УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВОЛНОВОД-ШУРУП ДЛЯ АППАРАТА ИЛИЗАРОВА
ULTRASONIC WAVEGUIDE-SCREW FOR ILIZAROV APPARATUS

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано в комплексе хирургического лечения открытых переломов длинных трубчатых костей методом внеочагового чрескостного остеосинтеза.
Известны стержни-шурупы для травматологии и ортопедии [RU 14826 U1, МПК7 А61В 17/00, Стержень-шуруп / А.Т. Худяев, В.В. Пивень, Ю.А. Муштаева; заявитель и пантентообладатель Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова. - №2000102176/20; заявл. 26.01.2000; опубл. 10.09.2000 - 2 с.: ил.; Патент RU 2480176 U1, МПК А61В 17/56, Способ коррекции формы голени с использованием чрескостного остеосинтеза и стержень-шуруп для его выполнения / Л.Н. Соломин, П.Н. Кулеш, А.И. Утехин; заявитель и пантентообладатель РНИИТО им. P.P. Вредена. - №2011143170/14; заявл. 25.10.2011; опубл. 27.04.2013 - 5 с.: 23 ил.], которые предназначены для репонирования и стабилизации костных отломков в аппарате внешней фиксации (аппарат Илизарова). Стержни-шурупы выполнены в соответствии с предназначением. Основной их недостаток - стержни-шурупы служат для непосредственного воздействия на кость через операционную рану без возможности многократного ультразвукового воздействия в процессе лечения.
Также известен волновод-шуруп для аппарата Илизарова - шуруп [SU 1466730 А1, 23.03.1987, поз. 1,37, кол. 2 стр. 15-27, фиг. 14-15], взятый в качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому. Он представляет собой стержень, включающий рабочую часть, цилиндрический резьбовой участок и резьбовой участок для фиксации с акустическим узлом.
Описанный прототип близок по технической сущности, но не обеспечивает возможности задания рабочей части волновода, необходимой для эффективного воздействия амплитуды колебаний при непосредственном пролонгированном ультразвуковом воздействии на кость.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности лечебного ультразвукового воздействия на кость на всем протяжении лечения перелома.
Указанный технический результат достигается тем, что ультразвуковой волновод-шуруп для аппарата Илизарова, выполненный в виде стержня, включающего рабочую часть, цилиндрический резьбовой участок и резьбовой участок для фиксации с акустическим узлом, дополнен экспоненциальным участком, отношение входного и выходного диаметров которого составляет от 2 до 5, а длина - от 0,25 до 0,5λ, где λ - длина волны, резьбовой участок для фиксации с акустическим узлом выполнен длиной 8-10 мм с резьбой от М5 до М8, при этом общая длина экспоненциального и цилиндрического резьбового участка составляет 3/4λ, а длина рабочей части - 1/4λ. Предлагаемый ультразвуковой волновод-шуруп для аппарата Илизарова (см. фиг. 1) состоит из цилиндрического резьбоформирующего участка - рабочей части 1, цилиндрического резьбового участка 2, экспоненциального участка 3, длина и диаметры которого меняются, соответственно, от 0,25 до 0,5λ и от 2 до 5 в соотношении Dвх/Dвых, в зависимости от необходимого коэффициента усиления, а также резьбового участка 4 для фиксации с акустическим узлом.
Устройство используют следующим образом (см. фиг. 2). Осуществляется остеосинтез длинной трубчатой кости 6 спице-стержневым или стержневым аппаратом по общепринятой методике [Соломин, Л.Н. Основы чрескостного остеосинтеза аппаратом Г.А. Илизарова / Л.Н. Соломин; Издательство: ЭЛБИ-СПб, 2005 - 521 с.]. В дистальный конец проксимального отломка и проксимальный конец дистального отломка на расстоянии 20-50 мм от места перелома вместо стандартных стержней-шурупов устанавливается один предлагаемый ультразвуковой волновод-шуруп, другой стандартный диафизарный стержень-шуруп. Фиксируются они в кольцах аппарата внешней фиксации по традиционной методике. Резьбовой участок 4 ультразвукового волновода-шурупа используется для фиксации его с рабочим торцом акустического узла ультразвукового генератора. Ультразвуковое воздействие на кость осуществляется через рабочую часть 1 ультразвукового волновода-шурупа. На момент озвучивания кости гайки 7, фиксирующие стержень-волновод на кронштейне 5, раскручиваются, но стержень-волновод из кронштейна не удаляется, что позволяет ему выполнять репонирующую и фиксирующую функцию в аппарате внешней фиксации, не нарушая стабильности фиксации перелома.
Волноводы с переходным экспоненциальным участком являются одними из наиболее эффективных для использования в различном технологическом оборудовании. Наличие экспоненциального участка позволяет при относительно небольших изменениях входного и выходного диаметров получать необходимые значения коэффициента усиления амплитуды N=Dвх./Dвых. Относительное небольшое изменение диаметров также позволяет регулировать концентрацию напряжений и обеспечивать более благоприятные условия для распространения колебаний в волноводе-шурупе, повышать его прочностные свойства и способность трансформировать нагрузку без существенного изменения резонансного режима в колебательной системе.
Таким образом, предлагаемое изобретение ультразвукового волновода-шурупа для аппарата Илизарова позволяет сократить сроки консолидации перелома и снизить частоту осложнений, связанных с нарушением регенерации костной ткани и инфекцией.