ОРТОПЕДИЧЕСКИЙ ИМПЛАНТАТ И КРЕПЕЖНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ
ORTHOPAEDIC IMPLANT AND SECURING DEVICE

Ссылка на родственную заявку
Для настоящей заявки испрашивается приоритет предварительной заявки на патент США №61/222,078, поданной 30 июня 2009 г., содержание которой в полном объеме включено в настоящий документ путем ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится к ортопедическим имплантатам и крепежным приспособлениям.
Уровень техники

Известны разнообразные устройства, используемые при лечении пациентов с переломами бедренной, плечевой, большеберцовой кости и других длинных трубчатых костей. Например, переломы шейки и головки бедренной кости и межвертельной области успешно лечат с помощью различных приспособлений с компрессирующим винтом, которые, как правило, содержат прижимную пластину с втулкой, стягивающий винт и компрессирующий винт. В качестве примеров можно привести системы AMBI и CLASSIC™ с компрессирующим винтом для тазобедренного сустава, выпускаемые компанией Smith & Nephew, Inc. В таких системах прижимную пластину прикрепляют к наружной части бедренной кости, а втулку вставляют в предварительно просверленное отверстие в направлении головки бедренной кости. Стягивающий винт имеет резьбовой конец или другое средство для зацепления с костью, а также гладкий участок. Стягивающий винт вставляют через втулку таким образом, что он проходит через просвет перелома и входит в головку бедренной кости. Резьбовой участок зацепляется за головку бедренной кости. Компрессирующий винт соединяет стягивающий винт с пластиной. Регулируя затяжку компрессирующего винта, можно менять степень компрессии в области перелома (репозицию). Гладкий участок стягивающего винта может свободно двигаться вдоль втулки, что позволяет выполнять регулировку компрессирующим винтом. В некоторых известных приспособлениях используется несколько винтов, что позволяет предотвратить вращение стягивающего винта относительно прижимной пластины и втулки, а также вращение головки бедренной кости на стягивающем винте.
Для лечения пациентов с переломами бедренной, плечевой, большеберцовой кости, а также других длинных трубчатых костей успешно используются интрамедуллярные гвозди в сочетании со стягивающими винтами или другими винтовыми приспособлениями. Важное применение такие устройства нашли при лечении переломов бедренной кости. Примером такого устройства является система IMHS компании Smith & Nephew, Inc., конструкция которой по меньшей мере частично описана в патенте США №5,032,125 и ряде связанных с ним международных патентов. К другим ключевым патентам, действующим в этой области, относятся патенты США №№4,827,917, 5,167,663, 5,312,406 и 5,562,666, права на которые принадлежат Smith & Nephew, Inc. Раскрытые в указанных патентах сведения включены в настоящий документ путем ссылки. Интрамедуллярный гвоздь известной конструкции может иметь один или более поперечных вырезов в его дистальном конце, благодаря которым в дистальный конец интрамедуллярного гвоздя могут быть ввинчены или введены иным образом через бедренную кость дистально расположенные винты или стержни. Такая блокировка позволяет закрепить дистальный конец интрамедуллярного гвоздя на бедренной кости. Помимо этого интрамедуллярный гвоздь может иметь один или несколько вырезов, проходящих через проксимальный конец, причем благодаря указанным вырезам через проксимальный конец интрамедуллярного гвоздя в бедренную кость может быть ввинчен или введен иным образом стягивающий винт. Стягивающий винт расположен в бедренной кости поперек просвета перелома, причем его конец зацепляется за головку бедренной кости. Интрамедуллярный гвоздь можно также использовать и для лечения диафизарных переломов бедренной кости и других длинных трубчатых костей.
Как и в случае с системами с компрессирующим винтом для тазобедренного сустава, конструкция систем с интрамедуллярными гвоздями часто предполагает, что компрессирующие винты и/или стягивающие винты могут сдвигаться, проходя через гвоздь, то есть допускается контакт между фрагментами кости. Контакт, возникающий в результате сдвига компрессирующего винта, при определенных условиях способствует более быстрому заживлению. В некоторых системах используются два отдельных винта (или один винт и отдельный от него штифт), что позволяет, помимо прочего, исключить вращение головки бедренной кости относительно остальной части бедренной кости, исключить выход одиночного винта за пределы головки бедренной кости и предотвратить разрыв шейки и головки бедренной кости одиночным винтом. Однако в случае использования дополнительного винта или штифта неравные усилия, приложенные к двум разным винтам или штифтам, могут привести к тому, что отдельный винт или штифт будет прижат к стороне отверстия, по которому этот отдельный винт или штифт должен сдвигаться. Это может привести к заклиниванию, препятствующему прохождению винтов или штифтов через гвоздь. И наоборот, проблемы могут быть вызваны чрезмерной компрессией головки бедренной кости в месте перелома или вдавливанием в это место. В крайних случаях чрезмерная компрессия, вызываемая указанным сдвигом, может привести к полному вдавливанию головки бедренной кости в вертельную область.
Раскрытие изобретения
Для лечения переломов костей можно использовать либо элемент, имплантируемый в первый костный фрагмент или стабилизирующий указанный фрагмент, либо крепежное приспособление. Также возможен вариант использования и указанного элемента, и крепежного приспособления. Указанный элемент может быть выполнен в виде пластины или другого устройства, по меньшей мере частично прикладываемого к внешней поверхности кости, или же в виде имплантата, по меньшей мере частично имплантируемого внутрь кости. Имплантат может содержать проксимальный отдел с выполненным в нем поперечным вырезом, а также вырез, проходящий, по существу, вдоль длины имплантата. Предпочтительно, чтобы в проксимальном отделе имплантата по меньшей мере в одном месте форма поперечного сечения обеспечивала дополнительную прочность и стойкость к затягиванию. Такую форму можно получить, например, (1) добавлением дополнительной массы в латеральных частях поперечного сечения и/или (2) планомерным добавлением и убавлением массы в поперечном сечении для создания так называемого «эффекта полок», который возникает в двутавровых балках и швеллерах и заключается в том, что полки двутавровых балок и швеллеров обеспечивают повышение их прочности. Одна из возможностей определить такие поперечные сечения, которые могут быть асимметричными относительно по меньшей мере одной оси, связана с тем, что они имеют момент инерции, направленный в латеральном направлении от срединной точки линии, проходящей от латеральной касательной к медиальной касательной к контурам поперечного сечения. В некоторых имплантируемых элементах указанная линия находится в одной плоскости с осью поперечного выреза и в одной плоскости с поперечным сечением, то есть определяется пересечением этих плоскостей. Конечные точки указанной линии могут быть определены как точки ее пересечения с касательными к медиальной и латеральной поверхностям поперечного сечения. Такие имплантаты часто содержат также дистальный отдел и промежуточный отдел, соединяющий проксимальный и дистальный отделы.
Крепежное приспособление может содержать зацепляющий элемент и компрессирующее устройство. Крепежное приспособление вставляется с возможностью сдвига в поперечный вырез имплантата, так что крепежное приспособление может сдвигаться относительно поперечного выреза и за счет этого воздействовать на перелом компрессией либо выполнять иную требуемую функцию. Зацепляющий элемент выполнен с возможностью захвата со вторым костным фрагментом. Зацепляющий элемент и компрессирующее устройство выполнены таким образом, что компрессирующее устройство взаимодействует с частью имплантата, а также с частью зацепляющего элемента. В результате, регулируя компрессирующее устройство, можно управлять сдвигом зацепляющего элемента относительно имплантата, обеспечивая, тем самым, управление перемещением между первым и вторым костными фрагментами. В некоторых вариантах изобретения компрессирующее устройство в имплантированном состоянии по меньшей мере частично входит в непосредственный контакт со вторым костным фрагментом.
В соответствии с одним из аспектов в настоящем изобретении предложен интрамедуллярный гвоздь для бедренной кости, содержащий стержень, имеющий проксимальный участок, дистальный участок, медиальную сторону, латеральную сторону и продольную ось, проходящую в проксимальном и дистальном направлениях, причем проксимальный участок имеет поперечное сечение некруглой формы, перпендикулярное продольной оси. На проксимальном участке предусмотрен реконструктивный вырез, в который в реконструктивном режиме вставляются два элемента, причем указанный вырез ориентирован к головке и шейке бедренной кости. На проксимальном участке предусмотрен антеградный вырез, в который в антеградном режиме вставляется один элемент. Антеградный вырез ориентирован к малому вертелу. Реконструктивный вырез проходит от медиальной стороны гвоздя до его латеральной стороны, причем антеградный вырез радиально смещен относительно реконструктивного выреза.
Предпочтительные варианты изобретения могут содержать один или несколько из указанных ниже признаков. Выходное отверстие антеградного выреза расположено в пределах реконструктивного выреза. Реконструктивный вырез образован двумя перекрывающимися вырезами. Стержень интрамедуллярного гвоздя содержит головку на своем проксимальном участке, причем поперечное сечение указанной головки, перпендикулярное к продольной оси, отличается по форме от перпендикулярного к продольной оси поперечного сечения дистального участка стержня. Продольная ось в пределах головки расположена под углом к продольной оси дистального участка.
В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен интрамедуллярный гвоздь для бедренной кости, содержащий стержень, имеющий проксимальный участок, дистальный участок, медиальную сторону, латеральную сторону и продольную ось, проходящую в проксимальном и дистальном направлениях. На проксимальном участке предусмотрен реконструктивный вырез, в который в реконструктивном режиме вставляются два элемента. Указанный вырез ориентирован к головке и шейке бедренной кости. На проксимальном участке предусмотрен антеградный вырез, в который в антеградном режиме вставляется один элемент, причем указанный антеградный вырез ориентирован к малому вертелу. На дистальном участке предусмотрен дистальный вырез, причем каждый из указанных вырезов, а именно реконструктивный, антеградный и дистальный вырез, имеют центральную ось. Центральная ось антеградного выреза лежит в антеградной плоскости, параллельной продольной оси. Центральная ось дистального выреза лежит в антеградной плоскости или в плоскости, параллельной антеградной плоскости. Центральная ось реконструктивного выреза пересекает антеградную плоскость.
Предпочтительные варианты изобретения могут содержать один или несколько из указанных ниже признаков. Реконструктивный вырез образован двумя перекрывающимися вырезами. Реконструктивный вырез образован двумя отдельными вырезами. Стержень интрамедуллярного гвоздя содержит головку на своем проксимальном участке, причем указанная головка имеет некруглое поперечное сечение, перпендикулярное к продольной оси. Продольная ось в пределах головки расположена под углом к продольной оси дистального участка.
Согласно еще одному аспекту в настоящем изобретении предложен интрамедуллярный гвоздь, содержащий стержень, имеющий проксимальный участок, дистальный участок, медиальную сторону, латеральную сторону и продольную ось, проходящую в проксимальном и дистальном направлениях. На проксимальном участке предусмотрен реконструктивный вырез, в который в реконструктивном режиме вставляются два элемента, причем входное отверстие реконструктивного выреза расположено, по существу, на латеральной стороне стержня, а его выходное отверстие расположено, по существу, на медиальной стороне стержня. На проксимальном участке предусмотрен антеградный вырез, в который в антеградном режиме вставляется один элемент, причем входное отверстие антеградного выреза расположено, по существу, на латеральной стороне стержня, а его выходное отверстие расположено, по существу, на медиальной стороне стержня. Выходное отверстие антеградного выреза полностью находится в пределах выходного отверстия реконструктивного выреза.
Предпочтительные варианты изобретения могут содержать один или несколько из указанных ниже признаков. Реконструктивный вырез образован двумя перекрывающимися вырезами. Реконструктивный вырез образован двумя отдельными вырезами. Стержень содержит головку на своем проксимальном участке, причем указанная головка имеет некруглое поперечное сечение, перпендикулярное к продольной оси. Продольная ось в пределах головки расположена под углом к продольной оси дистального участка. Центральная ось антеградного выреза пересекает плоскость, в которой лежит центральная ось реконструктивного выреза.
Согласно другому аспекту в настоящем изобретении предложен интрамедуллярный гвоздь, содержащий первый поперечный вырез некруглой формы, центральная ось которого смещена от центральной продольной оси гвоздя. Указанный первый поперечный вырез имеет заплечик, причем указанный вырез выполнен с возможностью вставки в него компрессирующего приспособления. С латеральной стороны гвоздя указанный первый поперечный вырез имеет вход, а с медиальной стороны гвоздя - выход. Предлагаемый интрамедуллярный гвоздь также содержит второй поперечный вырез, центральная ось которого смещена от центральной продольной оси гвоздя, причем с латеральной стороны гвоздя указанный вырез имеет вход, а с медиальной стороны гвоздя - выход, выполненный в пределах выхода первого поперечного выреза. Центральная ось второго поперечного выреза проходит вдоль оси, смещенной радиально относительно центральной оси первого поперечного выреза.
Предпочтительные варианты изобретения могут содержать один или несколько из указанных ниже признаков. Первый поперечный вырез и второй поперечный вырез выполнены в головке интрамедуллярного гвоздя, причем третий поперечный вырез расположен вблизи дистального конца гвоздя. Головка гвоздя расположена под углом относительно продольной оси. В интрамедуллярном гвозде также предусмотрен канал, проходящий в направлении продольной оси и пересекающий первый поперечный вырез.
Согласно еще одному аспекту в настоящем изобретении предложен ортопедический имплантат, содержащий гвоздь, имеющий продольную ось, внутреннюю стенку, задающую сквозное отверстие, направленное в сторону от продольной оси, и первый поперечный вырез вблизи сквозного отверстия. Внутренняя стенка содержит первую секцию полуцилиндрической формы, соответствующую дуге более 180 градусов и задающую первую часть сквозного отверстия. Внутренняя стенка содержит также вторую секцию U-образной формы, которая имеет пару параллельных стенок и полуцилиндрический сегмент, соответствующий дуге примерно 180 градусов. Вторая U-образная секция задает вторую часть сквозного отверстия. Дуга первой полуцилиндрической секции задает первую открытую поверхность первой части сквозного отверстия, а параллельные стенки второй U-образной секции задают вторую открытую поверхность второй части сквозного отверстия, расположенную напротив первой открытой поверхности. В результате чего цилиндрический элемент, имеющий по существу тот же диаметр, что и вторая полуцилиндрическая секция, может переходить из второй части сквозного отверстия в первую часть сквозного отверстия.
Предпочтительные варианты изобретения могут содержать один или несколько из указанных ниже признаков. Выход первого поперечного выреза расположен во внутренней стенке. Первый поперечный вырез проходит вдоль оси, смещенной радиально относительно направления сквозного отверстия. Гвоздь дополнительно содержит второй поперечный вырез, расположенный вблизи его дистального конца. Второй поперечный вырез проходит вдоль оси, которая не перпендикулярна к продольной оси гвоздя. Первый поперечный вырез направлен в сторону от продольной оси, причем вход первого поперечного выреза предусмотрен в головке гвоздя, которая расположена под углом относительно продольной оси гвоздя. Второй поперечный вырез расположен вблизи дистального конца гвоздя и имеет отверстие на уровне входа первого проксимального выреза.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 в аксонометрии показан интрамедуллярный гвоздь, установленный в бедренной кости.
На фиг.1А интрамедуллярный гвоздь показан более подробно.
На фиг.1В в аксонометрии изображен интрамедуллярный гвоздь.
На фиг.1C в разрезе показана часть гвоздя с фиг.1В.
На фиг.1D в аксонометрии показан интрамедуллярный гвоздь.
На фиг.2 на виде спереди показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.1.
На фиг.3 показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.2 в разрезе по линии 3-3.
На фиг.4 на виде сбоку изображен интрамедуллярный гвоздь с фиг.2.
На фиг.5 показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.4 в разрезе по линии 5-5.
На фиг.6 показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.4 в разрезе по линии 6-6.
На фиг.7-12 в аксонометрии изображены интрамедуллярные гвозди.
На фиг.13 показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.7 в разрезе по линии 13-13.
На фиг.14 показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.8 в разрезе по линии 14-14.
На фиг.15 изображен интрамедуллярный гвоздь с фиг.9 в разрезе по линии 15-15.
На фиг.16 показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.10 в разрезе по линии 16-16.
На фиг.17 показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.11 в разрезе по линии 17-17.
На фиг.18 показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.12 в разрезе по линии 18-18.
На фиг.19 в аксонометрии показан инструмент для подготовки кости к введению в нее необходимых устройств.
На фиг.20 в аксонометрии показано устройство, которое содержит крепежное приспособление, выполненное согласно одному из возможных вариантов исполнения.
На фиг.21 интрамедуллярное устройство и крепежное приспособление с фиг.20 показаны с пространственным разделением компонентов.
На фиг.22 в аксонометрии изображено крепежное приспособление с фиг.20.
На фиг.23 крепежное приспособление с фиг.20 показано с пространственным разделением компонентов.
На фиг.24 на виде спереди показан зацепляющий элемент крепежного приспособления с фиг.23.
На фиг.25 на виде сбоку показан зацепляющий элемент с фиг.24.
На фиг.26 показан зацепляющий элемент с фиг.24 в разрезе по линии 26-26.
На фиг.27 на виде с торца показан один из концов зацепляющего элемента с фиг.24.
На фиг.28 на виде с торца показан другой конец зацепляющего элемента с фиг.24.
На фиг.29 на виде спереди показано компрессирующее устройство крепежного приспособления с фиг.22.
На фиг.30 показано компрессирующее устройство с фиг.29 в разрезе по линии 30-30.
На фиг.31 на виде с торца показан один из концов компрессирующего устройства с фиг.29.
На фиг.32 на виде с торца показан другой конец компрессирующего устройства с фиг.29.
На фиг.33 интрамедуллярный гвоздь и винтовой элемент показаны в разрезе.
На фиг.34 в аксонометрии показано крепежное приспособление.
На фиг.35 в аксонометрии изображен стягивающий винт крепежного приспособления с фиг.34.
На фиг.36 в аксонометрии показано крепежное приспособление.
На фиг.37 в аксонометрии изображен стягивающий винт крепежного приспособления с фиг.36.
На фиг.38 в аксонометрии показано крепежное приспособление.
На фиг.39 крепежное приспособление с фиг.38 показано с пространственным разделением компонентов.
На фиг.40 в аксонометрии показано крепежное приспособление.
На фиг.41 крепежное приспособление с фиг.40 показано с пространственным разделением компонентов.
На фиг.42 в аксонометрии изображена прижимная пластина, которая содержит крепежное приспособление.
На фиг.43 в аксонометрии показана околосуставная пластина, которая содержит крепежное приспособление.
На фиг.44 в аксонометрии показано устройство, используемое для восстановления плечевой кости в плечевом суставе.
На фиг.45 в аксонометрии показана латеральная сторона интрамедуллярного гвоздя.
На фиг.46 в аксонометрии показана медиальная сторона интрамедуллярного гвоздя.
На фиг.47 показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.45 в разрезе по линии 47-47.
На фиг.48 на виде сверху показана латеральная сторона интрамедуллярного гвоздя.
На фиг.49 интрамедуллярный гвоздь с фиг.48 показан на виде сбоку под углом.
На фиг.50 показан вид с проксимального торца интрамедуллярного гвоздя, изображенного на фиг.47.
На фиг.51 интрамедуллярный гвоздь показан в разрезе по линиям А-А с фиг.48 в плоскости M-L с фиг.50.
На фиг.52 интрамедуллярный гвоздь показан в разрезе вдоль плоскости АР с фиг.50.
На фиг.53 интрамедуллярный гвоздь с фиг.47 показан на виде сбоку под углом, перпендикулярным к плоскости АР с фиг.50.
На фиг.54 на виде сверху показана латеральная сторона дистального конца интрамедуллярного гвоздя, ограниченная линиями М-М с фиг.53.
На фиг.55 интрамедуллярный гвоздь показан в разрезе по линиям О-О с фиг.54.
На фиг.56 интрамедуллярный гвоздь показан в разрезе по линиям Р-Р с фиг.54.
На фиг.57 интрамедуллярный гвоздь показан в разрезе по линиям S-S с фиг.54.
На фиг.58 интрамедуллярный гвоздь с фиг.47-57 показан на виде сбоку под углом, перпендикулярным к плоскости АР с фиг.50, причем проиллюстрированный интрамедуллярный гвоздь содержит изгибы.
На фиг.59 на виде с торца показан интрамедуллярный гвоздь с фиг.58.
На фиг.60 на виде сверху показана латеральная сторона гвоздя, изображенного на фиг.58.
Осуществление изобретения
Способы, устройства и системы, раскрытые в предпочтительных вариантах настоящего изобретения, обеспечивают усовершенствованный метод лечения переломов бедренной кости. На фиг.1-6 в различных видах показан интрамедуллярный гвоздь 100 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Интрамедуллярный гвоздь 100 имеет продольный канал 130 на всем своем протяжении, который облегчает установки гвоздя в кость. Интрамедуллярный гвоздь 100 содержит проксимальный отдел 102, промежуточный отдел 104 и дистальный отдел 106.
Проксимальному отделу 102, конструкция которого представлена на фиг.1-6, предпочтительно придают анатомическую форму, наиболее точно соответствующую обычному кортикальному слою кости. Один из вариантов такой формы показан в сечении проксимального отдела 102 на фиг.6. Поперечное сечение проксимального отдела 102, показанное на фиг.6, является, по существу, некруглым и характеризует по меньшей мере некоторые участки длины интрамедуллярного гвоздя 100. В разрезе на фиг.6 видно, что латеральная сторона или поверхность 108 больше, чем медиальная сторона или поверхность 109. Латеральная сторона 108 и медиальная сторона 109 соединены первой стороной 110 и второй стороной 116. На пересечении первой стороны 110 с латеральной стороной 108 предусмотрен первый закругленный уголок 112, а на пересечении второй стороны 116 с латеральной стороной 108 предусмотрен второй закругленный уголок 114. Первая сторона 110, вторая сторона 116 и латеральная сторона 108 имеют приблизительно одинаковую длину. Первая сторона 110 и вторая сторона 116 расположены под острыми углами к латеральной стороне 108, так что медиальная сторона 109 оказывается меньше латеральной стороны 108. За счет того, что латеральная сторона 108 оказывается шире медиальной стороны 109, повышается устойчивость интрамедуллярного гвоздя 100 к вращению, а также повышается сопротивление изгибу и перекосу.
Как показано на фиг.6, медиальная сторона 109 может быть скругленной. Как видно из фиг.4, скругленная медиальная сторона 109 выступает за пределы промежуточного отдела 104 и достигает проксимального конца интрамедуллярного гвоздя 100. Выступ медиальной стороны 109, соответствующий отростку бедренной кости, повышает равномерность распределения нагрузки между костью и интрамедуллярным гвоздем 100.
Кроме того, общая геометрия поперечного сечения проксимального отдела 102 уменьшает пиковые нагрузки в данном отделе. В частности, типичной причиной поломки узла, состоящего из интрамедуллярного гвоздя и винтового элемента, является недостаточное сопротивление гвоздя нагружающим усилиям с латеральной стороны. Указанные нагружающие усилия создаются изгибающим моментом, возникающим при воздействии веса тела на винтовой элемент. Таким образом, для уменьшения нагрузок в проксимальном отделе гвоздя целесообразно использовать больше материала со стороны гвоздя, подвергающейся нагрузке, то есть с латеральной стороны, оптимизировать форму поперечного сечения для повышения прочности и жесткости в латеральной области или же применять обе эти меры. Конструкция, показанная на фиг.6, позволяет решить указанные задачи. Латеральная сторона 108 шире медиальной стороны 109, что позволяет, по крайней мере частично, достигать "эффекта полок" (эффект упрочнения, как в двутавровых балках). Нагрузка на единицу площади, создаваемая на латеральной стороне 108, меньше, чем это было бы при меньшей площади поперечного сечения с латеральной стороны, например, такой как площадь поперечного сечения с медиальной стороны 109.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, показанного на фиг.1В и 1C, предлагается конструкция, использующая тот же принцип: интрамедуллярный гвоздь 1100, имеющий, по существу, круглое поперечное сечение, снабжен вырезом 1128, по существу, круглой формы, который располагается не концентрично относительно периметра поперечного сечения. В конструкции, показанной на этих двух чертежах, вырез 1128 смещен к медиальной стороне 1109, так что для принятия нагрузки с латеральной стороны 1108 предусмотрено большее количество материала, что позволяет снизить напряжение. Аналогичным образом любое поперечное сечение, в котором с латеральной стороны предусмотрено больше материала, будет подвергаться с этой стороны гвоздя более низким нагрузкам на единицу площади.
Независимо от того, какой способ будет использован, то есть будет ли материал или масса добавляться к некоторым участкам латеральных частей поперечного сечения проксимального отдела 102, или материал будет добавляться и удаляться на некоторых частях поперечного сечения для повышения прочности и жесткости латеральных частей, или же будут применены оба указанных способа, достигаемый эффект может рассматриваться как придание поперечному сечению момента инерции, ориентированного по крайней мере частично в направлении латеральной стороны или поверхности 108. В предпочтительном варианте изобретения момент инерции (обозначенный буквой М на фиг.6) может считаться направленным в латеральном направлении или по крайней мере частично к латеральной поверхности или стороне 108 от точки Р, являющейся срединной точкой отрезка прямой L, соединяющей точку пересечения 11 этой прямой с касательной Т1 к латеральной поверхности 108 и точку пересечения 12 этой линии с касательной Т2 к медиальной поверхности 109. Иными словами, эффект, по крайней мере в некоторых случаях, состоит в том, чтобы создать поперечное сечение, в котором момент инерции будет направлен по крайней мере частично в латеральном направлении от центра поперечного сечения. Предпочтительно, чтобы за центр была принята срединная точка между латеральным и медиальным краями поперечного сечения. В качестве альтернативного варианта, указанный центр может представлять собой центр масс поперечного сечения. Оценка радиуса инерции, который представляет собой характеристику момента инерции - функции от квадрата расстояния, постепенно нарастающей по мере удаления от центра массы, - демонстрирует более высокую прочность латеральных участков проксимального отдела 102 благодаря большей массе или более рационально расположенной по поперечному сечению массе. В некоторых конструкциях линия L расположена в одной плоскости с осью продольного канала 130 и, находясь также в плоскости поперечного сечения, определяется, таким образом, пересечением этих плоскостей. Как видно из фиг.1А, с одной стороны, и из фиг.1В и 1C, с другой стороны, и с учетом того, что на них приведены лишь две из огромного числа конструкций, обладающих такого рода дополнительной латеральной прочностью и жесткостью, поперечное сечение может быть асимметричным относительно по меньшей мере одной оси, но это не является обязательным. Кроме того, продольный канал 130 может располагаться так, чтобы его центральная ось проходила через геометрический центр поперечного сечения или же была смещена, чтобы усилить латеральную часть или для других целей.
В устройстве, показанном на фиг.1-6, первая сторона 110, вторая сторона 116 и латеральная сторона 108 имеют плоские участки. В качестве альтернативы, данные стороны могут быть криволинейными. В вариантах изобретения, показанных на фиг.1-6, медиальная сторона 109 скруглена, но для специалиста в данной области техники очевидно, что медиальная сторона может быть плоской или иметь один или более плоских участков.
Проксимальный отдел 102 имеет поперечный проксимальный вырез 118, через который в интрамедуллярный гвоздь 100 может вставляться винтовой элемент или крепежное приспособление 200 (различные варианты выполнения которого показаны на фиг.19-41). Согласно одному из вариантов изобретения поперечный проксимальный вырез 118, показанный на фиг.1-4, образован двумя перекрывающимися круглыми вырезами 120 и 122, причем диаметр проксимального круглого выреза 120 меньше диаметра дистального круглого выреза 122. Показанный на данных чертежах проксимальный круглый вырез 120 имеет заплечик 132, ограничивающий глубину вставки винтового элемента, как будет подробнее пояснено ниже. Также возможны и другие разнообразные вырезы, известные специалистам в данной области техники, которые обеспечивают введение различных винтовых элементов. Например, на фиг.33 представлен интрамедуллярный гвоздь с круглым вырезом. Вариант изобретения, показанный на фиг.33, описан подробнее ниже. На фиг.45-47 изображен еще один вариант изобретения, в котором предусмотрен вырез некруглой формы и который будет описан подробнее ниже.
Проксимальный отдел 102, изображенный на фиг.3, имеет проксимальный торцевой вырез 128. Проксимальный торцевой вырез 128 имеет резьбу, позволяющую ввести в него стопорный винт, который может быть использован для фиксации винтового элемента с предотвращением его вращательного и поступательного перемещения внутри поперечного проксимального выреза 118. Стопорный винт может также содержать механизмы для захвата компрессирующего винта 204 (фиг.19), а также для взаимодействия со стягивающим винтом 202 (фиг.19) с тем, чтобы ограничивать вращение или поступательное движение стягивающего винта 202.
Как показано на фиг.1-6, промежуточный отдел 104 сужается по направлению от проксимального отдела 102 к дистальному отделу 106. Сужение промежуточного отдела 104 создает натяг в костномозговом канале, препятствуя сдвигу. Сужающийся промежуточный отдел 104 не дает гвоздю 100 вдавливаться в костномозговой канал бедренной кости дальше, чем требуется.
В варианте выполнения интрамедуллярного гвоздя 100, показанном на фиг.1-6, поперечное сечение промежуточного отдела 104 является круглым, однако оно может иметь любую другую форму, известную специалистам в данной области. Поперечное сечение может иметь анатомическую форму, подобно поперечному сечению проксимального отдела 102, быть овальным или некруглым. В варианте изобретения, показанном на фиг.1-6, промежуточный отдел 104 содержит дистальный поперечный вырез 124. Через дистальный вырез 124 в интрамедуллярный гвоздь 100 можно вставить дистальный блокирующий винт для блокировки положения интрамедуллярного гвоздя 100.
Дистальный отдел 106 интрамедуллярного гвоздя 100 имеет по существу цилиндрическую форму и обеспечивает уменьшение жесткости при изгибе. В варианте изобретения, показанном на фиг.1-5, через центр дистального отдела 106 проходит продольный паз 126, образующий две стороны 134, 136. Указанный паз уменьшает жесткость при изгибе дистального конца интрамедуллярного гвоздя 100 и, вместе с тем, снижает вероятность получения перипротезных переломов.
На фиг.1D показан интрамедуллярный гвоздь 100 согласно еще одному варианту осуществления изобретения. Указанный гвоздь имеет в своем проксимальном отделе некруглое поперечное сечение, симметричное относительно латерально-медальной оси (в данном случае предпочтительно, но не обязательно овальное поперечное сечение), причем в нем предусмотрен центрированный продольный канал (в данном случае, предпочтительно, но не обязательно круглый в поперечном сечении). Такой гвоздь обладает дополнительной устойчивостью к перекосу в костномозговом канале. При этом решается также задача переноса как можно большей массы к латеральному краю или поверхности проксимального поперечного сечения. Кроме того, в данном гвозде дополнительная масса переносится к медиальному краю или поверхности, что обеспечивает образование дополнительной структуры, которая действует как точка опоры, уменьшая усилие на крепежном приспособлении, которое в нагруженном состоянии создает напряжение растяжения на латеральном крае или поверхности.
На фиг.7-18 изображены интрамедуллярные гвозди 100 согласно другим вариантам осуществления изобретения. На фиг.7 и 13 показан интрамедуллярный гвоздь 100, не имеющий вдоль своей длины продольного канала.
На фиг.8 и 14 изображен интрамедуллярный гвоздь 100, имеющий в промежуточном 104 и дистальном 106 отделах пазы 140 для уменьшения жесткости. Указанные пазы не только уменьшают жесткость при изгибе дистального конца интрамедуллярного гвоздя 100, но и в некоторых случаях могут использоваться для помещения в них блокирующих винтов.
На фиг.9 и 15 изображен интрамедуллярный гвоздь 100, имеющий три продольных паза 138 в дистальном отделе 106 и, частично, в промежуточном отделе 104, формирующих конфигурацию в виде «клеверного листа». Такая конфигурация позволяет улучшить кровоток рядом с интрамедуллярным гвоздем 100, а также уменьшает жесткость при изгибе дистального конца гвоздя 100.
На фиг.10 и 16 изображен интрамедуллярный гвоздь 100, в котором дистальный отдел 106 и часть промежуточного отдела 104 имеют совокупность продольных канавок 146. Продольные канавки 146 снижают жесткость при изгибе дистального конца, создают сопротивление вращательным движениям и позволяют улучшить кровоток рядом с интрамедуллярным гвоздем 100.
На фиг.11 и 17 изображен интрамедуллярный гвоздь 100, в котором промежуточный отдел 104 и дистальный отдел 106 имеют ребра 144. Ребра 144 обеспечивают интрамедуллярному гвоздю 100 сопротивление вращательным движениям.
На фиг.12 и 18 изображен интрамедуллярный гвоздь 100, имеющий шипы 142, расположенные на дистальном отделе 106 и в части промежуточного отдела 104. Шипы 142 обеспечивают интрамедуллярному гвоздю 100 сопротивление вращательным движениям.
Предлагаемые интрамедуллярные гвозди можно имплантировать в тело пациента, используя любую подходящую методику. В общем случае костномозговой канал кости подготавливают подходящим инструментом, создавая полость для помещения в нее гвоздя. Некоторые участки полости могут быть выполнены таким образом, что их размер на 1 миллиметр превышает периметр гвоздя, благодаря этому образуется достаточное пространство для кровотока после введения гвоздя. Опционально, в подготовленный костномозговой канал может быть вставлен жесткий направитель или проволочный проводник. После этого вставляют гвоздь и устанавливают его в заданном положении. Если используется канюлированный гвоздь, он может быть вставлен по проволочному направителю. В том, что гвоздь занял нужное положение, можно убедиться с помощью усиления изображения.
На фиг.19 показан один из возможных вариантов исполнения инструмента 300 для подготовки костномозгового канала. Инструмент содержит сверло 302 для рассверливания канала, а также долото 304. В процессе работы сверло 302 расширяет костномозговой канал бедренной кости, а долото 304 удаляет больше материала в сечении ближе к проксимальному концу кости. Как показано на фиг.19, долото 304 имеет анатомическое поперечное сечение приблизительно той же формы, что и проксимальный отдел интрамедуллярного гвоздя. Благодаря использованию долота такой формы обеспечивается улучшенная посадка проксимального конца гвоздя в кортикальном слое кости при минимальном вмешательстве в последний. Долото 304 может иметь разнообразные формы, даже сложную и асимметричную форму. Это является преимуществом, поскольку предлагаемое устройство и способ позволяют подготавливать полости, в которые можно поместить интрамедуллярные гвозди разнообразных форм, причем без чрезмерного высверливания, которое происходит при разработке круглых полостей. Подготовка точно соответствующей полости позволяет избежать ненужного удаления здоровой кости и обеспечить устойчивую посадку гвоздя.
В процессе работы инструмент 300 работает как единое целое, причем сверло 302 расширяет отверстие, а долото 304 отрезает костную ткань одновременно. Сверло 302 может приводиться во вращение механическим приводом или вручную. Аналогичным образом весь инструмент 300 может вводиться в костномозговой канал вручную или же приводиться в движение от механического устройства или силового оборудования. В других вариантах изобретения сверло 302 может быть канюлированным (не показано), что позволяет управлять всем инструментом 300 и направлять его движение с помощью проволочного направителя, вставленного ранее в костномозговой канал.
В других вариантах изобретения в качестве инструмента для расширения отверстия используется традиционная развертка, функционирующая отдельно от режущего инструмента, такого как долото 304. Способ подготовки полости в таком случае будет включать в качестве первой операции расширение отверстия традиционной разверткой. Вслед за этим для подготовки полости применяются такие устройства, как долото или рашпиль, имеющие форму имплантируемого интрамедуллярного гвоздя. Долото или рашпиль могут приводиться в действие вручную, с помощью молотка или с использованием другого силового оборудования. После этого происходит установка гвоздя, соответствующего подготовленной полости.
Могут использоваться также другие специально изготовленные инструменты, например контурный рашпиль или специальная фасонная фреза с шаблоном. Для подготовки отверстий для бедренных ножек традиционно используются рашпили, работа с которыми знакома специалистам в данной области техники. Для вырезания в кости полости нужной формы могут использоваться также фасонные фрезы с шаблонами. Такой способ создания желаемой полости может также использоваться в комбинации с работой развертками или рашпилями.
Предлагаемые интрамедуллярные гвозди можно использовать для лечения проксимальных и диафизарных переломов бедренной кости. При лечении диафизарных переломов бедренной кости интрамедуллярный гвоздь закрепляют в бедренной кости посредством одного или нескольких крепежных устройств. При лечении проксимальных переломов бедренной кости интрамедуллярный гвоздь предпочтительно используют вместе с проксимальным крепежным приспособлением.
На фиг.20 и 21 изображен интрамедуллярный гвоздь 100, используемый вместе с крепежным приспособлением 200. Такое крепежное приспособление можно использовать также в различных других костях для лечения при других диагнозах, но в качестве примера данное приспособление описано здесь применительно к проксимальному отделу бедренной кости. В целом, крепежное приспособление 200 применимо в любой ситуации, когда один фрагмент кости необходимо притянуть к другому фрагменту кости или отодвинуть от него управляемым способом. Крепежное приспособление обладает тем дополнительным преимуществом, что после выполнения нужного смещения костных фрагментов крепежное приспособление можно сдвинуть в заданном направлении.
Как показано на фиг.21, ось поперечного проксимального выреза 118 в интрамедуллярном гвозде 100 расположена под углом относительно проксимального отдела 102 и во время эксплуатации направлена к головке бедренной кости. В данном варианте исполнения крепежного приспособления 200 зацепляющий элемент, например стягивающий винт 202, используется вместе с компрессирующим устройством, например компрессирующим винтом 204 или компрессирующим штифтом. Винты имеют такую конструкцию, что в процессе использования периметр стягивающего винта 202 частично пересекает периметр компрессирующего винта 204, то есть компрессирующий винт 204 частично входит внутрь периметра стягивающего винта 202. Такое особое взаимодействие стягивающего винта 202 и компрессирующего винта 204 проиллюстрировано подробно на фиг.22-32. Стягивающий винт 202, показанный на данных чертежах, предназначен для зацепления с головкой бедренной кости и выполнен с возможностью сдвига по поперечному вырезу 118 гвоздя 100. Компрессирующий винт 204 зацепляется за заплечик 132 или другие структурные элементы гвоздя 100 в поперечном вырезе 118 и при этом ввинчивается в участок стягивающего винта 202. В результате вращение компрессирующего винта 204 управляет сдвигом стягивающего винта 202 относительно гвоздя 100 и, вместе с этим, компрессией головки бедренной кости в месте перелома.
Стягивающий винт 202, показанный на чертежах, содержит вытянутую основную часть 206 и резьбовой конец 208. Как показано на фиг.24 и 25, резьбовой конец 208 не заострен, что уменьшает вероятность врезания в головку бедренной кости. Вытянутая основная часть 206 имеет выемку 212, благодаря которой компрессирующий винт 204 может частично располагаться внутри периметра стягивающего винта 202. Выемка 212 содержит резьбовой участок 210, который соответствует и взаимодействует с резьбовой частью 214 компрессирующего винта 204. Компрессирующий винт 204 содержит резьбовую часть 214 и головку 215. Резьба в резьбовой части 214 компрессирующего винта 204 является относительно плоской и гладкой на наружной поверхности, что позволяет ей легко сдвигаться по вырезу и дополнительно уменьшает вероятность врезания в головку бедренной кости. Стягивающий винт 202 вставляется в поперечный проксимальный вырез 118 и предварительно просверленное отверстие в бедренной кости так, что он перекрывает перелом и входит в головку бедренной кости. Резьбовой конец 208 стягивающего винта 202 зацепляется за головку бедренной кости по мере вращения стягивающего винта 202 в вырезе 118. Резьбовой конец 208 может представлять собой любое средство, обеспечивающее захват с головкой бедренной кости. Указанный конец 208 может содержать, например, резьбу любой подходящей конфигурации, в том числе спиральные поверхности, шипы, пластины, крючки, расширяющиеся устройства и прочее. Глубина размещения стягивающего винта 202 в головке бедренной кости может быть различной в зависимости от необходимой компрессии перелома.
Компрессирующий винт 204 также можно вставлять через поперечный проксимальный вырез 118 в предварительно просверленное отверстие в головке бедренной кости. Резьбовая часть 214 компрессирующего винта 204 зацепляется за резьбовой участок выемки 212 стягивающего винта 202. Поперечный проксимальный вырез 118 содержит внутренний заплечик 132 (фиг.21), ограничивающий сдвиг компрессирующего винта 204 в, по существу, медиальном направлении и, соответственно, сдвиг стягивающего винта 202 по вырезу 118. При затягивании компрессирующего винта 204 резьба 214 компрессирующего винта взаимодействует с резьбовым участком 210 в выемке стягивающего винта, благодаря чему компрессирующий винт 204 перемещается в, по существу, медиальном направлении по стягивающему винту 202. Головка 215 компрессирующего винта 204 зацепляется за заплечик 132 поперечного проксимального выреза 118, предотвращая дальнейшее перемещение компрессирующего винта 204 в, по существу, медиальном направлении. По мере затягивания компрессирующего винта 204 стягивающий винт 202 оттягивается в, по существу, латеральном направлении к интрамедуллярному гвоздю, обеспечивая компрессию перелома. Частичное пересечение компрессирующим винтом 204 периметра стягивающего винта 202 увеличивает поверхностное сопротивление и позволяет предотвратить вращение головки бедренной кости. Таким образом, компрессирующий винт 204 не только действует как часть механизма перемещения фрагментов сломанной кости относительно друг друга, но и входит в непосредственный контакт с костной тканью головки бедренной кости, предотвращая вращение головки бедренной кости относительно оси стягивающего винта 202.
В одном из вариантов изобретения предусмотрен стопорный винт (не показан), который расположен в проксимальном торцевом вырезе 128 интрамедуллярного гвоздя и зацепляется с компрессирующим винтом 204, фиксируя положение компрессирующего винта 204 и стягивающего винта 202. Необходимость использования стопорного винта для фиксации положения крепежного приспособления 200 зависит от характера перелома. Если стопорный винт, зацепляющийся с крепежным приспособлением, не используется, указанное крепежное приспособление 200 может сдвигаться в пределах проксимального выреза, ограниченных заплечиком 132.
В варианте исполнения стягивающего винта и компрессирующего винта, показанном на фиг.20-32, диаметр компрессирующего винта 204 меньше диаметра стягивающего винта 202. Диаметры стягивающего винта 202 и компрессирующего винта 204 могут быть одинаковыми, или же диаметр стягивающего винта 202 может быть меньше диаметра компрессирующего винта 204. Резьба на стягивающем винте 202 и компрессирующем винте 204 может иметь разнообразную форму из числа известных специалистам в данной области. В целом, назначение стягивающего винта 202 состоит в том, чтобы обеспечить захват с костью, а назначение компрессирующего винта 204 состоит в том, чтобы, зацепляясь за стягивающий винт, оттягивать или перемещать его. Любая конфигурация, обеспечивающая указанные функции, подпадает под объем защиты настоящего изобретения.
Крепежное приспособление 200 может также иметь форму, которая позволит присоединить к нему протезы головки и шейки бедренной кости. В данном случае стягивающий винт 202 заменяется указанными протезами. Протез шейки бедренной кости вставляется в поперечный проксимальный вырез 118 в гвозде 100. Такая конструкция целесообразна в тех случаях, когда из-за дегенерации или повторной травмы уже восстановленного перелома бедренной кости и тазобедренного сустава требуется тотальная артропластика тазобедренного сустава ТАТС (ТНА). Решение о выполнении ТАТС может быть принято во время операции или по прошествии некоторого времени. Вместо того чтобы готовить бедренную кость для помещения в нее бедренной ножки, как это обычно происходит при ТАТС, необходимо будет удалить лишь небольшую часть кости для помещения крепежного приспособления 200. После этого, при подготовленной вертлужной впадине, в поперечный проксимальный вырез 118 могут быть вставлены протезы головки и шейки, и может быть выполнена оставшаяся часть ТАТС.

На фиг.33 в разрезе изображен интрамедуллярный гвоздь 100 согласно еще одному варианту изобретения с модифицированным крепежным приспособлением 400. Показанное здесь крепежное приспособление 400 весьма сходно с компрессирующим крепежным приспособлением системы IMHS компании Smith & Nephew, которое подробнее раскрывается в патенте США №5,032,125, включенном в настоящий документ путем ссылки, и в ряде связанных с ним международных патентов. Усовершенствование в изображенном устройстве состоит в том, что рассматриваемое устройство содержит интрамедуллярный гвоздь 100 анатомической формы, обладающий многочисленными упомянутыми выше преимуществами, В процессе установки втулка 401 проходит через интрамедуллярный гвоздь 100 и крепится к нему стопорным винтом или другими подходящими механизмами. Сдвижной стягивающий винт 402 установлен во втулке 401 с возможностью движения внутри нее в осевом направлении. Компрессирующий винт 404 ввинчивается в сдвижной стягивающий винт 402 так, что за счет затягивания компрессирующего винта 404 сдвижной стягивающий винт 402 втягивается внутрь втулки 401. Благодаря такому механизму костный фрагмент может быть приведен в заданное положение и, находясь в нем, будет по-прежнему подвергаться компрессии за счет сдвига.
На фиг.34-35 показано крепежное приспособление 200 согласно еще одному варианту изобретения, содержащее стягивающий винт 202 и компрессирующий штифт 502. Как показано на фиг.34, стягивающий винт 202 и компрессирующий штифт 502 имеют такую конструкцию, что во время использования периметр стягивающего винта 202 частично пересекает периметр компрессирующего штифта 502, хотя в некоторых вариантах реализации изобретения периметры могут быть смежными, а не пересекающимися. Стягивающий винт 202 содержит вытянутую основную часть 206 и резьбовой конец 208. В выемке 212 на поверхности стягивающего винта 202 предусмотрена шпонка 504. Компрессирующий штифт 502 имеет паз 503, в который входит шпонка 504 стягивающего винта 202. Шпонка 504 и паз 503 по форме соответствуют друг другу, причем их форма в поперечном сечении может быть различной, например треугольной, D-образной, в виде замочной скважины или любой другой, известной специалистам в данной области техники. В процессе установки компрессирующий штифт 502 можно перемещать относительно стягивающего винта 202 посредством сжимающего инструмента (не показан), который может создавать различные усилия между компрессирующим штифтом 502 и стягивающим винтом 202 или между крепежным приспособлением и интрамедуллярным гвоздем 100.
При использовании крепежного приспособления 200, показанного на фиг.34-35, стягивающий винт 202 вставляют с возможностью сдвига в проксимальный вырез интрамедуллярного гвоздя, пропуская его через просвет перелома и вводя его в головку бедренной кости. Резьбовой конец 208 стягивающего винта 202 зацепляется за головку бедренной кости. Когда стягивающий винт 200 надлежащим образом зацепляется за головку бедренной кости, в предварительно просверленное отверстие в головке бедренной кости через проксимальный вырез вставляют компрессирующий штифт 502, предотвращая дальнейшее вращение стягивающего винта 202 за счет того, что шпонка 504 стягивающего винта 202 входит в паз 503 компрессирующего штифта 502. Создавая большую площадь сопротивления, компрессирующий штифт 502 позволяет избежать вращения головки бедренной кости относительно стягивающего винта 202. Положение компрессирующего штифта 502 в интрамедуллярном гвозде 100 фиксируется стопорным винтом, вставленным в проксимальный торцевой вырез гвоздя. Стягивающий винт 202 может сдвигаться по компрессирующему штифту 502 через проксимальный вырез. В другом варианте изобретения компрессирующий штифт 502 имеет на своей поверхности шипы.
На фиг.36-37 показано крепежное приспособление 200 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Данное приспособление 200 содержит компрессирующий штифт 502 и стягивающий винт 202, сходные с теми, что предусмотрены в варианте изобретения с фиг.34-35. Отличие от варианта изобретения с фиг.34-35 заключается в том, что шпонка 504 стягивающего винта 202 и паз 503 компрессирующего штифта 502 имеют сопрягаемые друг с другом фиксирующие зубцы 506. Положение компрессирующего штифта 502 в интрамедуллярном гвозде блокируется стопорным винтом, вставленным в проксимальный торцевой вырез. Компрессия перелома может достигаться оттягиванием стягивающего винта в, по существу, латеральном направлении. Фиксирующие зубцы 506 допускают перемещение стягивающего винта 202 в, по существу, латеральном направлении, однако препятствуют его перемещению в, по существу, медиальном направлении. Для выполнения перемещения можно использовать сжимающий инструмент, сходный с инструментом, описанным со ссылкой на фиг.34-35.
На фиг.38-39 изображено крепежное приспособление 200 со стягивающим винтом 602, винтом 610 тонкой регулировки и компрессирующим винтом 604. Стягивающий винт 602 содержит вытянутую основную часть 606 и резьбовой конец 608. Вытянутая основная часть 606 имеет в поперечном сечении форму полуокружности. Винты 602, 604, 610 имеют такую конструкцию, что периметр стягивающего винта 602 пересекает периметры винта 610 тонкой регулировки и компрессирующего винта 604. Резьба на вытянутой основной части 606 стягивающего винта 602 соответствует и взаимодействует с резьбовым участком винта 610 тонкой регулировки. Резьба на винте 610 тонкой регулировки соответствует и взаимодействует со стягивающим винтом 602 и компрессирующим винтом 604. Компрессирующий винт 604 содержит резьбовой участок 614 и головку 612.
В варианте изобретения, показанном на фиг.38-39, стягивающий винт 602, винт 610 тонкой регулировки и компрессирующий винт 604 можно одновременно вставлять в проксимальный вырез на интрамедуллярном гвозде, причем указанные винты имеют возможность сдвига внутри него. Стягивающий винт 602 проходит через просвет перелома и входит в головку бедренной кости. Резьбовой конец 608 стягивающего винта 602 зацепляется за головку бедренной кости. При затягивании компрессирующего винта 604 его резьба 614 зацепляется с резьбой винта 610 тонкой регулировки и резьбой стягивающего винта 602, перемещая, тем самым, стягивающий винт 602 в, по существу, латеральном направлении в сторону интрамедуллярного гвоздя и создавая компрессию головки бедренной кости. После этого винт 610 тонкой регулировки поворачивается, что вызывает перемещение компрессирующего винта 604 в дистальном направлении в сторону от стягивающего винта 602. В качестве альтернативы, крепежное приспособление 200 может иметь такую конструкцию, которая позволит перемещать компрессирующий винт 604 проксимально относительно стягивающего винта 602. Компрессирующий винт 604 отдельно от стягивающего винта 602 препятствует вращению головки бедренной кости на стягивающем винте 602 за счет увеличения площади сопротивления.
На фиг.40-41 изображено крепежное приспособление 200, содержащее стягивающий винт 702 и компрессирующий штифт 704. Стягивающий винт 702 содержит вытянутую основную часть 706 и резьбовой конец 708. Вытянутая основная часть 706 имеет в поперечном сечении форму полуокружности, что позволяет при введении в бедренную кость расположить компрессирующий штифт 704 частично внутри периметра стягивающего винта 702. Кроме того, с внутренней стороны вытянутой основной части 706 предусмотрена шпонка 712. В вытянутой основной части 706 выполнен вырез 710. Компрессирующий штифт 704 имеет, по существу, цилиндрическую форму, причем его размеры таковы, что он может помещаться внутри полукруглой основной части 706 стягивающего винта. Шпонка 712 стягивающего винта вставляется в паз 714, выполненный в компрессирующем штифте 704. Шпонка 712 и паз 714 имеют сопрягаемые друг с другом фиксирующие зубцы.
Стягивающий винт 702 и компрессирующий штифт 704 можно одновременно вставлять в предварительно просверленное отверстие в бедренной кости через проксимальный вырез интрамедуллярного гвоздя, причем указанные элементы 702 и 704 имеют возможность сдвига внутри указанного выреза. Стягивающий винт 702 проходит через просвет перелома и входит в головку бедренной кости. Резьбовой конец стягивающего винта 702 зацепляется за головку бедренной кости. Для выполнения перемещения между компрессирующим штифтом 704 и стягивающим винтом 702 или между крепежным приспособлением и интрамедуллярным гвоздем 100 можно использовать сжимающий инструмент, сходный с инструментом, описанным со ссылкой на фиг.34-35. Для фиксации положения крепежного приспособления можно использовать стопорный винт. Стопорный винт имеет выступ, который при затягивании стопорного винта входит в паз 710 стягивающего винта 702 и отводит компрессирующий винт 704 от стягивающего винта 702. Компрессирующий винт 704 отдельно от стягивающего винта 702 препятствует вращению головки бедренной кости на стягивающем винте за счет увеличения площади сопротивления.
На фиг.42 показан еще один вариант изобретения, согласно которому крепежное приспособление 200 используют совместно с прижимной пластиной 150. Как показано на чертеже, указанные устройства применяются для лечения бедренной кости. С прижимной пластиной подобного типа можно использовать крепежные приспособления 200 различных вариантов исполнения, раскрытых выше, причем прижимные пластины могут иметь заданную форму, которая позволит использовать их для других частей тела. Например, на фиг.43 представлен вариант изобретения, согласно которому крепежное приспособление 200 используют с околосуставной пластиной 170. Показанные здесь пластина и крепежное приспособление используют для проксимальной части большеберцовой кости.
На фиг.44 показан другой вариант изобретения, согласно которому крепежное приспособление 200 используют в комбинации с плечевым гвоздем 190. Как показано на чертеже, головка 212 компрессирующего винта 204 упирается в плечевую кость, создавая в ней компрессию. На стягивающий винт 202, прикрепленный к костному фрагменту своим резьбовым концом 208, действует сжимающее усилие, в результате костный фрагмент подтягивается в заданное положение, при котором происходит срастание. При определенных условиях целесообразно предусмотреть между головкой 212 и плечевой костью, к которой прижимается головка 212, шайбу или опорную поверхность (не показана). В другом варианте изобретения отверстие в плечевой кости может быть расширено так, чтобы головка 212 могла проходить внутрь плечевой кости до упора в плечевой гвоздь 190. В данном случае для зацепления с костью резьбовым концом 208 на том же участке кости длина крепежного приспособления 200 будет меньше, чем у крепежного приспособления, показанного на фиг.45.
Универсальный бедренный гвоздь 800, показанный на фиг.45-47, содержит реконструктивный вырез 801 для лечения переломов и других повреждений головки и шейки бедренной кости в реконструктивном режиме, причем указанный вырез ориентирован к головке и шейке бедренной кости, как описано выше. Кроме того, указанный бедренный гвоздь 800 содержит антеградный вырез 802 для лечения переломов тела бедренной кости в антеградном режиме, причем указанный вырез ориентирован к малому вертелу. Гвоздь 800 содержит центральную продольную ось 800а, головку 800b, образованную на проксимальном участке 812 гвоздя 800, и стержень 813, проходящий от головки 800b до дистального участка 814 гвоздя 800. Поперечное сечение головки 800b в плоскости, перпендикулярной к продольной оси 800а, является по существу некруглым. Как показано на фиг.50, поперечное сечение головки 800b является, по существу, трапециевидным и содержит закругленные участки. Например, по меньшей мере часть латеральной стороны 800d является плоской. При этом медиальная сторона 800е, по существу, закруглена. Как показано на фиг.50, головку 800b делит пополам медиально-латеральная плоскость M-L, в которой лежат центральная ось 801а реконструктивного выреза и центральная продольная ось 800а гвоздя 800. Таким образом, как видно на чертеже, медиально-латеральная плоскость M-L совпадает с фронтальной плоскостью гвоздя 800, отделяющей его переднюю часть от задней. Следует отметить, что указанная плоскость не обязательно соотносится с фронтальной плоскостью тела пациента и даже с фронтальной плоскостью бедренной кости пациента. Кроме того, в некоторые вариантах изобретения реконструктивный вырез 801 располагается не по центру головки 800b, то есть центральная ось 801а реконструктивного выреза 801 не лежит в медиально-латеральной плоскости M-L, при этом медиально-латеральная плоскость M-L параллельна указанной оси 801а и параллельна фронтальной плоскости гвоздя 800.
Поперечный реконструктивный вырез 801 имеет грушевидную форму и отклоняется от продольной оси 800а гвоздя 800. Указанный вырез 801 выполнен таким образом, что в него можно вставить стягивающий элемент и компрессирующий элемент, например описанные выше стягивающий винт 202 и компрессирующий винт 204. Для того чтобы в реконструктивном режиме реконструктивный вырез был ориентирован к головке и шейке бедренной кости, центральная ось 801а реконструктивного выреза 801 лежит в медиально-латеральной плоскости M-L и расположена под углом А, равным примерно 122 градусам, по отношению к центральной продольной оси 800а. Поперечный антеградный вырез 802 также отклонен от продольной оси 800а на угол В, который составляет примерно 35 градусов. Антеградный вырез 802 ориентирован таким образом, что его центральная ось 802а лежит в антеградной плоскости АР, которая параллельна продольной оси 800а и радиально смещена относительно медиально-латеральной плоскости M-L на угол С, равный примерно 12 градусам. Как показано на фиг.50, антеградный вырез 802 не располагается по центру головки 800b, то есть центральная ось 802а антеградного выреза 802 не пересекает продольную ось 800а гвоздя 800. В некоторых вариантах изобретения, в том числе в варианте, показанном на фиг.50, центральная ось 802а пересекает медиально-латеральную плоскость M-L вблизи медиальной стороны 800е.
Как показано на фиг.48 и 49, гвоздь 800 также имеет три отверстия 831, 832, и 833, расположенные в дистальном отделе 814 гвоздя, в которые в процессе использования вставляются стержни или винты, придающие устойчивость дистальному отделу гвоздя 800. Наиболее проксимальное по своему положению отверстие 831 имеет форму паза, а центральное и наиболее дистальное отверстия 832 и 833 являются по форме круглыми. При лечении переломов тела бедренной кости, как указывалось выше, в одно или более из трех отверстий 831, 832 и 833 вставляют костные стержни или другие крепежные средства (не показаны), которые крепятся к здоровой кости.
Проксимальное отверстие 831 и дистальное отверстие 833 выполнены таким образом, что соответствующие центральные оси 831а и 833а этих отверстий 831 и 833 лежат в плоскостях, параллельных антеградной плоскости АР. Иначе говоря, центральные оси 831а и 833а радиально смещены относительно медиально-латеральной плоскости M-L на тот же угол, что и центральная ось 802 с антеградного выреза 802. Таким образом, антеградный вырез 802, проксимальное отверстие 831 и дистальное отверстие 833 параллельны друг другу или лежат в параллельных плоскостях, даже если они по-разному ориентированы относительно центральной оси 800а гвоздя 800. Например, как указывалось выше, центральная ось 802а антеградного отверстия 802 может быть отклонена на 35 градусов относительно центральной продольной оси 800а гвоздя 800. Однако проксимальное отверстие 831 и дистальное отверстие 833 могут располагаться под углом примерно 90 градусов к центральной продольной оси 800а или же могут иметь иную угловую ориентацию. В некоторых вариантах изобретения центральная ось 831а проксимального отверстия 831 лежит в той же плоскости, что и центральная ось 833а дистального отверстия 833. Кроме того, центральные оси 831а и 833а проксимального отверстия 831 и дистального отверстия 833 могут лежать в антеградной плоскости АР, так что центральные оси 802а, 831а, и 833а окажутся в одной плоскости.
Центральная ось 832а центрального отверстия 832 также радиально смещена относительно медиально-латеральной плоскости M-L. Однако смещение центральной оси 832а относительно медиально-латеральной плоскости M-L отличается от смещения центральных осей 831а и 833а. Так, например, центральная ось 832а центрального отверстия 832 может быть смещена относительно медиально-латеральной плоскости M-L на 37 градусов и радиально смещена относительно антеградной плоскости АР на 25 градусов.
При лечении переломов шейки, головки, и межвертельной области бедренной кости гвоздь 800 используют вместе с первым и вторым элементами, например со стягивающим винтом 202 и компрессирующим винтом 204, вставляемыми в реконструктивный вырез 801. Когда лечению подлежит только перелом тела бедренной кости, гвоздь 800 используют вместе с костным стержнем, вставляемым в антеградный вырез 802. Вдоль продольной оси 800а гвоздя 800 проходит канал 816. В канал 816 для блокировки положения первого и второго элементов или костного стержня может быть вставлен стопорный винт (не показан).
Реконструктивный вырез 801 содержит первый полуцилиндрический вырез 810, образующий его первую часть 811 (фиг.46), и второй U-образный вырез 820, образующий его вторую часть 821 (фиг.46). Гвоздь 800 содержит внутреннюю стенку 805 (фиг.47), ограничивающую реконструктивный вырез 801. Внутренняя стенка 805 содержит первую полуцилиндрическую секцию 807, задающую полуцилиндрический вырез 810, и вторую U-образную секцию 809, задающую U-образный вырез 820. Как видно из чертежа, за исключением заплечика 803, реконструктивный вырез 801 имеет постоянную форму поперечного сечения вдоль своей длины L. Заплечик 803 образован наружным выступом 818 в U-образной секции 809.
Полуцилиндрическая секция 807 внутренней стенки 805 содержит дуговой сегмент величиной более 180 градусов, например 270 градусов, и заканчивается двумя расположенными напротив друг друга кромками 808а и 808b. Плоскость между указанными кромками 808а и 808b задает поверхность 841 полуцилиндрической секции 807. Кромки 808а и 808b расположены в месте Т соединения полуцилиндрической секции 807 и U-образной секции 809 внутренней стенки 805. При этом полуцилиндрическая секция 807 и U-образная секция 809 задают непрерывную поверхность реконструктивного выреза 801.
U-образная секция 809 внутренней стенки 805 содержит полуцилиндрический дуговой сегмент 809а, расположенный напротив поверхности 841 полуцилиндрической секции 807, а также две расположенные напротив друг друга стенки 809b и 809с, отходящие от полуцилиндрического дугового сегмента 809а. U-образная секция 809 внутренней стенки 805 содержит также поверхность 845, заданную плоскостью между кромками 809е и 809f стенок 809b и 809с. Как показано на чертеже, поверхность 845 U-образной секции 809 совпадает с поверхностью 841 полуцилиндрической секции 807. Полуцилиндрический дуговой сегмент 809а содержит поверхность 843, расположенную напротив поверхности 841 полуцилиндрической секции 807 внутренней стенки 805 (и поверхности 845 U-образной секции 809) и отделенную от нее стенками 809b и 809с.
В некоторых вариантах изобретения поверхность 843 полуцилиндрического дугового сегмента 809а отстоит от первой открытой поверхности 841 первого полуцилиндрического выреза 810 на расстоянии D, так что цилиндрический элемент, имеющий круглое поперечное сечение, по существу, того же диаметра, что и диаметр полуцилиндрического дугового сегмента 809а, при его помещении в полуцилиндрический дуговой сегмент 809а с прилеганием к поверхности указанного сегмента будет выступать в первую часть 811 реконструктивного выреза 801. В этом случае, например, если полуцилиндрический дуговой сегмент 809а соответствует дуге в 180 градусов, параллельные стенки 809b и 809с выходят из полуцилиндрического дугового сегмента 809а (то есть от поверхности 843 полуцилиндрического дугового сегмента 809а) на расстояние D, меньшее, чем радиус полуцилиндрического дугового сегмента 809а. В некоторых вариантах изобретения диаметр полуцилиндрического дугового сегмента 809а составляет примерно от 5 до 15 миллиметров, а величина перекрытия введенного в него цилиндрического элемента цилиндрическим элементом, вставленным в полуцилиндрическую секцию 807, составляет примерно от 1 до 5 миллиметров.
Как показано на чертежах, расположенные напротив друг друга стенки 809b и 809с параллельны друг другу, а полуцилиндрический дуговой сегмент 809а соответствует дуге в 180 градусов. Вместе с тем, в альтернативном варианте стенки 809b и 809с могут расходиться и/или полуцилиндрический дуговой сегмент 809а может соответствовать дуге менее 180 градусов. В этом случае, если поместить элемент, размеры которого подобраны под полуцилиндрический дуговой сегмент 809а, в U-образный вырез 820, этот элемент не будет зажат сужением U-образного выреза 820. Таким образом, если размеры элемента подобраны в соответствии с полуцилиндрическим дуговым сегментом 809а, то перемещение данного элемента по полуцилиндрическому вырезу 810 будет блокироваться только тогда, когда в полуцилиндрическом вырезе 810 будет находиться второй элемент. Например, когда компрессирующий винт 204 располагается внутри U-образной секции 809 внутренней стенки 805, а стягивающий винт 202 располагается внутри полуцилиндрической секции 807 внутренней стенки 805, компрессирующий винт 204 удерживается в U-образной секции 809, а стягивающий винт 202 и компрессирующий винт 204 совместно противодействуют моменту силы, прикладываемому либо к одному из указанных винтов, либо к ним обоим. Однако, если внутри полуцилиндрической секции 807 внутренней стенки 805 нет стягивающего винта 202, то компрессирующий винт 204 может двигаться под действием прикладываемых к нему сил, что снижает риск изгиба или поломки компрессирующего винта 204.
Как показано на фиг.48-52, антеградный вырез 802 содержит первое отверстие (или вход) 802а, выполненное с латеральной стороны 800d гвоздя 800 и расположенное проксимально к первому отверстию (или входу) 801а реконструктивного выреза 801, выполненному с латеральной стороны 800d гвоздя 800. Первое отверстие 801а реконструктивного выреза 801 расположено, по существу, по центру латеральной стороны 800d гвоздя 800, тогда как первое отверстие 802а антеградного выреза 802 смещено от центра латеральной стороны 800d гвоздя 800. Некруглое поперечное сечение головки 800b, в котором латеральная сторона 800d длиннее медиальной стороны 800е, создает дополнительную площадь для размещения первого отверстия 802а антеградного выреза 802 со смещением от центра в головке 800b и, при отклонении антеградного выреза 802 от медиально-латеральной плоскости M-L, может обеспечивать дополнительную прочность по сравнению с вариантом, когда головка имеет круглое поперечное сечение.
При этом реконструктивный вырез 801 ориентирован в направлении шейки бедренной кости, так что второе отверстие (или выход) 801b реконструктивного выреза 801, выполненное с медиальной стороны 800е гвоздя 800, расположено с проксимальной стороны от первого отверстия 801а реконструктивного выреза 801, и тогда антеградный вырез 802 своим вторым отверстием (или выходом) 802b ориентирован дистально, так что указанное отверстие 802b выполнено во внутренней стенке 805 вблизи второго отверстия 801b реконструктивного выреза 801 в медиальной стороне 800е гвоздя 800. Однако в некоторых вариантах изобретения второе отверстие 802b антеградного выреза 802 может быть образовано с медиальной стороны 800е гвоздя 800, причем указанное второе отверстие 802b расположено с проксимальной или с дистальной стороны по отношению ко второму отверстию 801b реконструктивного выреза 801.
Как показано на фиг.51 и 52, выходное отверстие 802b выполнено с медиальной стороны 800е гвоздя 800 и полностью вмещается в выходное отверстие 801b реконструктивного выреза 801. При данных размерах антеградного выреза 802 и реконструктивного выреза 801 совместное расположение выходных отверстий 802b и 801b позволяет уменьшить количество материала, удаляемого с медиальной стороны 800 с гвоздя 800. Как указывалось выше, некруглое поперечное сечение головки 800b позволяет располагать совместно выходные отверстия 802b и 801b при радиальном смещении антеградной плоскости АР и медиально-латеральной плоскости M-L, сохраняя при этом конструкционную прочность головки 800b.
В некоторых вариантах изобретения, как показано на фиг.58 и 59, головка 800b гвоздя 800 расположена относительно стержня 813 под углом D, например 5 градусов. В антеградной плоскости АР образуется такой изгиб, что продолжение продольной оси 800а в месте расположения отверстия 831 в головке 800b находится под углом приблизительно в 5 градусов относительно продолжения продольной оси 800а в месте расположения отверстия 833 в стержне 813. Как видно из чертежей, и головка 800b, и стержень 813 в антеградной плоскости АР являются, по существу, прямыми. Как показано на фиг.59 и 60, гвоздь 800 изогнут относительно антеградной плоскости АР, при этом антеградная плоскость АР тоже имеет изгиб. Кривая, изображенная на фиг.60, является составной и характеризуется более чем одним радиусом кривизны относительно антеградной плоскости АР.
Специалисту в данной области техники очевидно, что конкретные варианты изобретения, описанные выше и изображенные на чертежах, приведены в иллюстративных целях, при этом конструкция и материалы проиллюстрированных вариантов могут быть модифицированы. Например, несмотря на то, что некруглый вырез на фиг.45-47 показан с круглыми полуцилиндрическими частями, указанные части могут иметь иную форму поперечного сечения, например овальную или прямоугольную. В этом случае могут быть использованы крепежные элементы соответствующей формы, то есть крепежные приспособления, имеющие в поперечном сечении квадратную, прямоугольную, овальную форму, форму полумесяца или другую. Кроме того, некруглые вырезы могут содержать дополнительные участки, которые могут иметь цилиндрическую форму. Помимо этого один или более вырезов 831, 832, 833, расположенных вблизи дистального конца 800с, могут находиться под углом, отличным от прямого, к оси 800а, при этом их первые отверстия могут располагаться с проксимальной или с дистальной стороны от вторых отверстий. Кроме того, хотя поперечное сечение стержня 813 в плоскости, перпендикулярной к продольной оси 800а, является, по существу, круглым, диаметр стержня 813 может различаться вдоль продольной оси 800а. Например, весь стержень 813 или его часть может сужаться. Кроме того, головка 800b может иметь другую форму поперечного сечения, в том числе, например, круглую, овальную или многоугольную. Вместе с тем, даже если головке 800b будет придана другая форма, центральная продольная ось 800а будет по-прежнему лежать в медиально-латеральной плоскости M-L, при этом указанная медиально-латеральная плоскость M-L будет параллельна центральной оси 801 реконструктивного выреза 801 или будет вмещать указанную ось. Кроме того, поперечный вырез 801 может быть ориентирован таким образом, что угол А может составлять примерно от 110 до 150 градусов или примерно от 120 до 130 градусов. Центральная ось 832а центрального отверстия 832 может быть смещена от медиально-латеральной плоскости M-L и антеградной плоскости АР на другой угол, например на угол, равный от 20 до 75 градусов или от 30 до 60 градусов. Угол С может составлять от 0 до 30 градусов, от 0 до 20 градусов или от 10 до 15 градусов. Угол D может составлять от 0 до 20 градусов или от 0 до 10 градусов. Центральная ось 832а центрального отверстия 832 может быть радиально смещена от антеградной плоскости на угол, равный от 0 до 90 градусов или от 0 до 45 градусов.