Устройство для фиксации стержней Шанца и Штейнмана
DEVICE FOR FIXING SCHANZ AND STEINMANN PINS

Устройство относится к медицинской технике, а именно к инструментам, применяемым в оперативной ортопедии и травматологии.
Актуальность. При лечении переломов и ложных суставов костей выполняют остео-синтез - операцию для достижения репозиции и фиксации костных отломков. При этом в роли провизорной костной мозоли выступают соответствующие металлоконструкции, выполняющие функцию периостальной и эндостальной костной мозоли. Отсутствие или утрата стабильности остеосинтеза - следствие как несовершенства металлоконструкций и техники операции, так и отсутствия адекватных условий нормального течения репаративного остео-генеза. Поэтому при остеосинтезе должно быть соблюдено равновесие между механическими и биологическими условиями заживления перелома, что напрямую зависит от инструментария, качества применяемых металлоконструкций и атравматичности хирургической техники вмешательства.
Аналоги
В современной оперативной травматологии и ортопедии применяют широкий ассортимент имплантатов для атравматичного малоинвазивного остеосинтеза и необходимых для их применения инструментов. В качестве внутрикостных имплантатов для фиксации переломов применяют винты, пластины, спицы, стержни, гвозди, аппараты внешней фиксации (АВФ) и проволочный серкляж. Для репозиции костных отломков во время операции используют АВФ, дистракторы, репозиционные щипцы, джойстики - винты Шанца со специальными съемными ручками.
Критика аналогов
Общим недостатком всех приведенных аналогов является узкая направленность и специфичность каждого из них с необходимостью в наличии широкого инвентаря вспомогательного инструментария.
Прототип
В качестве устройства-прототипа нами выбрана ручка управления или джойстик для репозиции костных отломков (Анкин Л.Н., Анкин Н.Л. Практическая травматология. Европейские стандарты диагностики и лечения - М.: Книга-плюс, 2002. - 480 с; - С. 58 - 74; - устройство-прототип), применяемая при закрытом интрамедуллярном остеосинтезе длинных трубчатых костей, например, бедренной кости. Сущность и применение данного устройства-прототипа заключаются в следующем. Пациент лежит на операционном столе на здоровом боку с согнутой в коленном суставе под углом 100 градусов поврежденной конечностью. Репозицию костных отломков выполняют с помощью приспособлений ортопедического стола, дистрактора, АВФ или стержней Шанца, которые вводят в костные отломки и используют как ручки управления - джойстики (фиг. 1). При репозиции костных отломков стержни Шанца следует размещать как можно ближе к перелому: в проксимальный фрагмент стержень Шанца вводят монокортикально, а в дистальный - бикортикально. Затем, с помощью двух Т-образных рукояток костные фрагменты репонируют под контролем ЭОПа (электронно-оптического преобразователя). После репозиции выполняют закрытый интрамедуллярный остеосинтез стержнями с блокированием, а стержни Шанца с джойстиками извлекают. Критика прототипа
Используемые в качестве джойстиков Т-образные рукоятки для стержней Шанца имеют следующие недостатки:
- проблематичность поиска и сложность изготовления данного устройства, не входящего в реестр традиционно применяемого инструментария в оперативной ортопедии и травматологии;
- массивность джойстика с относительно небольшой Т-образной рукояткой для стержня Шанца, чем обусловлены низкие манипуляционные свойства и недостаточный КПД прототипа;
- слишком узкая направленность и специализация джойстиков с ограниченностью показаний для их применения.
Цель изобретения - повышение эффективности лечения больных с переломами костей скелета путем оптимизации открытого и закрытого интрамедуллярного и внеочагового остеосинтеза стержневыми аппаратами внешней фиксации.
Сущность изобретения
Предлагается устройство (фиг. 2) для фиксации стержней Шанца (поз. 1) или Штейнмана, представляющее собой вороток и отличающееся тем, что оно состоит из деталей стандартного набора аппарата Илизарова, а именно: резьбовой муфты (поз. 2), резьбовой штанги (поз. 3), болта (поз. 4), гаек (поз. 5), кронштейнов (поз. 6) и плашки (поз. 7). При этом зажим и фиксацию стержней Шанца или Штейнмана осуществляют введением их в поперечное отверстие резьбовой муфты (поз. 2), в оба конца которой вводят резьбовую штангу (поз. 3) и резьбовой хвостовик болта (поз. 4), поворотом одного из которых или обоих по часовой стрелке выполняют фиксацию стержней Шанца (поз. 1) или Штейнмана в поперечном отверстии резьбовой муфты (поз. 2) прижатием и блокированием их в заданном положении торцовой поверхностью резьбовой штанги (поз. 3) или резьбовой штанги (поз. 3) и дополнительно резьбового хвостовика болта (поз. 4), а плашка (поз. 7) обеспечивает лучшие манипуляционные свойства устройства с удобным мануальным захватом и увеличением плеча рычага наличием разноса в 2,5 см между ней (поз. 7), с одной стороны, и резьбовой штангой (поз. 3), резьбовой муфтой (поз. 2), болтом (поз. 4) и гайками (поз. 5), с другой. Поворот резьбовой штанги (поз. 3) осуществляют рожковым, накидным (кольцевым) или торцевым гаечным ключом на 10 мм за две гайки (поз. 5), встречно заблокированные («законтрогаенные»), а именно - за гайку (поз. 5), расположенную более периферически (центробежно), при повороте по часовой стрелке. Разблокирование стержня Шанца (поз. 1) или Штейнмана в поперечном отверстии резьбовой муфты (поз. 2) выполняют поворотом против часовой стрелки встречно заблокированных гаек (поз. 5), а именно более центростремительно расположенной гайки, являющейся посадочным местом под рожковый ключ. Степень фиксации стержня Шанца (поз. 1) или Штейнмана блокированием резьбовой штанги (поз. 3) в резьбовой муфте (поз. 2), как правило, достаточна для надежного зажима стержня (поз. 1), однако, если необходимы длительные интенсивные манипуляции устройством, можно дополнительно заблокировать стержень Шанца (поз. 1) или Штейнмана и болтом (поз. 4) с поворотом его по часовой стрелке и прижиманием стержня Шанца (поз. 1) торцовой поверхностью его резьбового хвостовика, а разблокирование осуществить поворотом болта (поз. 4) против часовой стрелки. После фиксации стержня Шанца (поз. 1) или Штейнмана в отверстии резьбовой муфты (поз. 2), затягивают гайки (поз. 5) с обеих сторон обоих кронштейнов (поз. 6) и с обеих сторон резьбовой муфты (поз. 2), чем достигают монолитности стержня Шанца (поз. 1) или Штейнмана и устройства для их фиксации.
Пример применения устройства
В качестве примера применения данного устройства для фиксации стержней Шанца и Штейнмана приводим следующее наблюдение. Больной Р. 22 лет, поступил 03.03.2020 г. в РЦТО (Республиканский центр травматологии и ортопедии) в г. Махачкале после ДТП с диагнозом: Сочетанная травма. Ушиб головного мозга легкой степени тяжести. Закрытая травма груди. Множественные переломы III-IX ребер правой половины грудной клетки по двум линиям со смещением и флотированием «реберной панели». Разрыв правого легкого. Правосторонний гемо-пневмоторакс. Закрытый оскольчатый перелом костей средней трети правой голени со смещением отломков. Травматический шок II-III степени.
На фоне интенсивной инфузионно-трансфузионной терапии выполнена операция: Торакоцентез по Бюлау справа. В связи с наличием множественных переломов ребер по двум и более линиям и флотированием «реберной панели» с нарастающими явлениями острой дыхательной недостаточности, были выставлены показания для экстренного применения устройства для восстановления каркасности грудной клетки (патент на изобретение РФ №2700257 от 13.09.2019 г.; авторы: Гусейнов А.Г., Кадиев М.А.), для чего наложен АВФ на грудную клетку с применением устройства для фиксации стержней Шанца и Штейнмана следующим образом. Наложен АВФ на правую половину грудной клетки над флотирующей «реберной панелью» при помощи трех 4-миллиметровых стержней Шанца, установленных на обеих ключицах и передней верхней ости правой подвздошной кости. При этом каждый из стержней Шанца был фиксирован в устройстве для фиксации стержней Шанца и Штейнмана, состоящем из деталей набора аппарата Илизарова, а именно: резьбовой муфты, резьбовой штанги, болта, гаек, кронштейнов и плашки. При этом зажим и фиксацию каждого из стержней Шанца последовательно выполнили введением их в поперечное отверстие резьбовой муфты, в оба конца которой ввели резьбовую штангу и резьбовой хвостовик болта. Поворотом резьбовой штанги по часовой стрелке выполнили фиксацию каждого из трех стержней Шанца в поперечном отверстии резьбовой муфты прижатием и блокированием их в заданном положении торцовой поверхностью резьбовой штанги, а плашка при этом обеспечила лучшие манипуляционные свойства устройства с удобным мануальным захватом и увеличением плеча рычага наличием разноса в 2,5 см между ней, с одной стороны, и резьбовой штангой, резьбовой муфтой, болтом и гайками, с другой. Поворот резьбовой штанги осуществляли торцевым гаечным ключом на 10 мм за периферическую гайку из двух, встречно заблокированных, гаек по часовой стрелке. Блокирование обеспечивалось прижатием торцовой поверхности резьбовой штанги, а разблокирование выполнялось поворотом резьбовой штанги против часовой стрелки - рожковым ключом за центростремительно расположенную гайку, являющуюся посадочным местом под рожковый ключ, из двух встречно заблокированных гаек. Стержни Шанца введены в среднюю треть обеих ключиц и переднюю верхнюю ость правой подвздошной кости после предварительного формирования внутрикостных каналов дрелью со сверлом, диаметром 3,2 мм. Наложен АВФ Stryker с рентгенопрозрачными (карбоновыми) штангами, смонтированный в виде треугольника. Затем 4 фигурно изогнутые спицы Киршнера, диаметром 1,5 мм, последовательно имплантированы в мягкие ткани грудной клетки над областью флотирующей «реберной панели», причем конец каждой последующей спицы был введен под среднюю часть предыдущей, чем и была обеспечена взаимная сцепка спиц. Надкожные отрезки имплантированных в мягкие ткани спиц были связаны между собой серкляжной проволокой, а кольцевидный конец первой спицы при помощи деталей аппарата Илизарова фиксирован в умеренном натяжении (в пределах 1,5 кг) к раме АВФ над окончатым переломом ребер. Это обеспечило создание отрицательного давления в плевральной полости на вдохе и расправление легкого с купированием грубых расстройств биомеханики дыхания. На правую голень наложен дистрактор из двух полуколец аппарата Илизарова, конвертированный 06.03.2020 г. в антероградный интрамедуллярный остеосинтез большеберцовой кости блокируемым стержнем. Результат лечения расценен нами как хороший.
Признаки изобретения, отличительные от прототипа
Конструктивными особенностями (отличительными признаками от прототипа) устройства для фиксации стержней Шанца и Штейнмана являются следующие:
- устройство представляет собой вороток для закрепления стержней Шанца или Штейнмана;
- устройство состоит из деталей стандартного набора аппарата Илизарова, а именно: резьбовой муфты, резьбовой штанги (60 мм), болта (40 мм), гаек, кронштейнов (30 мм) и плашки (82 мм);
- зажим и фиксацию стержня Шанца или Штейнмана осуществляют введением их в поперечное отверстие резьбовой муфты, в оба конца которой вводят резьбовую штангу и резьбовой хвостовик болта, поворотом одного из которых или обоих по часовой стрелке выполняют фиксацию стержней Шанца или Штейнмана в поперечном отверстии резьбовой муфты;
- зажим и фиксация стержня Шанца или Штейнмана обеспечивается прижатием и блокированием их в заданном положении торцовой поверхностью резьбовой штанги или резьбовой штанги и дополнительно резьбового хвостовика болта - поворотом их по часовой стрелке;
- после фиксации стержня Шанца или Штейнмана в отверстии резьбовой муфты, затягивают гайки с обеих сторон обоих кронштейнов и с обеих сторон резьбовой муфты, чем достигают монолитности стержня Шанца или Штейнмана и устройства для их фиксации;
- плашка (поз. 7) обеспечивает объемность ручки устройства с удобным мануальным захватом и увеличением плеча рычага наличием разноса между ней с одной стороны и резьбовой штангой (поз. 3), резьбовой муфтой (поз. 2), болтом (поз. 4) и гайками (поз. 5), с другой;
- поворот резьбовой штанги (поз. 3) осуществляют гаечным ключом на 10 мм - рожковым, накидным (кольцевым) или торцевым, - за две гайки (поз. 5), встречно заблокированные («законтрогаенные») двумя ключами, а именно - за более периферически, центробежно расположенную гайку при повороте по часовой стрелке и за другую, центростремительно расположенную, гайку при повороте против часовой стрелки;
- данного блокирования стержня Шанца (поз. 1) или Штейнмана резьбовой штангой (поз. 3), как правило, достаточно для надежного зажима его в резьбовой муфте (поз. 2), однако, при необходимости можно дополнительно заблокировать стержень Шанца (поз. 1) или Штейнмана поворотом по часовой стрелке и болта (поз. 4) с прижиманием стержня Шанца (поз. 1) или Штейнмана торцовой поверхностью резьбового хвостовика болта, а разблокирование осуществить поворотом болта против часовой стрелки;
- зажим стержня Шанца (поз. 1) или Штейнмана возможен на любом уровне стержня. Технический результат (преимущества перед прототипом) устройства для фиксации стержней Шанца и Штейнмана:
- универсальность применения устройства, обусловленная возможностью применения при разных операциях и на разных сегментах и уровнях трубчатых костей с широким диапазоном приемлемости и показаний для применения устройства - как для крепления стержней Шанца и Штейнмана и вкручивания их в кость при монтаже стержневого АВФ, так и в целях манипулирования ими при использовании в качестве джойстика при интрамедуллярном остеосинтезе, а также для мануальной остеоперфорации;
- экономичность, быстрота и простота изготовления устройства, детали для которого, как правило, имеются в любом ортопедическом и травматологическом отделении;
- устройство обеспечивает простой, быстрый и надежный зажим и фиксацию стержня Шанца или Штейнмана введением их в поперечное отверстие резьбовой муфты и поворотом резьбовой штанги по часовой стрелке;
- данного блокирования стержня Шанца или Штейнмана резьбовой штангой, как правило, достаточно для надежного зажима его в резьбовой муфте, однако, при необходимости можно дополнительно заблокировать стержень Шанца или Штейнмана поворотом по часовой стрелке и болта;
- после фиксации стержня Шанца или Штейнмана в отверстии резьбовой муфты, затягиванием гаек с обеих сторон обоих кронштейнов и с обеих сторон резьбовой муфты достигают монолитности стержня Шанца или Штейнмана и устройства для их фиксации;
- возможность регулирования уровня зажима и дозирования силы фиксации стержня Шанца или Штейнмана способствует увеличению манипуляционных свойств устройства;
- лучшие манипуляционные свойства устройства с удобным мануальным захватом и увеличением плеча рычага наличием разноса в 2,5 см между плашкой, с одной стороны, и резьбовой штангой, резьбовой муфтой, болтом и гайками, с другой, обеспечивают рациональность усилий хирурга, обусловленную удобным мануальным захватом объемной крестообразной ручки с меньшей нагрузкой на единицу площади кисти хирурга и без необходимости его избыточных усилий с притуплением «мышечного чутья»;
- эргономичность, существенное снижение трудоемкости и продолжительности оперативного вмешательства, обусловленное лучшими манипуляционными свойствами устройства;
- компактность конструкции, комфортность и высокий КПД применения устройства во время операции остеосинтеза, обусловленные быстротой и легкостью крепления стержней Шанца и Штейнмана в устройстве и разблокировки и извлечения их.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность лечения ортопедо-травматологических пациентов, нуждающихся в остеосинтезе с применением стержней Шанца и Штейнмана.