Устройство для остеосинтеза

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая полезная модель относится к области медицины и ветеринарии, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначена для использования при восстановлении поврежденных костей конечностей человека и животных.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны устройства для остеосинтеза, включающие пластины, используемые в травматологии и ортопедии для оперативного лечения переломов и деформаций костей [Мюллер М.Е., Альговер М., Шнайдер Р., Виллингер Х. - Руководство по внутреннему остеосинтезу. Springer-Verlag, AdMorginem, М. 1996.]. Они предназначены для фиксации костей, так называемого накостного остеосинтеза, который осуществляют следующим образом. При лечении перелома кости, открытым (через разрез мягких тканей и доступ к перелому) или закрытым (под контролем рентгеноскопии) способом выполняют устранение смещения костных фрагментов, т.н. репозицию. Костные фрагменты удерживают в положении репозиции мануально или временно зафиксировав их при помощи специальных костных щипцов, зажимов, дистракторов или соединяют их временно при помощи спиц. Затем через разрез мягких тканей осуществляют накостную установку пластины и ее фиксацию к кости при помощи винтов, которые проводят через отверстия в пластине выше и ниже перелома. При проведении винтов сначала при помощи сверла соответствующего диаметра и направителя, напротив отверстия пластины формируют канал. Затем используют метчик для формирования резьбы под винт соответствующего размера, после чего отверткой заводят винт. Накостный остеосинтез при лечении деформаций отличается от аналогичного при лечении переломов только тем, что выполняется остеотомия (хирургическое пересечение кости) и коррекция деформации (выведение костных фрагментов в правильное положение).
На настоящее время в ортопедической практике используется множество накостных пластин, различающихся по форме, размерам в зависимости от предназначения, локализации перелома или деформации. Стандартная пластина, выбранная в качестве аналога, имеет следующие недостатки:
- низкая стабильность остеосинтеза при лечении всех видов переломов, за исключением простых;
- высокие риски переломов металлоконструкции и миграции винтов;
- высокие риски вторичных деформаций;
- высокие риски несрастания (формирования ложного сустава);
Принципиально, наиболее современные пластины отличаются наличием так называемой угловой стабильности. Именно пластина с угловой стабильностью или Less Contact Plate (LCP) [Paul Dan Sirbu, Tudor Petreus, Razvan Asaftei, Grigore Berea and Paul Botez (2011). Minimally Invasive Plate Osteosynthesis (MIPO) in Long Bone Fractures - Biomechanics - Design - Clinical Results, Biomechanics in Applications, Dr Vaclav Klika (Ed.), ISBN: 978-953-307-969-1, InTech, доступно по ссылке: http://www.intechopen.com/books/biomechanics-in-applications/minimally-invasive-plate-osteosynthesis-mipoin-long-bone-fractures-biomechanics-design-clinical-res], представленная на фиг. 1, поз.1 выбрана за наиболее близкий аналог - прототип.Термин угловая стабильность означает следующее. В пластине отверстия имеют внутреннюю резьбу, а головки винтов фиг. 1 поз.2 имеют соответствующую наружную резьбу. При заведении винта происходит блокирование его головки в пластине, что усиливает стабильность фиксации костных фрагментов.
Недостатки остеосинтеза пластиной с угловой стабильностью:
- за счет одностороннего расположения пластины относительно кости, стабильность фиксации одной пластиной недостаточна для лечения многофрагментарных внутрисуставных переломов, при которых отсутствует контакт костных фрагментов как со стороны установки пластины, так и с противоположной стороны;
- недостаточная стабильность при остеосинтезе диафизарных переломов длинных костей нижних конечностей (бедренной, большеберцовой), что является причиной частых переломов металлоконструкции, формирования деформаций и ложных суставов.
Эти существенные технические недостатки усложняют процесс лечения, делая его высоко травматичным, являются причиной увеличения рисков несрастания перелома (формирования ложного сустава), перелома и миграции металлоконструкции с формированием деформации.
Задачей настоящего технического решения является создание устройства для остеосинтеза, обеспечивающего повышение стабильности фиксации костных фрагментов.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ
Техническим результатом в заявляемом устройстве для остеосинтеза является увеличение стабильности фиксации костных фрагментов за счет усовершенствованного механизма крепления пластины.
Технический результат в устройстве для остеосинтеза, содержащем пластину со множеством монтажных отверстий и костные винты, достигается тем, что дополнительно введен по меньшей мере один клиновидный элемент и по меньшей мере одна стяжка,
клиновидный элемент одним концом связан с пластиной, а на противоположном конце имеет по меньшей мере один фиксатор клиновидного элемента;
стяжка включает в себя головку на одном конце, выполненную с возможностью установки в по меньшей мере одно дополнительное отверстие, выполненное в пластине, и фиксатор стяжки на противоположном;
клиновидный элемент и стяжка выполнены с возможностью взаимной блокировки посредством разъемного соединения, образованного фиксатором стяжки и фиксатором клиновидного элемента.
Возможные уточняющие признаки заявляемого технического решения:
- пластина и клиновидный элемент выполнены в качестве единого элемента и представляют собой клинковую пластину;
- фиксатор клиновидного элемента представляет собой захват с отверстием, а фиксатор стяжки представляет собой штырь, выполненный с возможностью блокировки в упомянутом отверстии фиксатора клиновидного элемента;
- фиксатор стяжки представляет собой захват с отверстием, а фиксатор клиновидного элемента представляет собой штырь, выполненный с возможностью блокировки в упомянутом отверстии фиксатора стяжки;
- пластина и клиновидный элемент выполнены с возможностью разъемного соединения;
- пластина включает по меньшей мере одно отверстие для установки клиновидного элемента;
- клиновидный элемент выполнен в виде стержня с головкой на одном конце и фиксатором клиновидного элемента на противоположном, причем головка выполнена с возможностью разъемного соединения с отверстием для установки клиновидного элемента;
- отверстие для установки клиновидного элемента содержит сферическую вставку, которая, в свою очередь, имеет сквозной паз и внутреннее резьбовое отверстие, причем головка клиновидного элемента выполнена с возможностью блокировки в сферической вставке соответствующего отверстия для установки клиновидного элемента посредством резьбового соединения с упомянутым внутренним резьбовым отверстием;
- клиновидный элемент выполнен в виде клина по существу прямоугольного сечения с головкой на одном конце и фиксатором клиновидного элемента на противоположном, причем головка выполнена с возможностью разъемного соединения с отверстием для установки клиновидного элемента;
- дополнительное монтажное отверстие содержит сферическую вставку, которая, в свою очередь, имеет сквозной паз и внутреннее резьбовое отверстие, причем головка стяжки выполнена с возможностью блокировки в сферической вставке соответствующего дополнительного монтажного отверстия посредством резьбового соединения с упомянутым внутренним резьбовым отверстием;
- стяжка выполнена разъемной в средней части и включает в себя винт стяжки и втулку стяжки;
- фиксатор стяжки, расположенный на конце стяжки, шарнирно соединен с втулкой стяжки;
- разъемное соединение клиновидного элемента и стяжки выполнено в виде резьбового соединения, причем фиксатор клиновидного элемента выполнен в виде захвата с отверстием и имеет внутреннюю резьбу, а фиксатор стяжки выполнен в виде штыря, на котором выполнена соответствующая наружная резьба;
- разъемное соединение клиновидного элемента и стяжки выполнено в виде резьбового соединения, причем фиксатор клиновидного элемента выполнен в виде штыря, на котором выполнена наружная резьба, а фиксатор стяжки выполнен в виде захвата с отверстием и имеет соответствующую внутреннюю резьбу;
- стяжка содержит костную резьбу;
- клиновидный элемент содержит костную резьбу.
В контексте настоящего описания под термином «клиновидный элемент» понимается элемент, обеспечивающий возможность взаимной блокировки со стяжкой посредством разъемного соединения. Сам по себе «клиновидный элемент» может иметь клинкообразную форму, например в случае использования клинковой пластины со съемным клинком или выполненным как единое целое, либо иную форму, например, по существу форму стержня. Как будет понятно специалисту термин «клиновидный элемент» не является ограничивающим, а служит лишь для обеспечения понимания отличия данного элемента от других элементов конструкции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показан внешний вид известной конструкции для остеосинтеза и костных винтов:
1 - пластина для остеосинтеза согласно известному уровню техники;
2 - костные винты, согласно известному уровню техники;
На фиг. 2 показано заявляемое устройство для остеосинтеза, где:
3 - пластина;
4 - клиновидный элемент;
5 - стяжка;
На фиг. 3 показано заявляемое устройство для остеосинтеза, где:
6 - головка стяжки;
7 - головка клиновидного элемента;
8 - дополнительное монтажное отверстие для головки стяжки;
9 - дополнительное монтажное отверстие для головки клиновидного элемента;
10 - фиксатор клиновидного элемента;
11 - фиксатор стяжки;
12 - отверстие фиксатора стяжки;
13 - средняя часть стяжки;
14 - средняя часть клиновидного элемента;
На фиг. 4 показан вариант соединения клиновидного элемента и стяжки с помощью резьбового соединения, где:
15 - наружная резьба;
16 - внутренняя резьба;
На фиг. 5 показан вариант стяжки с изменяемым углом соединения, где:
17 - стержень стяжки;
18 - втулка стяжки;
19 - поворотный захват;
20 - наконечник стержня стяжки;
На фиг. 6 показан вариант соединения втулки с захватом, где:
21 - паз;
22 - выступ;
23 - ось шарнирного соединения;
24 - поперечное отверстие;
25 - отверстие под ось шарнирного соединения
На фиг. 7 показан вариант соединения стержня стяжки с втулкой стяжки, где:
26 - наружная резьба;
27 - внутренняя резьба;
На фиг. 8 показан вариант соединения стяжки с пластиной, где:
28 - малая сферическая вставка;
29 - резьбовое отверстие стяжки;
На фиг. 9 показан вариант соединения клиновидного элемента с пластиной, где:
30 - сферическая вставка;
31 - резьбовое отверстие для клиновидного элемента;
На фиг. 10 показан вариант стержня с костной резьбой:
32 - костная резьба;
На фиг. 11 показан сквозной паз на сферических вставках:
33 - сквозной паз.
На фиг. 12 показан вариант соединения клиновидного элемента и стяжки, где
34 - штырь;
35 - захват с отверстием;
На фиг. 13 показан вариант соединения стяжки с клинковой пластиной, где:
36 - клинковая пластина.
На фиг. 14 показаны варианты поперечного сечения клиновидного элемента, где:
37 - прямоугольное;
38 - Н-образное;
39 - L-образное;
40 - П-образное;
41 - овальное;
42 - четырехлопастное;
43 - трехлопастное;
44 - плоское;
45 - треугольное;
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ
Предлагаемая конструкция для остеосинтеза может быть использована для хирургического лечения переломов и деформаций костей человека.
Конструкция состоит из пластины 3, винтов 2, как минимум одного клиновидного элемента 4 и соответствующей ему стяжки 5. Клиновидный элемент 4 одним концом связан с пластиной 3, и содержит головку 7, а на противоположном конце имеет по меньшей мере один фиксатор клиновидного элемента 10, а также среднюю часть 14.
Пластина 3 и клиновидный элемент 4 могут быть выполнены с возможностью разъемного соединения, как показано на фиг. 2-5
Пластина 3 и клиновидный элемент 4 могут быть выполнены в качестве единого элемента и представлять собой клинковую пластину 36, как показано на фиг. 13.
Клиновидный элемент может иметь в поперечной плоскости круглое сечение как показано на фиг 2-5, либо: прямоугольное 37, Н-образное 38, L-образное 39, П-образное 40, овальное 41, четырехлопастное 42, трехлопастное 43, плоское 44, треугольное 45, как показано на фиг. 14.
Стяжка представлена головкой 6, средней частью 13 и фиксатором стяжки 11. Фиксатор стяжки 11 имеет отверстие 12. Пластина имеет дополнительные монтажные отверстия: отверстие 8 под головку 6 стяжки 5 и отверстие 9 под головку 7 клиновидного элемента 4. Клиновидный элемент 4 и стяжка 5 выполнены с возможностью взаимной блокировки посредством разъемного соединения, образованного фиксатором стяжки 11 и фиксатором клиновидного элемента 10 Например, за счет того, что фиксатор стяжки 11 представляет собой захват с отверстием, в котором выполнена внутренняя резьба 16, а фиксатор клиновидного элемента 10 представляет собой штырь, на котором имеется соответствующая наружная резьба 15. Причем штырь фиксатора клиновидного элемента 10 выполнен с возможностью блокировки в упомянутом отверстии фиксатора стяжки 11.
Альтернативно, фиксатор клиновидного элемента 10 может представлять собой захват с отверстием 35, а фиксатор стяжки 11 может представлять собой штырь 34, выполненный с возможностью блокировки в упомянутом отверстии фиксатора клиновидного элемента 10, как показано на фиг. 12.
На фиг. 5 представлен вариант исполнения стяжки 5 с изменяемым углом соединения. В таком варианте стяжка может быть выполнена разъемной в средней части и включает в себя винт стяжки 17 с наконечником 23, имеющим наружную резьбу 26, который посредством резьбового соединения связан с втулкой стяжки 18.
Захват 19, расположенный на конце стяжки 5, шарнирно соединен с втулкой стяжки 18, имеющей внутреннюю резьбу 27 на своем протяжении. На другом конце втулка стяжки 18 содержит паз 21, содержащий поперечное отверстие 24. Захват 19 может иметь выступ 22, отверстие под ось 25 и быть поворотным за счет соединения с втулкой посредством оси 23 с образованием шарнирного соединения.
Блокирование головки 6 стяжки 5 в соответствующем дополнительном монтажном отверстии пластины 3 представлено на фиг. 8 может быть осуществлено за счет малой сферической вставки 28, имеющей резьбовое отверстие стяжки 29. Блокирование головки 7 клиновидного элемента соответствующем дополнительном монтажном отверстии пластины представлено на фиг. 9 может быть осуществлено за счет сферической вставки 30, имеющей резьбовое отверстие стержня 31. Сферические вставки имеют сквозной паз 33.
Средняя часть и наконечник клиновидного элемента могут иметь костную резьбу 32. Аналогичным образом, и стяжка 5 может иметь костную резьбу.
Клиновидный элемент 4 может быть выполнен в виде клина по существу прямоугольного сечения с головкой на одном конце и фиксатором клиновидного элемента на противоположном, причем головка выполнена с возможностью разъемного соединения с отверстием для установки клиновидного элемента, выполненном в пластине 3.
Альтернативно клиновидный элемент может иметь по существу иное сечение, например, овальной, треугольной, L- образной, Н-образной, П-образной формы, и т.д. при этом, как будет понятно специалисту, отверстие для установки клиновидного элемента 4 в пластине 3 должно иметь соответствующую форму.
Клиновидный элемент 4 может быть выполнен разъемным аналогично варианту осуществления стяжки 5, описанному выше.
Функциональное назначение устройства для остеосинтеза согласно настоящей полезной модели описано ниже. При лечении перелома кости, открытым (через разрез мягких тканей и доступ к перелому) или закрытым (под контролем рентгеноскопии) способом выполняют устранение смещения костных фрагментов, т.н. репозицию. Костные фрагменты удерживают в положении репозиции мануально или временно зафиксировав их при помощи специальных костных щипцов, зажимов, дистракторов или соединяют их временно при помощи спиц. Затем через один или несколько разрезов мягких тканей осуществляют накостную установку пластины. Через стандартные монтажные отверстия, по направителям, в кости при помощи сверла соответствующего размера формируют каналы, затем используют метчик, после чего при помощи отвертки заводят костные винты 2 выше и ниже перелома (минимум по 1 винту), которые фиксируют пластину к кости. Длина винтов должна быть такой, чтобы конец винта выступал за пределы дальнего кортикального слоя на 1-2 мм. Затем, по направителю, как вариант, или под контролем рентгеноскопии, через отверстие в малой сферической вставке 28, предварительно установленной в дополнительное монтажное отверстие головки стяжки 8 пластины сверлом соответствующего диаметра, формируют канал в кости. В сформированный канал при помощи отвертки заводят стяжку 5. После этого, через отверстие в сферической вставке 30, предварительно установленной в дополнительное монтажное отверстие головки стержня 9 пластины сверлом соответствующего диаметра, формируют канал в кости. При этом необходимо проведение сверла не только через кость, но и через отверстие фиксатора стяжки 12. Данную манипуляцию выполняют при помощи направителей или под контролем рентгеноскопии. В сформированный канал при помощи отвертки заводят стержень 4. Корректность установки клиновидного элемента 4 контролируют при помощи рентгеноскопии. При правильной установке наконечник стержня 10 должен визуализироваться в отверстии фиксатора стяжки 12. Затем блокируют клиновидный элемент 4 в пластине 3, затягивая отверткой соединение головки клиновидного элемента 7 посредством сферической вставки 30 в дополнительном монтажном отверстии головки стержня 9. После чего блокируют стяжку 5 в пластине 3, затягивая отверткой соединение головки стяжки 6 посредством малой сферической вставки 28 в дополнительном монтажном отверстии головки стяжки 8. При необходимости, в предлагаемой конструкции может быть использовано две и более пар стяжка-клиновидный элемент. Обязательным при остеосинтезе является использование минимум одной пары стяжка-клиновидный элемент. После установки стяжки и клиновидного элемента устройство укрепляется проведением дополнительных костных винтов 2 в соответствующие монтажные отверстия пластины 3. При этом количество стандартных винтов не должно быть меньше шести: три устанавливают выше перелома, три - ниже.
Остеосинтез предлагаемой конструкцией при лечении деформаций отличается от аналогичного при лечении переломов только тем, что выполняется остеотомия и коррекция деформации. При этом, как будет понятно специалисту, в заявляемом устройстве существенно повышается стабильность фиксации костных фрагментов.