через защитную втулку рассверливают отверстие 3,5-мм сверлом, иногда расширяя в ближнем кортикальном слое отверстие 4,5-мм сверлом. Затем через оба кортикальных слоя кости вводят второй стержень Шанца, на котором в качестве ручки также используют 82-миллиметровую плашку, закрепленную на базовом конце стержня законтрогаиванием двух гаек. После бикортикального чрескостного введения стержня Шанца, плашку с него снимают, расслабив и открутив гайки. Оба стержня Шанца закрепляют на одной штанге. Для большей жесткости фиксации аналогично проводят парафрактурные стержни Шанца на расстоянии около 3 см от зоны перелома. Для лучшей репозиции костных отломков в трех измерениях нередко применяют модульную раму, техника выполнения которой заключается в том, что в каждый из двух основных костных фрагментов вводят по два стержня Шанца (параартикулярных и парафрактурных), которые крепят на двух штангах и соединяют между собой с помощью промежуточной штанги. Репозицию костных отломков производят под рентген-контролем после ослабления узлов фиксации, соединяющих промежуточную штангу с двумя основными. Если АВФ выбран как окончательный остеосинтез, то модульную раму лучше заменить на 1-2 сплошные штанги. В случае использования АВФ как предварительный метод фиксации, после стабилизации общего состояния пациента в плановом порядке выполняют окончательный интрамедуллярный или накостный остеосинтез.

Критика прототипа

Однако, наряду с атравматичностью применения стержневого АВФ, способ мануального чрескостного проведения стержней Шанца при его монтаже имеет следующие недостатки:

- необходимость в специальном ключе-воротке для мануального чрескостного проведения стержня Шанца или гораздо чаще практикуемое применение в качестве крестообразной ручки плашки из набора аппарата Илизарова, которую закрепляют на стержне Шанца законтрогаиванием, т.е. встречным вращением двух гаек, надетых на базовый конец стержня Шанца с обеих сторон от плашки. После проведения стержня Шанца выполняют обратное вращение гаек (расконтрогаивание) и плашку снимают;

- необходимость достаточно трудоемких усилий двумя рожковыми гаечными ключами как при блокировании (законтрогаивании), так и при разблокировании (расконтрогаива-нии) стержня Шанца в плашке;

- существенное увеличение продолжительности оперативного вмешательства, обусловленное трудоемкостью установки и закрепления на стержне Шанца плашки из набора аппарата Илизарова каждый раз при установке каждого из стержней встречным вращением двух гаек, поскольку законтрогаивание должно быть достаточно жестким, чтобы стержень Шанца не прокручивался в отверстии плашки при его мануальном чрескостном проведении, особенно при проведении через второй кортикальный слой кости, когда сопротивление вкручиванию двукратно возрастает;

- нередкие деформация и даже срыв резьбы на базовом конце стержня Шанца или на встречно завинчиваемых гайках из-за необходимости жесткого законтрогаивания во избежание прокручивания стержня Шанца в отверстии плашки при его мануальном чрескостном проведении, особенно при проведении через второй кортикальный слой кости. Помимо трудоемкости и временных затрат, это ускоряет износ стержней Шанца, изготовленных из специальных прочных, инертных и легких титановых сплавов;

- необходимость приложения достаточно ощутимого мануального давления по оси стержня Шанца в процессе вкручивания его в кость по рассверленному каналу, - особенно вначале чрескостного введения стержня через первую кортикальную пластинку кости, когда резьба в костном канале еще не сформирована резьбой стержня Шанца - обусловливает снижение прецизионной точности удерживания правильного направления вкручиваемого в кость стержня. Это, во-первых, затрудняет проведение стержня Шанца, во-вторых, может стать причиной отклонения его в сторону от просверленного канала с упором его острия во вторую кортикальную пластинку кости мимо рассверленного в ней канала, и, в-третьих, нередко вызывает краевое повреждение кости вокруг просверленного отверстия первой кортикальной пластинки, снижая прочность контакта «металл-кость» между ней и резьбовой частью стержня Шанца и стабильность фиксации как стержня Шанца, так и всей системы АВФ.

Цель изобретения - повышение эффективности лечения пациентов с высокоэнергетическими переломами длинных трубчатых костей конечностей в остром периоде политравмы, нуждающихся в монтаже стержневого АВФ.

Сущность изобретения

Предлагается устройство (фиг.1) для механического чрескостного проведения стержней Шанца (поз.1), представляющее собой насадку, отличающееся тем, что оно изготовлено из резьбового стержня (поз.2), высокой гайки (поз.3) и гаек (поз.4) из набора аппарата Илизарова и служит передаточным звеном (фиг.2,а) между стержнем Шанца (поз.1), базовый конец которого закрепляют в устройстве вкручиванием в высокую гайку (поз.3) и встречным вращением (законтрогаиванием) гайки (поз.4) и высокой гайки (поз.3), и (фиг.2,б) электродрелью, в патроне которой (поз.5) закрепляют свободный конец его резьбового стержня (поз.2) и работой которой выполняют механическое введение стержня Шанца (поз.1) в кость при установке АВФ, а также обратное выведение его из кости реверсивным вращением патрона дрели (поз.5) при демонтаже АВФ.

Применяют данное устройство следующим образом. При поступлении пострадавшего с политравмой, в составе которой имеется диафизарный перелом длинных костей конечностей, например, бедренной кости, после мануальной репозиции перелома по латеральной поверхности бедра на 3-4 см выше наружного мыщелка бедренной кости остроконечным скальпелем перпендикулярно бедренной кости производят насечку кожи до 1 см. В этот короткий разрез вводят троакар с упором в кость, извлекают из него стилет и через защитную втулку 3,5-миллиметровым сверлом рассверливают оба кортикальных слоя бедренной кости. Затем в патроне дрели фиксируют заранее собранное устройство для механического введения стержня Шанца - насадку из деталей набора аппарата Илизарова, состоящую из 65-миллиметрового резьбового стержня (поз.2), высокой гайки (поз.3) и двух гаек (поз.4), и в которой установлен базовый конец стержня Шанца (поз.1), закрепленный в насадке вкручиванием его в высокую гайку (поз.3) и встречным вращением (законтрогаиванием) гайки (поз.4) и высокой гайки (поз.3). После механического бикортикального проведения стержня Шанца (поз.1), данное устройство отсоединяют от патрона дрели (поз.5), а стержень Шанца (поз.1) отсоединяют от данного устройства расконтрогаиванием (обратным вращением) высокой гайки (поз.3) и гайки (поз.4) на стержне Шанца (поз.1) и вывинчиванием из высокой гайки (поз.3). Затем также по наружной поверхности бедра, на 5-6 см ниже основания большого вертела вводят второй стержень Шанца (поз.1) последовательно чередуя в патроне дрели (поз.5) 3,5-миллиметровое сверло и устройство для механического чрескостного проведения стержней Шанца с установленным в нем стержнем Шанца. Аналогично установленным параартикулярным стержням механически бикортикально проводят и устанавливают и два парафрактурных стержня Шанца, располагая их на 3-5 см по обе стороны от линии перелома. Все четыре бикортикально проведенных стержня Шанца (поз.1) соединяют общей внешней рамой. Перелом при этом стабилизирован, а затраты времени минимальны.

Следует отметить, что устройство для механического чрескостного проведения стержней Шанца (фиг.1) находится в заранее собранном виде с прочно законтрогаенными высокой гайкой (поз.3) и гайкой (поз.4) на резьбовом стержне (поз.2). Кроме соображений экономии интраоперационного времени, это продиктовано тем, что свободный конец резьбового стержня (поз.2) каждый раз закрепляют в патроне дрели (поз.5), и он больше не предназначен для завинчивания на него гаек (поз.4) или высокой гайки (поз.3) в связи с тем, что крепеж конца резьбового стержня (поз.2) в патроне дрели (поз.5) обычно деформирует его резьбу, делая ее малопригодной для свободного завинчивания гаек или высокой гайки. Этим же обстоятельством обусловлена недопустимость механического чрескостного проведения стержней Шанца напрямую без насадки, с зажимом их базового конца в патроне дрели.

Пример применения устройства

В качестве примера применения предлагаемого устройства приводим следующее наблюдение.

Больной М., 34 лет, экстренно доставлен в Республиканский центр травматологии и ортопедии (РЦТО) в г. Махачкале с места ДТП попутным транспортом 04.03.2023 г. с диагнозом: Сочетанная травма. Ушиб головного мозга I степени. Перелом II-III-IV-V-VI ребер справа; разрыв правого легкого; гемопневмоторакс. Тупая травма живота. Закрытый осколь-чатый перелом правой ключицы. Диафизарный перелом обеих костей обеих голеней: справа - открытый оскольчатый перелом на уровне средней трети голени (42-ВЗ, GA-I) и слева -закрытый косой перелом на границе средней и нижней трети голени (42-В2) со смещением отломков. Травматический шок II-III степени.

На фоне интенсивной инфузионно-трансфузионной терапии под эндотрахеальным наркозом выполнена операция: Торакоцентез по Бюлау справа с дренированием правой половины грудной клетки. Лапароцентез брюшной полости (крови не получено). Первичный остеосинтез обеих болыпеберцовых костей двумя стержневыми унилатеральными одно-плоскостными АВФ. Операция монтажа АВФ выполнена последовательно на обеих голенях следующим образом.

После обработки кожных покровов обеих нижних конечностей растворами антисептиков и обкладывания их стерильным бельем, на левой голени мануально устранили видимое смещение перелома. Затем на 3 см выше линии голеностопного сустава по передне-медиальной поверхности голени перпендикулярно болыпеберцовой кости произвели разрез кожи, длинной 0,7-0,8 см, в который ввели троакар с упором в кость, извлекли стилет и с помощью защитной втулки перпендикулярно болыпеберцовой кости 3,5-мм сверлом просверлили в ней отверстие через оба кортикальных слоя. В сформированный костный канал бикортикально ввели стержень Шанца при помощи устройства для механического чрескостного проведения стержней, представляющего собой насадку, изготовленную из 65-миллиметрового резьбового стержня, высокой гайки и гаек из набора аппарата Илизарова. Данное устройство было собрано заранее - с прочно законтрогаенными высокой гайкой и гайкой на резьбовом стержне, - что было продиктовано, кроме соображений экономии времени во время операции, тем, что при проведении каждого из стержней Шанца свободный конец резьбового стержня каждый раз закреплялся в патроне дрели и был больше не предназначен для завинчивания на него гаек или высокой гайки, т.к. крепеж конца резьбового стержня в патроне дрели нередко деформирует его резьбу, делая ее непригодной для завинчивания. Данное устройство послужило передаточным звеном между стержнем Шанца, базовый конец которого был закреплен в устройстве вкручиванием в высокую гайку и законтрогаиванием гайки и высокой гайки, и электродрелью (шуруповертом), в патроне которой закрепили свободный конец резьбового стержня устройства. Острием стержня Шанца, введенным в рану-насечку, нащупали отверстие в первом кортикальном слое болыпеберцовой кости и, придав правильное направление стержню Шанца, соответствующее чрескостно просверленному каналу, с легким давлением по оси стержня с насадкой нажали на курок дрели, работающей на малых оборотах. При этом было выполнено механическое проведение стержня Шанца через оба кортикальных слоя большеберцовой кости с выходом кончика стержня за поверхность второй кортикальной пластинки кости на 0,3-0,5 см, о чем судили не только по глубине погружения стержня в рану и в кость, но и по удвоению сопротивления вкручиванию при прохождении стержня Шанца через вторую кортикальную пластинку. После бикортикального механического проведения стержня Шанца, отсоединили устройство-насадку от дрели, расслабив зажим ее патрона, и от введенного в кость стержня Шанца расконтрогаиванием (обратным вращением) высокой гайки и гайки на стержне Шанца и вывинчиванием стержня из высокой гайки. Аналогично первому были введены второй параарти-кулярный стержень (на 3-4 см ниже линии коленного сустава) и оба парафрактурных стержня Шанца (на 3-5 см по обе стороны от линии перелома), последовательно чередуя в патроне дрели 3,5-мм сверло и устройство для механического чрескостного проведения стержней Шанца с установленным в нем очередным стержнем. Все четыре бикортикально проведенных стержня Шанца соединили унилатеральной одноплоскостной рамой - одной общей штангой.

На правой голени также выполнили аналогичный остеосинтез унилатеральным одно-плоскостным АВФ. Переломы с обеих сторон были стабилизированы, а затраты времени в общем составили около 30 минут.

В дальнейшем, после купирования сдвигов гомеостаза и стабилизации общего состояния пациента 10.03.2023 г. была выполнена операция: Накостный остеосинтез правой ключицы пластиной с угловой стабильностью; демонтаж АВФ на левой голени и интрамедуллярный остеосинтез левой большеберцовой кости блокируемым стержнем.

16.03.2023 г. выполнена аналогичная операция на правой голени, где также АВФ конвертировали в интрамедуллярный остеосинтез большеберцовой кости. Послеоперационный период протекал без осложнений, раны зажили первично. Пациент выписан на амбулаторное лечение 21.03.2023 г. Результат лечения расценен нами как хороший.

Признаки изобретения, отличительные от прототипа

Конструктивными особенностями (отличительными признаками от прототипа) устройства для механического чрескостного проведения стержней Шанца являются следующие (фиг.1 и 2):

- устройство состоит из деталей стандартного набора аппарата Илизарова, а именно: резьбового стержня (поз.2), высокой гайки (поз.3) и гаек (поз.4) из набора аппарата Илизарова;

- устройство представляет собой насадку для закрепления в нем стержней Шанца (поз.1);

- устройство служит передаточным звеном между стержнем Шанца (поз.1), базовый конец которого закрепляют в устройстве вкручиванием в высокую гайку (поз.3) и встречным вращением гайки (поз.4) и высокой гайки (поз.3), и электродрелью, в патроне которой (поз.5) закреплен свободный конец его резьбового стержня (поз.2);

- устройство обеспечивает механическое введение стержня Шанца (поз.1) в кость работой дрели, а также обратное выведение его из кости реверсивным вращением патрона дрели (поз.5);

- устройство находится в заранее собранном виде с прочно законтрогаенными высокой гайкой (поз.3) и гайкой (поз.4) на резьбовом стержне (поз.2), что, кроме соображений экономии интраоперационного времени, продиктовано тем, что свободный конец резьбового стержня (поз.2) каждый раз закрепляют в патроне дрели (поз.5), и он больше не предназначен для завинчивания на нем гаек (поз.4) или высокой гайки (поз.3) в связи с тем, что крепеж конца резьбового стержня (поз.2) в патроне дрели (поз.5) обычно деформирует его резьбу, делая ее непригодной для завинчивания.

Технический результат (преимущества перед прототипом) устройства для механического чрескостного проведения стержней Шанца являются следующие:

- экономичность, быстрота и простота изготовления устройства, детали для которого из набора аппарата Илизарова, как правило, имеются в любом ортопедическом и травматологическом отделении;

- устройство обеспечивает простое, быстрое и надежное соединение со стержнем Шанца и с патроном дрели, и их разъединение, что существенно сокращает время применения устройства и продолжительность всего хирургического вмешательства;

- компактность устройства, комфортность, высокий КПД, эргономичность и существенное снижение трудоемкости как монтажа, так и демонтажа АВФ, обусловленное быстротой и легкостью крепления стержней Шанца в устройстве и механической работой дрели;

- сравнительно большая дозированность необходимого давления по оси стержня Шанца, необходимого для ввинчивания его в кость;

- прецизионная точность введения стержня Шанца в сформированный для него канал за счет уменьшения люфта при его чрескостном проведении, обусловленная равномерными оборотами вращающегося патрона дрели, что, во-первых, облегчает начальное введение в первую кортикальную пластинку кости, во-вторых, сводит к минимуму риск отклонения заданного направления проведения стержня Шанца и, в-третьих, увеличивает соответствие профиля резьбы стержня Шанца и формируемой резьбы костного канала с более плотным контактом на границе «металл-кость» и приростом стабильности внутрикостной фиксации стержней Шанца и всей системы АВФ;

- соответствие применения устройства сочетанию правила «золотого часа» (с необходимостью срочных противошоковых мер) и концепции «Domage controb (с атравматично-стью монтажа АВФ);

- многоразовость устройства, не теряющего своих эксплуатационных свойств от длительного применения;

- экономичность и увеличение сроков эксплуатации стержней Шанца, обусловленные тем, что не только резьба, но и торцовая поверхность базового конца стержня Шанца, установленного в устройстве, противостоит необходимому при введении упору в кость, что делает это давление более рациональным и лучше сохраняет резьбу стержня Шанца от деформаций и быстрого износа.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить качество и скорость применения стержневых АВФ и создать оптимальные условия для повышения эффективности лечения пациентов, которым оно применяется, особенно в условиях политравмы.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству для механического чрескостного проведения стержней Шанца. Устройство для механического чрескостного проведения стержней Шанца выполнено в виде насадки, содержит резьбовой стержень, высокую гайку и две гайки из набора аппарата Илизарова. Высокая гайка законтрена на одном конце резьбового стержня при помощи одной гайки из набора аппарата Илизарова и предназначена для вкручивания в нее конца стержня Шанца с последующей его фиксацией посредством встречного вращения другой гайки из набора аппарата Илизарова и высокой гайки. Свободный конец резьбового стержня предназначен для его фиксации в патроне электродрели. Использование изобретения позволяет обеспечить простое, быстрое и надежное соединение со стержнем Шанца и с патроном дрели и их разъединение, что существенно сокращает время применения устройства и продолжительность всего хирургического вмешательства. 2 ил.

Устройство для механического чрескостного проведения стержней Шанца, выполненное в виде насадки, отличающееся тем, что содержит резьбовой стержень, высокую гайку и две гайки из набора аппарата Илизарова, причем высокая гайка законтрена на одном конце резьбового стержня при помощи одной гайки из набора аппарата Илизарова и предназначена для вкручивания в нее конца стержня Шанца с последующей его фиксацией посредством встречного вращения другой гайки из набора аппарата Илизарова и высокой гайки, а свободный конец резьбового стержня предназначен для его фиксации в патроне электродрели.