Устройство для остеосинтеза при перипротезных переломах бедренной кости при сохраненной позиции бедренного компонента эндопротеза коленного сустава Российский патент 2024 года по МПК A61B17/72 A61F2/38 

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной хирургии, травматологии и ортопедии, и может быть использовано для лечения перипротезных переломов бедренной кости при сохраненной позиции бедренного компонента эндопротеза коленного сустава.

В качестве прототипа взяты тезисы А.И. Стоянова «Устройство для остеосинтеза при перипротезных переломах бедренной кости при сохраненной позиции бедренного компонента эндопротеза коленного сустава» Научно-исследовательская работа обучающихся и молодых ученых: материалы 74-й Всероссийской (с международным участием) научной конференции обучающихся и молодых ученых. Устройство для остеосинтеза при перипротезных переломах бедренной кости при сохраненной позиции бедренного компонента эндопротеза коленного сустава состоит из 3 основных компонентов: 1. Интрамедуллярный блокируемый штифт 2. Фиксирующая втулка, которая соединяет штифт и переходник 3. Переходник, соединяющий через втулку штифт и бедренный компонент протеза коленного сустава. Переходник имеет форму параллелепипеда. Разработана следующая техника операции: положение пациента на спине, выполняется переднемедиальный парапателлярный доступ, далее, обнажив коленный сустав выполняется последовательный релиз прилегающих к большеберцовой кости мягких тканей, удаление остеофитов надколенника, плато большеберцовой кости, мыщелков бедренной кости. Затем, с помощью направителей, выпиливаются по форме определенной конфигурации поверхности большеберцовой и бедренной кости для последующей установки элементов эндопротеза коленного сустава, после чего в бедренной кости высверливаются 2 отверстия под антиротационные ножки, а в большеберцовой кости высверливают отверстие под ножку большеберцового компонента. С учетом данной последовательности, предложено 4 дополнительных момента операции, несущие цель установку переходника, предлагаемого нами фиксирующего устройства. Непосредственно перед установкой элементов эндопротеза, нами предлагается установка дополнительного направителя, соответствующего размеру кости и бедренного компонента эндопротеза коленного сустава, с помощью которого с медиальной поверхности мыщелков бедренной кости выпиливается окно прямоугольной формы, соответствующее размерам переходника. Далее убирается направитель, вычищается кость, устанавливается переходник и происходит непосредственная установка элементов эндопротеза, после чего производится послойное ушивание раны. В случае, если у пациента с установленным протезом коленного сустава происходит травма с последующим перипротезным переломом, наступает 2 этап сборки фиксирующего устройства. Поскольку переходник уже был установлен при первичном эндопротезировании коленного сустава, от оператора требуется только установка интрамедуллярного блокируемого штифта и непосредственная фиксация перелома посредством соединения и блокирования всех 3 элементов аппарата. Введение штифта в костномозговой канал. Введение фиксирующей втулки в костномозговой канал. Фиксация аппарата блокирующими винтами. Для этого, пациент укладывается на ортопедический стол, с вытяжением за нижнюю конечность, далее выполняется минимально инвазивный латеральный доступ к большому вертелу бедренной кости, после чего последовательно троакаром пунктируют кортикальную стенку костномозгового канала бедренной кости в проекции fossa piriformis и интрамедуллярным сверлами расширяют костномозговой канал. Далее, с помощью целенаправителя, в костномозговой канал устанавливается штифт нужной длины, после чего через целенаправитель в штифт вставляется втулка. Затем, с помощью отвертки, фиксирующая втулка вкручивается в центральный цилиндр фиксирующего устройства и блокирует антиротационные ножки бедренного компонента, после чего через специальные отверстия через целенаправитель проводятся блокирующие винты, которые одновременно проходят и через тело штифта, и через тело втулки, после чего производится ушивание раны. (Текст: электронный // Научно-исследовательская работа обучающихся и молодых ученых: материалы 74-й Всероссийской (с международным участием) научной конференции обучающихся и молодых ученых: научное электронное издание / М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Федер. гос. бюджет, образоват. учреждение высш. образования Петрозав. гос. ун-т; науч. ред. В.С. Сюнев; отв. за вып. А.А. Малышко. - Петрозаводск, 2022. - С. 510-515

Источник: https://elibrary.karelia.ru/book.shtml?id=58464#t20c).

Первым недостатком данного устройства является форма его переходника, которая создает потенциальный риск вторичных переломов из-за самого переходника, так как прямоугольная форма создает зоны истончения мыщелков бедра в саггитальной плоскости.

Вторым недостатком является использование пружины в качестве основного рабочего элемента конструкции, что нецелесообразно внутри живого организма, так как длительная компрессия либо растяжение пружины приведет к ее деформации, и как следствие - приведет к поломке переходника, в добавок к тому, всегда есть риск взаимодействия биологических жидкостей с внутренними элементами конструкции, что может привести к коррозии и выведению устройства из строя.

Еще одним недостатком можно назвать сложность самого механизма, так как переходник в прототипе работает на принципе антагонизма смещаемых элементов конструкции и пружин, что создало много лишних деталей, а это в свою очередь усложнило производство переходника, а также создало предпосылки для его частых поломок.

Задача доработать устройство для остеосинтеза при перипротезных переломах бедренной кости при сохраненной позиции бедренного компонента эндопротеза коленного сустава с целью снижения рисков развития вторичных переломов, избежания рисков поломки, упрощения и удешевления производства устройства.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является упрощение фиксации перипротезного перелома дистального сегмента бедренной кости, а также устранение возможных рисков и осложнений, связанных с открытым оперативным доступом к области перелома, таким как: травматичность оперативного вмешательства; вероятность инфицирования области оперативного вмешательства с последующим развитием перипротезного инфекционного процесса; нарушение кровоснабжения зоны перелома; эвакуация гематомы в месте с мелкими костными осколками в области перелома, что приводит к увеличению срока формирования костной мозоли необходимость более длительных сроков реабилитации в послеоперационном периоде.

Технический результат достигается тем, что устройство для остеосинтеза при перипротезных переломах бедренной кости при сохраненной позиции бедренного компонента эндопротеза коленного сустава, содержащее переходник, штифт, фиксирующую втулку, согласно заявляемому изобретению, изменена форма переходника на параллелепипед с усеченными продольными ребрами и изменен принцип работы переходника: при вкручивании фиксирующей втулки во внутренний цилиндр переходника происходит радиальное и вертикальное смещение последнего, относительно оси устройства благодаря лестничному механизму, за счет чего лопасти внутреннего цилиндра блокируют антиротационные ножки и устройство приводится в рабочее состояние.

Элементы устройства и ход оперативных манипуляций показан на фигурах (Фиг. 1-Фиг.15), где:

Фиг. 1. Устройство для фиксации перипротезных переломов при установленном коленном эндопротезе, вид спереди:

1. Устройство в собранном виде

2. Устройство в разборе

3. Интрамедуллярный блокируемый штифт

4. Фиксирующая втулка

5. Переходник

Фиг. 2. Устройство для фиксации перипротезных переломов при установленном коленном эндопротезе, вид сбоку:

1. Устройство в собранном виде

2. Устройство в разборе

3. Интрамедуллярный блокируемый штифт

4. Фиксирующая втулка

5. Переходник

Фиг. 3. Устройство переходника:

6. Внутренний цилиндр с резьбой внутри для соединения с фиксирующей втулкой

7. Дно внешнего цилиндра

8. Лестничный механизм

9. Лопасть для блокирования антиротационных ножек

10. Боковой цилиндр для фиксации антиротационных ножек бедренного компонента протеза коленного сустава с прорезями под лопасть

11. Стенки корпуса переходника

12. Внешний цилиндр для удержания внутреннего цилиндра с прорезями под лопасть

13. Отверстие для проведения фиксирующей втулки

Фиг. 4. Устройство фиксирующей втулки:

14. Углубление для отвертки

15. Головка фиксирующей втулки

16. Вращающий вал

17. Верхние отверстия для проведения блокирующих винтов

18. Тело фиксирующей втулки

19. Нижние отверстия для проведения блокирующих винтов

20. Наконечник фиксирующей втулки с резьбой

Фиг. 5. Устройство интрамедуллярного блокируемого штифта:

21. Отверстие для проведения фиксирующей втулки и проводника

22. Пазы для соединения с целенаправителем

23. Верхние отверстия для проведения блокирующих винтов

24. Тело интрамедуллярного блокируемого штифта

25. Нижние отверстия для проведения блокирующих винтов

Фиг. 6. Составные элементы эндопротеза коленного сустава, вид спереди:

26. Бедренный компонент эндопротеза

27. Вкладыш

28. Большеберцовый компонент эндопротеза

Фиг. 7. Составные элементы эндопротеза коленного сустава, вид сбоку:

26. Бедренный компонент эндопротеза

27. Вкладыш

28. Большеберцовый компонент эндопротеза

Фиг. 8. Подготовка бедренной кости к установке эндопротеза:

29. Бедренная кость до обработки

30. Бедренная кость после обработки

31. Бедренная кость

32. Опиленная суставная поверхность бедренной кости

33. Отверстие для установки переходника фиксирующего устройства

Фиг. 9. Итоговая установка бедренного компонента эндопротеза коленного сустава:

29. Бедренная кость до обработки

30. Бедренная кость после обработки

31. Бедренная кость

26. Бедренный компонент эндопротеза

5. Переходник

Фиг. 10. Формирование отверстия для проведения интрамедуллярного штифта с втулкой в костномозговой канал:

29. Бедренная кость до обработки

30. Бедренная кость после обработки

34.Отверстие, выполненное в проекции костномозгового канала

Фиг. 11. Интрамедуллярный стержень, собранный с целенаправителем:

3. Интрамедулярный блокируемый штифт

35. Целенаправитель

36. Отверстие для проведения проводника и втулки

37. Отверстия для проведения блокируемых винтов

Фиг. 12. Введение блокируемого интрамедуллярного штифта в костномозговой канал:

38. Интрамедуллярный штифт в сборке с целенаправителем

31. Бедренная кость

39. Линия перелома

5. Переходник

26. Бедренный компонент эндопротеза

Фиг. 13. Введение фиксирующей втулки в костномозговой канал:

4. Фиксирующая втулка

38. Интрамедуллярный штифт в сборке с целенаправителем

31.Бедренная кость

5. Переходник

26. Бедренный компонент эндопротеза

39. Линия перелома

Фиг. 14. Фиксация аппарата блокирующими винтами:

31. Бедренная кость

38. Интрамедуллярный штифт

39. Линия перелома

26. Бедренный компонент эндопротеза

5. Переходник

40. Блокирующие винты

Фиг. 15. Внешний вид переходника:

5. Переходник.

Заявляемое изобретение, состоящее из переходника фиксирующей втулки и интрамедуллярного штифта (Фиг. 1-2) доработана, изменена форма переходника с параллелепипеда, на параллелепипед с усеченными продольными ребрами (фиг. 15), что позволило уменьшить общий объем конструкции, что в свою очередь позволяет сохранить больший объем костной ткани, а также данная конфигурация исключает потенциальный риск вторичных переломов из-за самого переходника, т.к. прямоугольная форма создает зоны истончения мыщелков бедра в сагиттальной плоскости.

Изменение механизма работы самого переходника обусловлено сложностью механизма, большим количеством деталей, использование в качестве рабочего элемента пружины. Сложность механизма ввиду того, что переходник в прототипе в самой сути своей работал по принципу антагонизма за счет пружин, это породило множество лишних элементов конструкции, которые в зависимости от состояния пружины либо блокируют антиротационные ножки, либо выставляют плиты с резьбой в центральный цилиндр.

В заявляемом изобретении предложен другой принцип работы переходника (Фиг. 3). При вкручивании фиксирующей втулки во внутренний цилиндр переходника происходит радиальное и вертикальное смещение последнего относительно оси устройства благодаря лестничному механизму, за счет чего лопасти внутреннего цилиндра блокируют антиротационные ножки и устройство приводится в рабочее состояние.

А в случае необходимости извлечения из пациента всех элементов конструкции, выполняется выкручивание фиксирующей втулки с одновременным надавливанием на нее отверткой, что приведет к обратному вращению внутреннего цилиндра, прикрепленных к нему лопастей и последующей разблокировке антиротационных ножек. Использование данного принципа работы переходника позволяет упростить конструкцию и сделать ее надежней по сравнению с известными.

Техника операции такая же, как в прототипе, а именно:

Пациент укладывается на тракционный стол, после чего выполняется переднемедиальный парапателлярный доступ, далее, обнажив коленный сустав выполняется последовательный релиз прилегающих к большеберцовой кости мягких тканей, удаление остеофитов надколенника, плато большеберцовой кости, мыщелков бедренной кости. Затем, с помощью направителей, выпиливаются по форме определенной конфигурации поверхности большеберцовой и бедренной кости для последующей установки элементов эндопротеза коленного сустава, после чего в бедренной кости высверливаются 2 отверстия под антиротационные ножки, а в большеберцовой кости высверливают отверстие под ножку большеберцового компонента.

С учетом данной последовательности установки тотального эндопротеза коленного сустава, мы предлагаем 4 дополнительных момента операции, несущие цель установку переходника, предлагаемого нами фиксирующего устройства. Непосредственно перед установкой элементов эндопротеза, нами предлагается установка дополнительного направителя, соответствующего размеру кости и бедренного компонента эндопротеза коленного сустава, с помощью которого с медиальной поверхности мыщелков бедренной кости выпиливается окно прямоугольной формы, соответствующее размерам переходника (Фиг. 8). Далее убирается направитель, вычищается кость, устанавливается переходник и происходит непосредственная установка элементов эндопротеза (Фиг. 9), после чего производится послойное ушивание раны.

В случае если у пациента с установленным протезом коленного сустава происходит травма с последующим перипротезным переломом, наступает 2 этап сборки фиксирующего устройства.

Поскольку переходник уже был установлен при первичном эндопротезировании коленного сустава, от нас требуется только установка интрамедуллярного блокируемого штифта и непосредственная фиксация перелома посредством соединения и блокирования всех 3 элементов аппарата.

Для этого, пациент укладывается на ортопедический стол, с вытяжением бедренной кости за ногу, далее выполняется минимально инвазивный латеральный доступ к большому вертелу бедренной кости, после чего последовательно троакаром пунктируют кортикальную стенку костномозгового канала бедренной кости в проекции fossa piriformis и интрамедуллярным сверлами расширяют костномозговой канал (Фиг. 10). После этого, с помощью целенаправителя (Фиг. 11), в костномозговой канал устанавливается штифт нужной длины (Фиг. 12), после чего через целенаправитель в штифт вставляется втулка (Фиг. 13). Затем, с помощью отвертки, фиксирующая втулка вкручивается в центральный цилиндр фиксирующего устройства и блокирует антиротационные ножки бедренного компонента, после чего через специальные отверстия через целенаправитель проводятся блокирующие винты (Фиг. 14), которые одновременно проходят и через тело штифта, и через тело втулки, после чего производится ушивание раны и проколов для проведения блокирующих винтов.

В случае необходимости извлечения штифта, или лее смены протеза, выполняется повторный доступ к большому вертелу, рассверливание проекционной точки входа в костномозговой канал, установка целенаправителя, выкручивание фиксирующей втулки, предварительно удаляются блокирующие винты, после чего возможно удаление любого элемента как фиксирующего аппарата, так и бедренного компонента эндопротеза коленного сустава.

Таким образом, заявляемое изобретение по сравнению с известным устройством более надежна, безопасна, проще и дешевле в производстве, что достигнуто за счет изменения формы корпуса переходника в устройстве, а также изменения механизма работы переходника данного изобретения.

Изобретение относится к медицине. Устройство для остеосинтеза при перипротезных переломах бедренной кости при сохраненной позиции бедренного компонента эндопротеза коленного сустава содержит переходник, имеющий возможность размещения в прямоугольном окне, выпиленном с медиальной поверхности мыщелков бедренной кости, интрамедуллярный блокируемый штифт, фиксирующую втулку, имеющую возможность размещения в интрамедуллярном штифте. Интрамедуллярный штифт выполнен с отверстием для проведения фиксирующей втулки и проводника, с пазами для соединения с целенаправителем, верхними и нижними отверстиями для проведения блокирующих винтов. Фиксирующая втулка выполнена с углублением для отвертки, головкой, вращающим валом, с верхними и нижними отверстиями для проведения блокирующих винтов и с наконечником с резьбой. Переходник выполнен в виде параллелепипеда с усеченными продольными ребрами, с отверстием для проведения фиксирующей втулки, с внутренним цилиндром с резьбой внутри для вкручивания фиксирующей втулки и прикрепленными к нему лопастями для блокирования антиротационных ножек, с внешним цилиндром для удержания внутреннего цилиндра с прорезями под лопасти, с лестничным механизмом, боковым цилиндром для фиксации антиротационных ножек бедренного компонента протеза коленного сустава с прорезями под лопасти. При вкручивании наконечника с резьбой фиксирующей втулки во внутренний цилиндр, последний имеет возможность радиального и вертикального смещения относительно оси устройства посредством лестничного механизма, при этом лопасти внутреннего цилиндра имеют возможность блокирования антиротационных ножек бедренного компонента эндопротеза коленного сустава. Изобретение обеспечивает упрощение фиксации перипротезного перелома дистального сегмента бедренной кости, а также устранение возможных рисков и осложнений, связанных с открытым оперативным доступом к области перелома, таких как: травматичность оперативного вмешательства; вероятность инфицирования области оперативного вмешательства с последующим развитием перипротезного инфекционного процесса; нарушение кровоснабжения зоны перелома; эвакуация гематомы вместе с мелкими костными осколками в области перелома, что приводит к увеличению срока формирования костной мозоли; необходимость более длительных сроков реабилитации в послеоперационном периоде. 15 ил.

Устройство для остеосинтеза при перипротезных переломах бедренной кости при сохраненной позиции бедренного компонента эндопротеза коленного сустава, содержащее переходник, имеющий возможность размещения в прямоугольном окне, выпиленном с медиальной поверхности мыщелков бедренной кости, интрамедуллярный блокируемый штифт, фиксирующую втулку, имеющую возможность размещения в интрамедуллярном штифте, отличающееся тем, что интрамедуллярный штифт выполнен с отверстием для проведения фиксирующей втулки и проводника, с пазами для соединения с целенаправителем, верхними и нижними отверстиями для проведения блокирующих винтов, фиксирующая втулка выполнена с углублением для отвертки, головкой, вращающим валом, с верхними и нижними отверстиями для проведения блокирующих винтов и с наконечником с резьбой, переходник выполнен в виде параллелепипеда с усеченными продольными ребрами, с отверстием для проведения фиксирующей втулки, с внутренним цилиндром с резьбой внутри для вкручивания фиксирующей втулки и прикрепленными к нему лопастями для блокирования антиротационных ножек, с внешним цилиндром для удержания внутреннего цилиндра с прорезями под лопасти, с лестничным механизмом, боковым цилиндром для фиксации антиротационных ножек бедренного компонента протеза коленного сустава с прорезями под лопасти, причем при вкручивании наконечника с резьбой фиксирующей втулки во внутренний цилиндр последний имеет возможность радиального и вертикального смещения относительно оси устройства посредством лестничного механизма, при этом лопасти внутреннего цилиндра имеют возможность блокирования антиротационных ножек бедренного компонента эндопротеза коленного сустава.