УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДЛИНЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ

Заявляемое устройство относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при лечении заболеваний и повреждений опорно-двигательного аппарата, связанных с необходимостью удлинения длинных трубчатых костей.
Современный уровень мировой ортопедии в этой области характеризуется использованием преимущественно внешних
дистракционных аппаратов, с помощью которых осуществляется как дистракция фрагментов удлиняемой кости, так и их фиксация после завершения дистракции.
В качестве прототипа выбрано устройство для удлинения трубчатых костей (Пат. UA 71104, МПК A61B 17/16. Устройство для фиксации костных фрагментов / Драган В.В., Джамаль Абделькарим Мухаммед. - Заявл. 21.05.2003. - Опубл. 15.11.2004, бюл. №11), имеющее два корпуса, соединенных телескопически: полый внешний корпус и шток, которые фиксируются к фрагментам кости, причем шток имеет два стопора, а внешний корпус - дистракционные и ретенционные отверстия, и после достижения необходимого удлинения с помощью внешнего аппарата, последний демонтируется, и сохранение достигнутой дистракции осуществляется за счет замыкания пары: стопор - ретенционное отверстие.
Признаками, совпадающими с существенными признаками прототипа, е: телескопическое соединение внешнего корпуса и штока, причем шток имеет стопоры, а внешний корпус - дистракционные и ретенционные отверстия.
Признаками, препятствующими достижению ожидаемого технического результата, являются: выполнение полностью трубчатым внешнего корпуса устройства снижает прочность конструкции, а наличие всего двух стопоров, расположенных в одной плоскости, ограничивает величину возможной нагрузки на конструкцию в период ретенции (удерживания после окончания дистракции), невозможность проведения рентгенологического контроля в процессе дистракции в момент замыкания пары «стопор-ретенционное отверстие» по причине отсутствия маркерных элементов конструкции, например, отверстий во внутреннем корпусе, видимых на рентгенограммах.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования прототипа путем изменения его конструкции, что позволит повысить эффективность лечения, предупредить осложнения сократить сроки лечения, создать благоприятные условия для ранних статических, динамических нагрузок и реабилитационных мероприятий, улучшить качество жизни больного в процессе лечения.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для удлинения трубчатых костей, содержащем полый внешний корпус и размещенный внутри него выдвижной шток, соединенных телескопически, причем шток имеет стопорный узел, а внешний корпус имеет дистракционные и ретенционные отверстия, согласно полезной модели, стопорный узел выполнен в виде съемного элемента, который состоит из четырех элементов с фиксацией в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, внешний корпус в верхней части выполнен сплошным и имеет одно отверстие для блокирующего винта, в корпусе штока выполнены маркерные отверстия, а стопор для удаления конструкции представляет собой микровинт, введенный через технологическое отверстие и выступающий за край подвижного штока, причем микровинт жестко упирается в шпонку.
Между совокупностью существенных признаков способа, который заявляется и ожидаемым техническим результатом, существует следующая причинно-следственная связь: выполнение стопорного узла с фиксацией в двух взаимно перпендикулярных плоскостях позволяет добиться повышенной устойчивости к осевым нагрузкам, выполнение внешнего корпуса сплошным в его верхней части и с одним отверстием для блокирующего винта повышает конструктивную прочность устройства; выполнение маркерных отверстий в корпусе внутреннего подвижного штока позволяет проводить рентгенологический контроль за процессом дистракции в случае изготовления устройства из рентгенонегативных металлов (например, нержавеющая сталь), выполнение стопора для одномоментного удаления обоих корпусов из кости в виде микровинта, введенного через технологическое отверстие и жестко упирающегося в шпонку, и выступающего за край подвижного штока, позволяет удалить из кости конструкцию в сборе.
Создание прочной конструкции, то есть выполнение технической задачи, обеспечивает автоматическую стабильную внутрикостную взаимную фиксацию костных фрагментов после окончания контролируемой дистракции и достижения заданного удлинения кости. Существенно, чтобы фиксация была однонаправленной, поскольку только в этом случае она не будет ограничивать расхождение фрагментов кости при ее дистракции и будет препятствовать их самопроизвольному схождению после снятия внешнего аппарата.
Заявляемая конструкция данного устройства позволяет отказаться от дальнейшего использования внешнего дистракционного аппарата и последующего хирургического вмешательства, поскольку это устройство в процессе дистракции постоянно «контролирует» возрастающее расхождение костных фрагментов и по достижении заданной величины удлинения кости автоматически производит стабильную фиксацию фрагментов, надежно предотвращая все виды смещения и смятия дистракционного регенерата.
Заявляемое устройство представлено в виде закрепляемой на костных фрагментах телескопической конструкции и предназначено для удлинения трубчатых костей. Конструкция устройства содержит корпус и размещенный внутри него шток, и снабжена механизмом автоматической стабильной (то есть полной, устойчивой, жесткой) однонаправленной фиксации, выполненным в виде сочетания подпружиненных выступов и взаимодействующих с ними в процессе движения штока уступов.
Особое значение имеет встроенный в телескопическую конструкцию «шток-корпус» механизм фиксации, выполненный на основе стопорного узла однонаправленной фиксации «выступ-уступ» в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. В силу конструктивных особенностей и формы выполнения элементов узла фиксации выступ, пройдя уступ в процессе дистракции, в обратном направлении, удерживаемый этим уступом, сдвинуться не может, предупреждая костные фрагменты от взаимного сближения и смещения, а «несозревший» дистракционный регенерат от деформации и смятия. Так, после завершения дистракции, осуществляется внутрикостная автоматическая стабильная фиксация костных фрагментов без дальнейшего использования (для целей фиксации) внешнего дистракционного аппарата и повторного хирургического вмешательства.
В корпусе устройства, вдоль линии перемещения выступов, образованы промежуточные уступы с заданным шагом, что позволяет осуществлять непредвиденную фиксацию костных фрагментов при недостигнутой величине удлинения.
Заявляемое устройство проиллюстрировано следующим графическим материалом. На фиг. 1 представлен общий вид устройства в сборе, где: 1 - корпус, 2 - выдвижной шток, 3 - пружинящий элемент в форме четырехконечный вилки, 4 - микровинт, фиксирующий пружинящий элемент 3 и препятствующий соскакиванию штока 2 при удалении конструкции, 5 - направляющая шпонка, 6 - блокирующие винты, служащие для крепления корпуса 1 и штока 2 в проксимальном и дистальном фрагментах кости, 7 - паз и 8 - резьбовое отверстие, служащее для фиксации в направляющем устройстве.
На фиг. 2: 1 - корпус, 9 - полость для размещения штока 2, 10-11 - сквозные отверстия-уступы, 13 - технологические отверстия крепления шпонки 5, 14 - резьбовое отверстие для установки блокирующего винта, 24 - промежуточные отверстия.
На фиг. 3 представлены: 2 - шток, 15 - скругление штока для облегчения имплантации, 16 - наружная резьба для облегчения удаления штока, 17 - сквозной паз и 18 - отверстие под микровинт 4 для установки вилки 3, 19 - сквозной паз для взаимодействия со шпонкой 5, 20, 21 - резьбовые отверстия для введения блокирующих винтов 6.
На фиг. 4 представлен пружинящий элемент в форме четырехконечной вилки 3, 12 - выступы вилки, 22 - скос, 23 - опорная поверхность выступа вилки.
На фиг. 5 представлена направляющая шпонка 5.
На фиг. 6 представлен фрагмент штока 2, содержащий пружинящий элемент 3 с четырьмя выступами.
На фиг. 7 представлен фрагмент корпуса 1 с четырьмя отверстиями.
Примером конкретной реализации данной полезной модели является имплантируемое ретенционное устройство, выполненное в виде телескопической конструкции, содержащей корпус 1, вмещающий выдвижной шток 2, в котором расположен выполненный в форме вилки пружинящий элемент 3, установленный в нем с помощью микровинта 4.
В корпусе 1 смонтирована направляющая шпонка 5 и блокирующий винт, служащий для крепления корпуса к проксимальному костному фрагменту.
По форме корпус 1 представляет собой изогнутый стержень, который с одной стороны имеет паз 7 и резьбовое отверстие 8, служащие при имплантации устройства соответственно для его базирования и крепления к кондуктору, а с другой - продольную профильную, например, цилиндрическую, полость 9 для размещения штока 2.
В стенках корпуса 1 в плоскости движения вилки 3 образованы уступы, выполненные в виде сквозных отверстий 10, 11, для взаимодействия при движении вилки с ее выступами 12. В полости 9 для закрепления в корпусе 1 направляющей шпонки 5 выполнены технологические отверстия 13. Верхний изогнутый конец корпуса 1 имеет резьбовое отверстие 14 для установки блокирующего винта 6.
Шток 2, который размещается в корпусе 1, представляет собой стержень, профиль которого, например, цилиндрический, и соответствует профилю полости 9 корпуса 1. На одном конце штока 2 для облегчения имплантации устройства выполнено скругление 15, а на другом - для обеспечения удаления штока из костномозговой полости по окончании операции нарезана наружная резьба 16.
Шток 2 имеет сквозной паз 17 и отверстие 18 под микровинт 4 для установки вилки 3, а также продольный паз 19 для взаимодействия со шпонкой 5 корпуса 1 и резьбовые отверстия 20, 21 для введения блокирующих винтов 6, с помощью которых шток закрепляется на дистальном костном фрагменте. Выступы 12 установленной в штока 2 вилки 3 выполнены в виде фигурных зубьев, имеющих со стороны, обращенной к выходу штока 2 из корпуса 1, скос 22, облегчающий выход выступа 12 из уступов (сквозных отверстий) 10, 11 при выдвижении штока 2, а с противоположной стороны - опорную поверхность 23, обеспечивающую посадку выступа 12 в отверстие и препятствущую, тем самым, выходу выступа 12 из зацепления с отверстием при обратном движении штока 2 внутрь корпуса 1.
В корпусе штока 2 также выполнены маркерные отверстия для осуществления рентгенологического контроля за процессом дистракции.
Узел «выступ-уступ», будучи главным функциональным узлом заявляемой конструкции, выполняет основную функцию ретенционного устройства автоматическую стабильную фиксацию фрагментов удлиняемой кости в процессе дистракции и по ее завершении.
Исходя из общего принципа надежной фиксации, этот узел при конкретной реализации предполагаемой полезной модели может выполняться в различных вариантах.
Так, в описываемом примере выступы расположены на штоке, а уступы - в корпусе. Конструктивно возможно обратное их расположение: выступы на корпусе, уступы в стенках штока.
Уступ - элемент, взаимодействующий с выступом, может быть выполнен как в виде сквозного, так и в виде глухого отверстия (углубления, ступеньки, впадины) в стенке корпуса, либо штока. Выступ, соответственно, может быть представлен не только в виде фигурного зуба вилки, как в описанном примере, но и выполнен в иной форме фиксирующего элемента -например, захвата, упора, храповой собачки и т.п. Главное, чтобы формы выступа и уступа были взаимосовместимы и обеспечивали создание узла автоматической стабильной однонаправленной фиксации.
В стенках корпуса 1, вдоль линии перемещения смонтированных в штоке 2 выступов вилки 3, выполнены промежуточные уступы 24 для взаимодействия с ними с заданным шагом.
Заявляемое устройство подбирают индивидуально в комплекте.
Так, в описываемом примере угол а изгиба корпуса 1 определяют по профилю костномозговой полости удлиняемой большеберцовой кости, что фиксируется на рентгенографическом снимке. Расстояние между крайними уступами (отверстиями) 10 и 11 корпуса 1 регламентируют заданной хирургом величиной удлинения голени.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В костномозговую полость удлиняемой длинной трубчатой кости, например, большеберцовой, вводят устройство в сборе, соединяя его в корпусной части через резьбовое отверстие 14 посредством блокирующего винта 6 с проксимальным костным фрагментом, а через резьбовые отверстия 20, 21 в штоке 2 с дистальным костным фрагментом.
При раздвижении костных фрагментов внешним дистракционным аппаратом шток 2 начинает выдвигаться из корпуса 1, вследствие чего пружинные выступы 12 вилки 3 выходят из зацепления с уступами 10 и скользят по внутренним стенкам продольной полости 9 корпуса 1. При достижении заданной величины удлинения кости выступы 12, сместившись на соответствующее расстояние, совпадают с уступами 11 и, благодаря пружинным свойствам вилки 3, входят в них, автоматически обеспечивая стабильную одностороннюю фиксацию телескопических элементов устройства - корпуса и штока, что препятствует обратному сближению костных фрагментов, а также их тангенциальному и ротационному смеще друг относительно друга.
В случае необходимости непредвиденная фиксация при недостигнутом запланированном удлинении кости, обеспечивается взаимодействием выступов штока, с промежуточными уступами 24 корпуса.
Продольная ориентация выступов 12 относительно уступов 10, 11 при телескопическом раздвижении устройства обеспечивается взаимодействием направляющей шпонки 5 корпуса 1 с пазом 19 штока 2. Обратному схождению корпуса и штока, а соответственно, и костных фрагментов, препятствует форма выступов 12, имеющих скос в сторону раздвижения и опорную поверхность с противоположной стороны.
После окончания дистракции, что определяется рентгенологически по маркерным отверстиям, внешний дистракционный аппарат, выполнивший к этому моменту свою функцию, демонтируют, а имплантированное ретенционное устройство оставляют в костномозговой полости удлиняемой кости на необходимое, по показаниям лечебного процесса, время, после чего устройство удаляют из полости кости, как обычный внутрикостный фиксатор.
Конструктивные возможности заявляемого устройства препятствуют осевым, тангенциальным и ротационным смещениям костных фрагментов, что позволяет осуществлять раннюю дозированную нагрузку на конечность, беспрепятственно проводить восстановительное лечение, способствует предупреждению осложнений, вызываемых длительным сроком фиксации костных фрагментов наружным аппаратом, а в результате - повышению эффективности лечения и качества жизни пациентов в процессе его проведения.
После «созревания» дистракционного регенерата, его окончательного ремоделирования через разрезы в мягких тканях (величиной до 1 см) удаляют блокирующие винты. Само имплантированное ретенционное устройство удаляют в сборе, как обычный внутрикостный фиксатор, через отдельный разрез мягких тканей (величиной 2-2,5 см). На раны накладывают швы.
В тех случаях, когда в результате удлинения кости дистракционный регенерат не формируется, дистракционный образовавшийся дефект может быть заполнен костным гомо - или аутотрансплататом на фоне стабильной фиксации костных фрагментов имплантированным ретенционным устройством.
Использование предложенного устройства позволяет повысить эффективность лечения, предупредить осложнения, сократить сроки лечения, создать благоприятные условия для ранних статических, динамических нагрузок и реабилитационных мероприятий, улучшить качество жизни больного в процессе лечения.