Устройство для оптимизации монтажа аппаратов внешней фиксации Российский патент 2024 года по МПК A61B17/88 A61B17/58 

Во всем мире отмечается не только увеличение частоты и тяжести переломов костей скелета, но и изменение структуры травматизма в сторону роста политравм, смертность от которых лидирует среди лиц наиболее активного и работоспособного контингента населения. Это обуславливает не только медицинскую, но и социальную значимость их лечения. Особенностью оказания медицинской помощи пострадавшим с высокоэнергетическими переломами костей в составе политравм в остром периоде является необходимость сочетания правила «Золотого часа» и концепции «Domage control». Следовательно, основными требованиями к первичной стабилизации костных отломков при политравме являются: минимальные инвазивность и продолжительность хирургического вмешательства.

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

Критика аналогов

АВФ отличаются своей атравматичностью, что согласуется с концепцией «Domage control», однако стержневые АВФ недостаточно управляемы, а спице-стержневые не оптимальны для первичного остеосинтеза из-за существенной трудоемкости и временных затрат при их применении.

Прототип

В качестве устройства-прототипа нами выбран внеочаговый остеосинтез методом Илизарова (Каплунов О.А. Чрескостный остеосинтез по Илизарову в травматологии и ортопедии. - М., ГЕОТАР, 2002, 304 с), который относится к оптимальным методам лечения наиболее сложных высокоэнергетических переломов из-за сочетания стабильной фиксации зоны перелома с бережным отношением к источникам остеогенеза. Кроме того, управляемость костными отломками в течение всего срока ношения аппарата Илизарова позволяет совместить период консолидации перелома костей с анатомо-функциональной реабилитацией больных.

Критика прототипа

Однако, при своей атравматичности и управляемости, внеочаговый остеосинтез аппаратом Илизарова не всегда оптимален для первичного остеосинтеза в остром периоде, особенно в составе политравмы. Обусловлено это длительностью и трудоемкостью монтажа аппарата Илизарова. В частности, при завинчивании гаек и резьбовый муфт на резьбовые штанги, стержни Шанца, болты, спицефиксаторы и кронштейны с болтовым хвостовиком, имеются следующие недостатки, затягивающие время операции:

- диаметр гаек и резьбовых муфт составляет от 10 до 11,5 мм (диаметр между плоскостями их граней - 10 мм, а через вершины углов граней - 11,5 мм), что нельзя назвать удобным для удержания и вращения их в сомкнутых пальцах хирурга;

- напряжение кисти хирурга может сопровождаться быстрой утомляемостью, снижением «мышечного чутья» и, соответственно, качества остеосинтеза;

- помимо нередкого выпадения гаек из пальцев хирурга, такое неудобное удержание гайки при завинчивании ее на внешнюю резьбу сопровождается частыми нутационными искажениями и отсутствием строгой перпендикулярности гайки в отношении оси резьбовой штанги, стержня Шанца, болта, спицефиксатора и кронштейна с болтовым хвостовиком;

- при этом на первых витках завинчивания гаек и резьбовых муфт часто происходит несоответствие их внутренней резьбы внешней резьбе резьбовой штанги, стержня Шанца, болта, спицефиксатора и кронштейна с болтовым хвостовиком, и они либо застопориваются (заклиниваются), либо путем дальнейшего насильственного завинчивания с помощью применения рожкового или торцового гаечного ключа - деформируют начальные витки резьбы и если все же «находят» конгруэнтную им резьбу, то ценою деформации ее первых витков;

- деформация как внутренней резьбы гаек и резьбовых муфт, так и внешней резьбы резьбовых штанг, стержней Шанца, болтов, спицефиксаторов и кронштейнов с болтовым хвостовиком, сопровождается нарушением их дальнейшего применения и необходимостью замены;

- увеличение продолжительности монтажа АВФ и затягивание оперативного вмешательства.

Цель изобретения - повышение эффективности лечения больных с высокоэнергетическими переломами костей, нуждающихся во внеочаговом остеосинтезе аппаратами внешней фиксации.

Сущность изобретения

Предлагается устройство для оптимизации монтажа АВФ, а именно завинчивания гаек или резьбовых муфт на резьбовые штанги, стержни Шанца, болты, спицефиксаторы и кронштейны с болтовым хвостовиком, представляющее собой насадку, отличающееся тем, что оно изготовлено из резиновой части поршня 20-миллиметрового одноразового шприца (фиг. 1, а, б), углубление в середине которой (фиг. 1, в) в точности соответствует внешнему диаметру гайки (фиг. 1, г) и резьбовой муфты (фиг. 2, г), служит для них оптимальным удерживателем (фиг. 2, в, г), эргономично манипулируемым с возможностью придания им устойчивого перпендикулярного положения к оси штанги (фиг. 3, в), стержня, болта, спицефиксатора или кронштейна, обеспечивающим прецизионность и правильность вращения гайки и резьбовой муфты первым же движением пальцев хирурга и позволяющим легко и быстро навинчивать их на первые витки резьбы (фиг. 3, г). Данное устройство в количестве 3-5 штук должно находиться на столе операционной сестры, и каждую из гаек (фиг. 2, в) или гораздо реже применяемых резьбовых муфт (фиг. 2, г) перед тем, как использовать для завинчивания на резьбовые штанги, стержни Шанца, болты, спицефиксаторы и кронштейны с болтовым хвостовиком, медсестра легко устанавливает в углубление устройства (фиг.3,а,б) и подает хирургу или ассистенту (можно все 3-5 имеющихся устройств заранее «зарядить» гайками и, по мере освобождения их от гаек, вновь вставлять в них следующие гайки или резьбовые муфты). Эргономичность захвата устройства с установленной в нем гайкой или резьбовой муфтой обусловлена тем, что, во-первых, диаметр гайки или резьбовой муфты при этом двукратно увеличен - не 11,5 мм, как у гайки и резьбовой муфты, а 20 мм, - и, во-вторых, оно не из металла, а из резины, то есть гайка в нем более устойчива для удержания с исключением выскальзывания ее из пальцев руки хирурга. Кроме того, соотношение ширины и высоты гайки и данного устройства - не 11,5 мм к 4 мм, а 20 мм к 5 мм, тогда как увеличение разницы между шириной и высотой гайки (с 2,8/1 до 4/1) увеличивает ее устойчивость и управляемость в пальцах хирурга при завинчивании ее на резьбовые штанги, стержни Шанца, болты, спицефиксаторы и кронштейны с болтовым хвостовиком. Помимо того, что во время завинчивания гайки или резьбовой муфты ничуть не искажается их перпендикулярность в отношение оси внешней резьбы (фиг. 3, в), а значит на первых же витках происходит полное соответствие внутренней и внешней резьбы (фиг. 3, г) с исключением их взаимного заклинивания, увеличивается и сама скорость завинчивания. Когда при завинчивании конец резьбовой штанги, стержня Шанца, болта, спицефиксатора или кронштейна с болтовым хвостовиком погружается в гайку более 4 мм, соответствующих толщине гайки, он начинает упираться в дно углубления в середине устройства и с каждым последующим витком гайка на 1 мм больше выступает за поверхность устройства - вплоть до потери контакта с ним. Хирург дальше довинчивает гайку вне устройства, а освобожденное от гайки устройство (фиг. 2, б) кладет на операционный стол или передает операционной сестре, которая «заряжает» его новой гайкой (фиг. 2, в) для следующего применения. Вся эта манипуляция занимает несколько секунд.

Данное устройство легко изготавливают из разобранных 20-миллиметровых одноразовых шприцев, в том числе использованных. Оно многоразовое, и не теряет своих свойств от длительного применения. Стерилизуют его химически - в антисептическом растворе, - автоклавировать нельзя, поскольку резина, из которой оно изготовлено, неустойчива к высоким температурам.

Пример применения устройства

Больная М., 1983 г. р., доставлена машиной скорой помощи в Республиканский центр травматологии и ортопедии (РЦТО) в г. Махачкале 02.04.2023 г. спустя полчаса после бытовой травмы с диагнозом: Открытый оскольчатый перелом обеих костей правой голени на границе средней и нижней трети сегмента со смещением отломков (AO/ASIF 42-В2, GA-I). Ушиб правой половины грудной клетки. Травматический шок I степени. Травму пациентка получила дома при падении со стремянки с высоты около 1,5 м. При поступлении больная в сознании, гемодинамика стабильная (АД - 120/80, пульс 90 уд в 1 минуту), кожные покровы бледно-розовые, сухие. Налажена инфузионная терапия и после предоперационной подготовки под спиномозговой анестезией выполнена операция: первичная хирургическая обработка раны по передне-внутренней поверхности правой голени и первичный внеочаговый остеосинтез костей голени аппаратом Илизарова. Внеочаговый остеосинтез оскольчатого перелома костей правой голени аппаратом Илизарова выполнен следующим образом. В положении пациентки на спине с подставкой под правой голенью осуществлен монтаж аппарата Илизарова из четырех 150-миллиметровых колец. Через верхний метафиз большеберцовой кости в перпендикулярной оси голени плоскости проведена пара взаимно перекрещивающихся спиц Киршнера, диаметром 1,5 мм и углом перекреста 60-70 градусов. Спицы натянуты и фиксированы в кольце, соединенном резьбовыми штангами с другим 150-миллиметровым кольцом (верхним парафрактурным, находящимся на 3-4 см выше зоны перелома), которое соосно соединено в свою очередь с третьим (нижним парафрактурным, на 2-3 см ниже уровня перелома) и четвертым (нижним параартикулярным) кольцом. В плоскости четвертого кольца на уровне дистального метафиза костей голени, на 2 см выше уровня голеностопного сустава проведена пара спиц с углом перекреста около 60 градусов, одна из которых проведена через обе кости, а вторая через большеберцовую кость. Спицы натянуты и фиксированы в кольце, и дана равномерная дистракция по резьбовым штангам между «холостыми» средними кольцами. Через средние кольца проведены репонирующие спицы с упорной площадкой с устранением остаточного смещения костных отломков, после рентгенологического подтверждения чего через парафрактурные кольца проведено и фиксировано в натяжении еще по одной спице Киршнера. Гайки на резьбовых штангах, соединяющие кольца аппарата, затянуты. Система аппарата Илизарова стабильна, остеосинтез состоятелен. В процессе компоновки аппарата Илизарова были применены устройства для оптимизации монтажа АВФ, а именно - навинчивания гаек или резьбовых муфт на резьбовые штанги, стержни Шанца, болты, спицефиксаторы и кронштейны с болтовым хвостовиком, представляющее собой насадку из резиновой части поршня 20-миллиметрового одноразового шприца, углубление в которой в точности соответствовало внешнему диаметру гайки и резьбовой муфты. Данное устройство в количестве 5 штук находилось на операционном столе, а операционная сестра устанавливала в углубление каждого из них по одной гайке и подавала хирургу или ассистенту, а по мере освобождения устройств от гаек, «заряжала» их новыми. Устройство служило оптимальным удерживателем для гаек с возможностью придания им устойчивого перпендикулярного положения к оси штанги, стержня, болта, спицефиксатора или кронштейна, обеспечивающим прецизионную точность и правильность вращения гайки первым же движением пальцев хирурга и позволяющим легко и быстро навинчивать их на первые витки резьбы. Эргономичность захвата устройства с вставленной в него гайкой или резьбовой муфтой была обусловлена двукратным увеличением диаметра необходимого захвата (с 11,5 мм до 20 мм) и тем, что устройство было из резины, а не из металла, а также увеличением соотношения ширины и высоты гайки и данного устройства (не 11,5 мм к 4 мм, а 20 мм к 5 мм), тогда как данное увеличение разницы между шириной и высотой гайки (с 2,8/1 до 4/1) ведет к приросту ее устойчивости и управляемости в пальцах хирурга при завинчивании ее на внешнюю резьбу. Помимо того, что во время завинчивания гайки или резьбовой муфты сохранялась без малейших искажений их перпендикулярность в отношение оси внешней резьбы, а значит на первых же витках происходило полное соответствие внутренней и внешней резьбы с исключением их взаимного заклинивания, увеличивалась и сама скорость завинчивания. Когда в процессе завинчивания конец резьбовой штанги, болта и спицефиксатора погружался в гайку более 4 мм, соответствующих толщине гайки, он упирался в дно углубления в середине устройства и с каждым последующим витком гайка на 1 мм больше выступала за поверхность устройства - вплоть до потери контакта с ним. Хирург довинчивал гайку вне устройства, а освобожденное от гайки устройство клал на операционный стол или передавал сестре, вставляющей в устройство новую гайку. Ушитая после первичной хирургической обработки рана и спицы перевязаны марлевыми салфетками с антисептиком. Вся операция заняла 45 минут. На контрольных рентгенограммах верифицировали удовлетворительное положение костных отломков. Острый период травматической болезни протекал гладко, без системного и локального воспаления. Рана на голени зажила первично. Сдвиги гомеостаза были полностью нивелированы. Пациентка была выписана 10.04.2023 г. на амбулаторное лечение в аппарате Илизарова с подробными рекомендациями. Результат лечения расценен как хороший.

Признаки изобретения, отличительные от прототипа

Конструктивными особенностями (отличительными признаками от прототипа) устройства для оптимизации монтажа АВФ, являются следующие:

- устройство легко изготавливают из разобранных 20-миллиметровых одноразовых шприцев (фиг. 1, а, б);

- устройство изготавливают из резиновой части поршня 20-миллиметрового одноразового шприца (фиг. 1, б), углубление в середине которой (фиг. 1, в) в точности соответствует внешнему диаметру гайки (фиг. 1, г) и резьбовой муфты (фиг. 2, г);

- устройство состоит из резины;

- устройство служит для гайки (фиг. 2, а) и резьбовой муфты (фиг. 2, г) оптимальным удерживателем (фиг. 2, в, г), эргономично манипулируемым с возможностью придания им (фиг. 3, а, б) устойчивого перпендикулярного положения к оси штанги (фиг. 3, в), стержня, болта, спицефиксатора или кронштейна;

- устройство обеспечивает прецизионность и правильность вращения гайки и резьбовой муфты первым же движением пальцев хирурга;

- устройство в количестве 3-5 штук находится на столе операционной сестры (фиг. 2, б, в, г);

- медсестра легко устанавливает гайку (фиг. 2, в) или резьбовую муфту фиг. 2, г) в углубление устройства и удобно располагает на операционном столе или подает хирургу или ассистенту;

- для экономии времени можно все 3-5 имеющихся устройств заранее «заряжать» гайками и, по мере их освобождения, устанавливать новые гайки или резьбовые муфты;

- диаметр устройства в сравнении с гайкой и резьбовой муфтой двукратно увеличен -не 11,5 мм, как у гайки (фиг. 2, а) и резьбовой муфты, а 20 мм (фиг. 2, в, );

- соотношение ширины и высоты данного устройства - не 11,5 мм к 4 мм, как у гайки (фиг. 2, а), а 20 мм к 5 мм (фиг. 2, в), что увеличивает разницу между шириной и высотой гайки с 2,8/1 до 4/1;

- когда при завинчивании гайки, вставленной в устройство (фиг. 3, г), конец резьбовой штанги, стержня Шанца, болта, спицефиксатора или кронштейна с болтовым хвостовиком погружается в гайку более 4 мм, соответствующих толщине гайки, он начинает упираться в дно углубления в середине устройства и с каждым последующим витком гайка на 1 мм больше выступает за поверхность устройства - вплоть до потери контакта с ним. При этом хирург довинчивает гайку вне устройства, а освобожденное от гайки устройство кладет на операционный стол (фиг. 2, б) или передает операционной сестре, которая «заряжает» его новой гайкой (фиг. 2, в) для следующего применения;

- устройство многоразовое, и не теряет своих свойств от длительного применения;

- устройство стерилизуют химически - в антисептическом растворе. Технический результат (преимущества перед прототипом) устройства для оптимизации монтажа АВФ, являются:

- экономичность и быстрота изготовления устройства из резиновой части поршня разобранных 20-миллиметровых одноразовых шприцев (фиг. 1, б), в том числе использованных;

- эргономичный захват устройства с установленной в нем гайкой или резьбовой муфтой и исключением напряжения кисти хирурга с более физиологическим положением его пальцев при удерживании и завинчивании гайки или резьбовой муфты;

- сведение к минимуму выпадения гайки из рук хирурга с существенно большей устойчивостью удержания - как из-за диаметра (20 мм, а не 11,5 мм), так из-за материала (резина, а не металл) устройства;

- правильное направление завинчивания с более устойчивым как удержанием, так и поворотом гайки (фиг. 3, в, г) - без нутационных отклонений от перпендикуляра в отношении к оси резьбовой штанги, стержня Шанца, болта, спицефиксатора и кронштейна с болтовым хвостовиком;

- более высокий КПД, снижение трудоемкости, выигрыш в качестве и во времени внеочагового остеосинтеза, обусловленный легкостью и быстротой завинчивания гайки или резьбовой муфты;

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

- возможность стерилизации устройства в антисептическом растворе;

- исключение деформации как внутренней, так и наружной резьбы гаек, резьбовых муфт, резьбовых штанг, стержней Шанца, болтов, спицефиксаторов и кронштейнов с болтовым хвостовиком и, соответственно, больший их ресурс и длительность применения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить качество выполнения внеочагового остеосинтеза с применением аппаратов внешней фиксации и создать оптимальные условия для повышения эффективности лечения пациентов, у которых они применяются.

Информация, принятая во внимание:

1) Девятов А.А. Чрескостный остеосинтез. - Кишинев, - 1990. - 316 с.

2) Голяховский В., Френкель В. Руководство по чрескостному остеосинтезу методом Илизарова. - С. - Пб., - 1999. - 270 с.

3) Травматология и ортопедия: Руководство для врачей / Под ред. Н.В. Корнилова: в 4 томах. - Т. 1: Общие вопросы травматологии и ортопедии. - СПб.: Гиппократ, 2006. - 624 с.

4) Травматология: Национальное руководство / Под ред. Г.П. Котельникова, С.П. Миронова - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2022. - 784 с. (Серия «Национальные руководства») DOI: 10.33029/9704-6636-0-INJ-2022-1-784.

5) Анкин Л.Н., Анкин Н.Л. Практическая травматология. Европейские стандарты диагностики и лечения - М.: Книга-плюс, 2002. - 480 с.

6) Каплунов О.А. Чрескостный остеосинтез по Илизарову в травматологии и ортопедии. - М., ГЕОТАР, 2002. - устройство-прототип.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для монтажа аппаратов внешней фиксации. Устройство для монтажа аппаратов внешней фиксации представляет собой насадку от резиновой части поршня 20-миллиметрового одноразового шприца, в которой резиновая часть поршня имеет углубление в середине, соответствующее внешнему диаметру гайки и резьбовой муфты для удержания гайки и резьбовой муфты. Устройство выполнено с возможностью монтажа на резьбовые штанги, стержни Шанца, болты, спицефиксаторы и кронштейны с болтовым хвостовиком и с возможностью придания перпендикулярного положения гайке и резьбовой муфте к оси резьбовой штанги, стержня Шанца, болта, спицефиксатора и кронштейна с болтовым хвостовиком. Техническим результатом является повышение качества выполнения внеочагового остеосинтеза с применением аппаратов внешней фиксации и создание оптимальных условий для повышения эффективности лечения пациентов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для монтажа аппаратов внешней фиксации, представляющее собой насадку от резиновой части поршня 20-миллиметрового одноразового шприца, в которой резиновая часть поршня имеет углубление в середине, соответствующее внешнему диаметру гайки и резьбовой муфты для удержания гайки и резьбовой муфты, при этом выполненное с возможностью монтажа на резьбовые штанги, стержни Шанца, болты, спицефиксаторы и кронштейны с болтовым хвостовиком и с возможностью придания перпендикулярного положения гайке и резьбовой муфте к оси резьбовой штанги, стержня Шанца, болта, спицефиксатора и кронштейна с болтовым хвостовиком.

2. Устройство для монтажа аппаратов внешней фиксации по п. 1, в котором монтаж выполнен путем завинчивания гаек или резьбовых муфт.