ПЛАСТИНА ДЛЯ АРТРОДЕЗА ГОЛЕНОСТОПНОГО СУСТАВА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использована для осуществления артродеза голеностопного сустава в сегменте сочленения большеберцовая кость - таранная кость, в результате которого должен быть достигнут анкилоз (костное сращение) между большеберцовой и таранной костью пациента. Полезная модель представляет собой пластину, имеющую анатомическую форму для фиксации большеберцовой кости и таранной кости, которая может быть использована для лечения терминальных стадий артроза голеностопного сустава, паралитических патологических установок стопы. Пластина предназначена для передней установки на голеностопный сустав.
Уровень техники
Голеностопный сустав представляет собой сложное анатомическое образование из мышц, связок, сосудов, костей: малоберцовой, таранной и большеберцовой. Его основная функция - обеспечивать подвижность стопы в одной плоскости (сгибание и разгибание). При этом сустав испытывает значительную нагрузку и часто подвержен травмам, разрывам связок и переломам. Вероятность повреждения голеностопного сустава возрастает при малоподвижном образе жизни или при слишком активном (у спортсменов). Кроме того, сустав между большеберцовой костью и таранной костью может быть подвержен различным заболеваниям. При определенных патологиях, возникающих в суставе между большеберцовой костью и таранной костью (посттравматический артроз или артрит голеностопного сустава) или после неудачного эндопротезирования голеностопного сустава может потребоваться артродез для сращения таранной и большеберцовой костей. В этой связи актуальной является разработка средств и методов, обеспечивающих формирование анкилоза между большеберцовой и таранной костями с использованием наименее инвазивных и максимально точных приемов, чтобы избежать последующего дискомфорта при ходьбе. Оптимальным положением для стопы при анкилозе голеностопного сустава является: среднее положение между сгибанием и разгибанием, вальгус от 5 до 10 градусов, отсутствие значимой наружной или внутренней ротации.
В настоящее время артродез голеностопного сустава обычно выполняют с помощью винтов, аппаратов внешней фиксации, интрамедуллярных штифтов и накостных крепежных пластин, снабженных отверстиями, предназначенными для размещения анкерных элементов для фиксации пластины к костям, подлежащим сращиванию. Как правило, известные пластины выполнены из титанового сплава с анатомическими изгибами в продольном направлении, и включают проксимальную часть, предназначенную для фиксации большеберцовой кости, дистальную часть, предназначенную для фиксации таранной кости, и соединительную часть - участок, соединяющий дистальную и проксимальную части. Из уровня техники известны пластины, отличающиеся количеством и конфигурацией отверстий, профилем в продольном и поперечном сечении (например, пластины Ankle Fusion, см. https://ru.doublemedicalgp.com/ankle-fusion-locking-plate_p175.html, пластины компании ChM, см. https://chm.eu/ru/product/70chlp-7-0chlp-ankle-arthrodesis-plates/ и др.).
Однако известные пластины, характеризуются сложностью их установки, а также имеют конфигурацию, не позволяющую надежно закрепить пластину на кости, а также создать полноценную компрессию в суставе. Обозначенные недостатки создают вероятность несостоятельности артродеза, а также риск последующего дискомфорта и осложнений для пациента.
В частности, из уровня техники известна пластина для сращивания голеностопного сустава (CN 208851611U), выполненная из титанового сплава, которая содержит часть, фиксирующую большеберцовую кость, контактирующую с большеберцовой костью, и часть, фиксирующую таранную кость, контактирующую с таранной костью, выполненные с отверстиями для проведения фиксирующих винтов с номинальным диаметром 6 мм. Упомянутые части имеют единую конструкцию, при этом часть, фиксирующая большеберцовую кость, снабжена, по меньшей мере, четырьмя отверстиями для винтов, расположенными вдоль продольной оси пластины, одно из которых выполнено скользящим восьмиобразной формы для установки кортикального костного винта для фиксации положения большеберцово-таранного сустава; а часть, фиксирующая таранную кость, снабжена тремя отверстиями, имеющими треугольное расположение. Пластина имеет длину 95,9 мм, ширину 12-20 мм и толщину 2 мм. Угол между частью фиксации таранной кости и частью фиксации большеберцовой кости составляет 173°. Оси большеберцового фиксирующего отверстия, скользящего прижимного отверстия и таранного фиксирующего отверстия перпендикулярны большеберцовой фиксирующей части. Скользящее прижимное отверстие выполнено овальным. Конструкция пластины соответствует требованиям биомеханики, однако подразумевает установку из латерального доступа, что является достаточно травматичным вариантом доступа к голеностопному суставу с высоким риском осложнений в связи с наличием большого количества важных анатомических структур, расположенных по ходу хирургического доступа. Также немаловажно отметить, что установка из латерального доступа подразумевает смещение пластины с оси сгибания и разгибания в сочленении большеберцовой кости с таранной костью. Таким образом, создается большой риск последующей миграции имплантата по причине перелома винтов или прорезывания остеопорозной кости под действием срезающей нагрузки.
Наиболее близким к заявляемому является пластина для артродеза голеностопного сустава (Техника №2, https://msk-artusmed.ru/endoprotezirovanie/artrodez-golenostopnogo-sustava/), выполненная из титанового сплава, содержащая проксимальную часть, фиксирующую большеберцовую кость, снабженную шестью отверстиями для проведения фиксирующих винтов; дистальную часть, фиксирующую таранную кость, снабженную двумя отверстиями, и участок, соединяющий упомянутые части, снабженный двумя отверстиями. Пластина выполнена с увеличением ширины в дистальном направлении, обеспечивающем размещение трех пар винтов с расположением осей винтов каждой пары на линии, поперечной продольной оси пластины: одной пары винтов на участке проксимальной части, соответствующем дистальному метаэпифизу большеберцовой кости, второй пары винтов - на соединительном участке, и третьей пары - на дистальной части, фиксирующей таранную кость. При этом оси отверстий в каждой паре расположены перпендикулярно соответствующему участку пластины, на которых расположены отверстия. Часть, фиксирующая большеберцовую кость, снабжена отверстием, ось которого размещена под углом к участку пластины, на котором расположено данное отверстие, с возможностью проведения винта по направлению большеберцовая кость - таранная кость. Конструкция пластины соответствует требованиям биомеханики, однако характеризуется недостаточной прочностью и надежностью ее крепления. Кроме того, достаточно большая ширина дистальной части, а также выступающая над плоскостью пластины заходная фаска отверстия для косого нисходящего винта могут создавать дискомфортные ощущения и вызывать раздражение мягких тканей у пациента в постоперационном периоде. Дополнительно стоит отметить, что применение только винтов с угловой стабильностью не позволяет обеспечить достаточную компрессию в зоне голеностопного сустава, тогда как компрессия и абсолютная стабильность в сегменте большеберцовая кость - таранная кость являются необходимым условием для наиболее раннего формирования анкилоза.
Таким образом, известные пластины имеют определенные недостатки, из-за которых имеется риск потери корректного положения анкилозируемых костей, а также вероятность возникновения дискомфорта в послеоперационном периоде.
Технической проблемой является устранение вышеперечисленных недостатков существующих пластин и создание новой удобной для пациента пластины, обеспечивающей стабильную и прочную фиксацию сустава между большеберцовой и таранной костями пациента.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом является обеспечение прочности и надежности крепления пластины в зоне дистального метаэпифиза большеберцовой кости с формированием стабильного, прочного и точного анкилоза между большеберцовой и таранной костями пациента.
Технический результат достигается при использовании пластины для артродеза голеностопного сустава, содержащей большеберцовую часть, предназначенную для фиксации большеберцовой кости, таранную часть, предназначенную для фиксации таранной кости, и участок, соединяющий большеберцовую и таранную части пластины, снабженной отверстиями для проведения фиксирующих винтов, где большеберцовая часть пластины включает метафизарный участок, соответствующий метафизарному расширению кости, образованный двумя выступами с противоположных сторон пластины, и предназначенный для фиксации дистального метаэпифиза большеберцовой кости, при этом большеберцовая часть пластины снабжена тремя продольно расположенными отверстиями, выполненными с возможностью фиксации большеберцовой кости, два из которых размещены на метафизарном участке, и двумя поперечно расположенными компрессионными отверстиями для канюлированных винтов, выполненными с возможностью их трансартикулярной фиксации в метафизарной области голеностопного сустава, и также размещенными на метафизарном участке, а таранная часть снабжена тремя отверстиями с угловой стабильностью, выполненными с возможностью фиксации таранной кости.
Пластина дополнительно может содержать отверстие на проксимальном участке большеберцовой части, выполненное с возможностью размещения в нем спицы Киршнера для временной интраоперационной фиксации в предустановленном положении.
Компрессионные отверстия имеют больший диаметр по сравнению с остальными отверстиями пластины, при этом оси отверстий расположены под углом к плоскости пластины для размещения канюлированных винтов с возможностью их проведения по направлению большеберцовая кость - таранная кость - пяточная кость. Компрессионные отверстия могут быть выполнены с опорными поверхностями.
Пластина может содержать выемки со стороны ее задней поверхности, контактирующей с большеберцовой костью, которые в одном из вариантов реализации пластины могут иметь симметричное расположение относительно продольной оси пластины.
Конструктивной особенностью пластины является наличие расширения в метафизарной зоне - метафизарной площадки, образованной двумя выступами с противоположных сторон от пластины, которая обеспечивает:
- ротационную стабильность имплантата при универсальном (левая и правая нога) применении за счет большей площади опоры на костную ткань;
- возможность дополнительного использования канюлированных винтов для проведения через площадку по направлению большеберцовая кость - таранная кость - пяточная кость. Дополнительные канюлированные винты необходимы для повышения прочности артродеза, а также для компрессии между артродезируемыми костями. Канюлированные винты могут проводиться до непосредственной фиксации пластины, чтобы скомпрессировать зону сустава (при артродезе голеностопного сустава важно достигать максимальной компрессии между суставными поверхностями). Далее уже без потери позиционирования пластины, так как она, по сути, уже лежит на кости, прижатая канюлированными винтами, проводится окончательная фиксация винтами диаметром 3,5 мм с угловой стабильностью, либо обычными кортикальными винтами 3,5 мм на усмотрение хирурга, исходя из предоперационного плана и текущей рентгенологической и визуальной картины;
- проведение канюлированных винтов через выступающие площадки, выполняющие роль опорных площадок, позволяет нивелировать следующие проблемы: при переломах - вторичное смещение отломков головкой винта при компрессии; при потере минеральной плотности костной ткани - продавливание головкой винта кортикального слоя кости.
Кроме того, метафизарное расширение увеличивает прочность самой пластины, в т.ч. на участке, соответствующем зоне дистального метаэпифиза большеберцовой кости.
Отверстия имеют конфигурацию, которая позволяет улучшать соединение в системе винт-пластина, скрывать головки винтов таким образом, что они не выступают над поверхностью пластины, что значительно снижает раздражение мягких тканей.
Выполнение пластины с атравматичными торцевыми поверхностями, которые могут быть реализованы посредством снятой фаски с граней пластины, минимизирует раздражение мягких тканей, снижает нагрузку на прилегающую костную ткань.
Наличие выемок со стороны задней поверхности пластины, предназначенной для контакта с костной тканью, ограничивает контакт системы пластина-кость, что улучшает кровоснабжение окружающих пластину тканей.
Конфигурация отверстий реализует возможность размещения анатомически направленных винтов с заранее определенным направлением для стабильной иммобилизации сращиваемых костей, введения винтов без их пересечения в костной ткани при установке пластины, что повышает стабильность пластины и надежность ее фиксации в кости.
Формируемый артродез голеностопного сустава с помощью разработанной пластины обеспечивает надежное удержание сращиваемых суставных поверхностей большеберцовой и таранной костей в заданном положении, уменьшение времени операции, уменьшение вероятности некорректного положения анкерных элементов (винтов). Пластина усовершенствованной конструкции может быть легко и быстро установлена во время операции, облегчает процесс остеосинтеза между большеберцовой костью и таранной костью, обеспечивает надежное сращение костей.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлен вид на пластину сбоку, на фигуре 2 - вид на пластину сверху, на фигуре 3 - вид на дистальную (таранную) часть пластины со стороны ее проксимального конца, на фигуре 4 - вид (разрез) пластины в таранной части в зоне установки винтов, на фигуре 5 - вид (разрез) пластины на ее проксимальном участке в зоне установки винта, на фигуре 6 - вид (разрез) пластины в зоне дистального участка большеберцовой части пластины, соответствующей метафизарному расширению в зоне установки винтов, на фигуре 7 - вид пластины сверху в изометрии, на фигуре 8 - вид пластины снизу в изометрии, на фигуре 9 - вид пластины снизу, на фигуре 10 - вид (разрез) пластины в зоне выемки 10 (Д-Д) и вид на зону выемки 10 (Е), на фигуре 11 - размещение пластины на голеностопном суставе.
Позициями на чертежах обозначены: 1 - пластина для артродеза, 2 - проксимальная часть пластины (или большеберцовая часть), 3 - дистальная часть пластины (или таранная часть), 4 - соединительный участок пластины, соединяющий большеберцовую и таранную части, 5 - большеберцовая кость, 6 - таранная кость, 7 - диафизарный участок большеберцовой части пластины (или проксимальный участок большеберцовой части пластины), 8 - метафизарный участок большеберцовой части пластины (или дистальный участок большеберцовой части пластины, соответствующий метафизарному расширению), 9 - выступ пластины, соответствующий метафизарному расширению, 10 - выемки, 11 - компрессирующие отверстия для размещения канюлированных винтов, 12 -восьмиобразные комбинированные отверстия, 13 - отверстия с угловой стабильностью, 14 - опорная поверхность для головки винта, 15 - отверстие для спицы для временной интраоперационной фиксации.
На фигурах также представлены следующие обозначения: В1 - ширина метафизарного участка большеберцовой части пластины, В2 - ширина диафизарного участка большеберцовой части пластины, В3 - ширина таранной части пластины, Н1 - высота или длина таранной части пластины, Н2 - высота или толщина пластины, Н3 - высота или глубина изгиба большеберцовой части пластины, L1 - длина пластины, L2 - длина большеберцовой части пластины, L3 - длина соединительного участка пластины, L4 - длина таранной части пластины, L5 - длина диафизарного участка большеберцовой части пластины, L6 - длина метафизарного участка большеберцовой части пластины, α - угол наклона осей отверстий 11 к поверхности пластины для проведения канюлированных винтов, β - угол наклона опорных поверхностей 14 для головок винтов относительно внутренней поверхности пластины, γ - угол наклона осей отверстий 13 таранной части пластины, δ - угол между большеберцовой частью и таранной частью пластины.
Осуществление полезной модели
Пластина 1 (фиг. 1) для артродеза выполнена в виде профилированной металлической детали, предпочтительно из титанового сплава, изогнутой по радиусу в поперечном сечении и имеющей несколько анатомических изгибов в продольном сечении. Пластина включает проксимальную часть (или большеберцовую часть) 2, предназначенную для фиксации большеберцовой кости 5 и контактирующую с большеберцовой костью, дистальную часть (или таранную часть) 3, предназначенную для фиксации таранной кости 6, контактирующую с таранной костью, и участок 4, соединяющий большеберцовую 2 и таранную 3 части пластины (соединительный участок).
Большеберцовая часть 2 пластины 1, ее таранная часть 3 и соединительный участок 4 плотно прилегают к поверхности соответствующих костных структур (передняя поверхность дистального метаэпифиза большеберцовой кости и верхняя поверхность шейки и головки таранной кости). Таким образом, пластина в целом имеет анатомическую форму, ее форма может максимально точно соответствовать анатомии костных структур зоны имплантации и плотно прилегать к поверхности анатомических структур, для крепления к которым она предназначена, тем самым обеспечивая надежное, эффективное, стабильное и удобное ее крепление. Угол δ между большеберцовой частью и таранной частью пластины составляет 110° с возможным отклонением от данного значения на величину не более 5%. Таранная часть пластины имеет длину H1, не выходящую за пределы таранной кости (фиг. 1). Конструкция пластины является универсальной, обеспечивает возможность ее использования как для правой, так и левой конечности. Все торцевые поверхности пластины выполнены атравматичными - со скругленными или скошенными краями, или снятыми фасками.
2
Большеберцовая часть 2 пластины, в свою очередь, включает два участка 7 и 8 (фиг. 1), расположенные по направлению от проксимальной к дистальной части, отличающиеся шириной, при этом пластина имеет большую ширину - метафизарное расширение, на втором участке 8, соответствующем анатомическому изгибу для дистального метаэпифиза большеберцовой кости. Ширина пластины В2 на участке 7 большеберцовой части может составлять 11 мм. Протяженность данного участка L5 по длине пластины - от 11 до 50 мм. Метафизарное расширение на участке 8 может быть выполнено длиной L6, равной 20 мм, и шириной B1, равной 28 мм. Участок 7 пластины плавно переходит в участок 8. Участок 8, соответствующий метафизарному расширению, имеет выступ 9 предпочтительно трапецеидальной формы, большее основание которого сопряжено с телом пластины, а углы у меньшего основания (на наружной поверхности пластины) выполнены сглаженными. Возможен вариант выполнения выступов 9 пластины округлой формы. Выступы имеют геометрические размеры, позволяющие сформировать на них, по меньшей мере, по одному отверстию 11 (фиг. 2) диаметром 6,5 или 7,3 мм для проведения канюлированного винта с расположением оси отверстия под углом к поверхности пластины α, например, 40°. В конкретном варианте осуществления выступы 9 имеют площадь поверхности по 150 мм. Указанные конкретные значения параметров демонстрируют возможность осуществления полезной модели, при этом не ограничивают возможность ее реализации с другими размерами. Такое выполнение пластины позволяет повысить прочность и надежность ее крепления в зоне дистального метаэпифиза большеберцовой кости, создает опорную компрессирующую площадку под канюлированные винты диаметром 6,5 или 7,3 мм для косого введения по направлению большеберцовая кость - таранная кость - пяточная кость. Кроме того, данное конструктивное решение пластины позволяет нивелировать эффекты подвижности отломков при травмах, а также «рыхлой» кости при остеопорозе, создавая опору для дополнительных винтов.
Большеберцовая часть пластины может быть выполнена с возможностью частичного охвата переднего гребня большеберцовой кости. Как хорошо известно, передний гребень большеберцовой кости не является прямолинейным по всей длине, а наклонен к внутренней лодыжке вблизи дистального конца большеберцовой кости.
Таранная часть 3 пластины 1 может иметь ширину В3, меньшую чем ширина участка 8 В1 большеберцовой части 2 пластины 1, соответствующего метафизарному расширению. Например, ширина В3 таранной части 3 пластины может составлять 16 мм, протяженность части 3 по длине пластины Н1 (фиг. 1) - 20 мм и L4 (фиг. 2) - 15 мм. При этом соединительный участок пластины 4, может иметь ширину, равную ширине таранной части, или меньшую, например, от 11 до 14 мм. Длина L3 соединительного участка 4 может составлять 12 мм.
Пластина со стороны ее контакта с большеберцовой костью содержит выемки 10 (фиг. 8) для уменьшения площади поверхности такого контакта, что снижает травматизацию надкостницы в процессе артродеза, сохраняет периостальный кровоток и упрощает анатомическое предмоделирование пластины. Предпочтительно выполнение пластины с равномерным расположением таких выемок по длине пластины. Возможно, но не обязательно, симметричное расположение выемок относительно продольной оси пластины. В одном из вариантов осуществления пластины выемки расположены на краях пластины, как показано на фиг. 8-10.
Пластина выполнена с отверстиями 11, 12, 13 (фиг. 2) для размещения винтов, предназначенных для введения в большеберцовую и таранную кости. При этом два отверстия 11 выполнены большего диаметра с расположением их осей под углом α к плоскости пластины (косые отверстия) и предназначены для размещения канюлированных винтов с возможностью их проведения по направлению большеберцовая кость - таранная кость - пяточная кость. Остальные отверстия 12 и 13 могут быть выполнены меньшего диаметра с угловой стабильностью, и/или с опорными площадками, или восьмиобразными комбинированными. Пластина также может содержать, по меньшей мере, одно отверстие 15 для спицы Киршнера с целью временной интраоперационной фиксации в предустановленном положении.
В одном из вариантов реализации пластины угол α (фиг. 6) для отверстий 11 (фиг. 2) может составлять 40°. Отверстия 11 могут быть сопряжены с опорной поверхностью 14 для головки винта, при этом при размещении винта в опорной пластине его головка является утопленной, а анкерная часть винта обеспечивает соединение большеберцовой кости и таранной кости (как показано на фиг. 11), формируя, тем самым, трансартикулярное анкерное соединение. Для осуществления артродеза возможно использование винта большей длины, позволяющего соединять большеберцовую кость, таранную кость и пяточную кость (на фигурах не показано). Таким образом, комбинируя ориентацию опорной поверхности 14 данного отверстия 11 и достаточной длины винта (анкерного элемента) можно добиться трансартикулярного крепления, фиксирующего пластину, большеберцовую кость, таранную кость и, необязательно, пяточную кость.
В примере, показанном на фигурах 2, большеберцовая часть пластины 1 может быть снабжена двумя отверстиями 11, расположенными на участке метафизарного расширения, с размещением центров отверстий на оси, перпендикулярной продольной оси пластины; и тремя отверстиями 12, расположенными на одной продольной оси пластины - одно отверстие на проксимальном участке, оставшиеся два - на участке метафизарного расширения, размещенные с противоположных сторон относительно оси, соединяющей центры отверстий 11.
Для облегчения позиционирования канюлированных винтов в отверстиях 11, образующих трансартикулярный крепежный элемент, данные отверстия могут быть расположены на большеберцовой части пластины таким образом, чтобы они находились вблизи с выступом кости, образованным лодыжкой большеберцовой кости. Это положение особенно способствует легкому получению стабильного и надежного крепления при проведении винтов через большеберцовую кость и таранную кость.
Для облегчения установки канюлированных винтов их опорная поверхность может проходить в средней плоскости, расположенной под наклоном относительно продольной оси пластины на участке расположения данных отверстий. Другими словами, как показано на фигурах, данные отверстия могут быть выполнены сквозными с расположением осей отверстий под углом α к плоскости пластины, а опорные поверхности 14 для головок винтов выполнены с наклоном относительно внутренней поверхности пластины под углом β (фиг. 6), которая предназначена для контакта с костью. Опорная поверхность 14 отверстия 11 может иметь закругленную форму, например, форму сферической части, для обеспечения возможности микрооперационной корректировки ориентации винта относительно большеберцовой кости в процессе установки и фиксации пластины. С этой целью головка винта или, по меньшей мере, часть головки, предназначенная для контакта с опорной поверхностью, может иметь ответную сферическую форму. Таким образом, хирург может точно отрегулировать положение канюлированного винта относительно большеберцовой части пластины, чтобы убедиться, например, с помощью рентгеновского контроля, что винт действительно проходит через большеберцовую и таранную кости.
Для обеспечения надежного крепления пластины к кости канюлированные винты диаметром 6,5 или 7,3 мм могут быть использованы в комплексе с остальными винтами с номинальным диаметром, например, 3,5 мм или 4,0 мм, включая стопорные винты, винты Cortex, противоударные винты.
Таранная часть 3 пластины 1 также снабжена, по меньшей мере, двумя отверстиями, центры которых в одном из вариантов реализации могут быть размещены на одной линии, перпендикулярной продольной оси пластины. Возможен вариант выполнения таранной части пластины с тремя отверстиями, при этом центр третьего отверстия может лежать в вершине треугольника, а первые два - на основании данного треугольника (фиг. 2).
Соединительный участок 4 может быть выполнен без каких-либо отверстий, либо иметь одно или два отверстия. При наличии нескольких вариантов пластин - с отверстиями или без них на соединительном участке, хирург имеет возможность выбора необходимой пластины как до, так и во время операции в зависимости от анатомических особенностей голеностопного сустава.
Таким образом, пластина в одном из вариантов ее реализации может быть снабжена четырьмя отверстиями (три отверстия 12 и одно отверстие 15 - для спицы) для фиксации большеберцовой кости, двумя отверстиями 11 для трансартикулярной фиксации, и тремя отверстиями 13 для фиксации таранной кости (фиг. 2). На большеберцовой части пластины три отверстия, предназначенные для фиксации большеберцовой кости, расположены вдоль продольной оси пластины, а два отверстия, предназначенные для трансартикулярной фиксации - по линии, расположенной перпендикулярно продольной оси; отверстия для фиксации таранной кости 13 расположены на соответствующей части пластины. Как указано выше, отверстия предпочтительно могут иметь сферическую опорную поверхность, позволяющую регулировать угол наклона винтов, предназначенных для проведения через отверстия, при этом сферическая опорная поверхность может быть дополнительно ориентирована таким образом, чтобы направить винты как к большеберцовой кости, так и к таранной кости (трансартикулярное соединение). Предпочтительно выполнение отверстий в таранной части с опорной поверхностью в форме усеченного конуса, снабженной внутренней резьбой, предназначенной для приема стопорного винта, позволяющего заблокировать головку винта (блокирующие винты). Предпочтительно для крепления пластины использовать отверстия в комплекте с винтами, имеющими головку в форме усеченного конуса или имеющими сферическую головку, позволяющими регулировать угол наклона винта относительно пластины, при этом предпочтительно с данными винтами использовать контргайку для более эффективного закрепления винтов на пластине.
Пример реализации полезной модели
Пластина для артродеза голеностопного сустава была изготовлена из титанового сплава со следующими размерами: толщина H2=4 мм; длина участков: L1=72 мм, L5=24 мм, L6=20 мм, L3=12 мм, L4=15 мм, ширина диафизарного участка большеберцовой части B2=11 мм; ширина метафизарного участка большеберцовой части пластины В1=28 мм, ширина таранной части B3=16 мм.
Пластина имела скругленный поперечный срез (овальное поперечное сечение по наружным границам пластины на всем ее протяжении). Количество отверстий на проксимальной части 2 пластины - три. Тип отверстий - восьмиобразные, под винты 3,5 мм, блокируемая часть отверстия направлена дистально. Расстояние между краями отверстий 12 около 4 мм.
Профиль пластины по мере приближения от отверстий 12 к краю проксимальной части пластины выполнен скругленным с постепенным плавным уменьшением высоты и ширины сечения пластины. На краю проксимальной части пластины выполнено отверстие для спицы 15. Расстояние от проксимального края отверстия 15 до края проксимальной части пластины - 5-7 мм. Дистально после всех отверстий 12, большеберцовая часть 2 пластины 1 выполнена с плавным расширением до 15 мм. На пластине дистально выполнен дугообразный изгиб в переднем направлении (см. участки 7 и 8 на фиг. 1) в соответствии с типичной анатомией передней поверхности дистального метаэпифиза большеберцовой кости. Переход участка 4 в участок 3 (таранную часть) выполнен с шириной 11 мм и толщиной 3,5 мм. На таранной части 3 рядом с переходом участка 4 в участок 3 выполнено одно отверстие - коническое блокированное под винты УС 3,5 мм, расположенное по центру с направлением (ориентацией) в таранную кость. Далее, ближе к дистальному концу таранной части, выполнены еще два отверстия. Тип отверстий - конические блокированные под винты УС 3,5 мм. Расположение отверстий симметричное - по краям (сторонам) пластины. Расстояние от наружных краев пластины до краев соответствующих отверстий - 3 мм, расстояние от дистального края отверстий до дистального края пластины - 5 мм. Направление (ориентация) отверстий - в таранную кость, конвергентно в пределах угла γ=5 градусов (фиг. 4). Участок 3 - таранная часть, выполнена со следующими размерами: длина H1 - 20 мм; длина L4 - 15 мм, ширина В3 - 16 мм; толщина Н2 - 3,5 мм. Профиль пластины по мере приближения от отверстий 13 к краю дистальной части 3 пластины 1 выполнен скругленным с постепенным плавным уменьшением высоты и ширины сечения пластины для минимизации раздражения мягких тканей.
Применение разработанной пластины.
С помощью изготовленной пластины был проведен накостный остеосинтез по случаю артродеза голеностопного сустава в комплексе с использованием двух канюлированных винтов диаметром 6,5 мм с частичной резьбой, а также винтов с угловой стабильностью диаметром 3,5 мм. Длины винтов определяются интраоперационно.
Положение пациента - лежа на спине. Под пневматическим жгутом выполняют передний продольный доступ к голеностопному суставу длиной 8,0 см по медиальному краю сухожилия передней большеберцовой мышцы, начиная на 5,0 см выше линии суставной щели и до 3,0 см ниже ее. Затем Z-образно пересекаются проксимальный удерживатель разгибателей, латерально смещаются передняя большеберцовая артерия, вена и глубокая ветвь малоберцового нерва вместе с сухожилиями длинного разгибателя большого пальца и длинного разгибателя пальцев, выполняют удаление передней части капсулы голеностопного сустава и резекцию краевых остеофитов, выполняют удаление хряща суставных поверхностей большеберцовой кости и блока таранной кости. В область образовавшегося дефекта устанавливают костные губчато-кортикальные аутотрансплантаты вдоль оси конечности, взятые из крыла подвздошной кости. Стопу устанавливают в функционально-выгодное положение: нейтральное подошвенное сгибание 90°, наружная ротация 5° первого луча относительно гребня большеберцовой кости, вальгусная установка 5°. В этом положении по передней поверхности дистального метаэпифиза большеберцовой кости и верхней поверхности шейки таранной кости укладывают пластину. Пластину фиксируют сначала к таранной кости одним кортикальным винтом и двумя блокирующими винтами диаметром 3,5 мм, затем к большеберцовой кости двумя кортикальными винтами диаметром 3,5 мм. Следующим этапом через отверстия на метафизарном участке для канюлированных винтов в пластине в голеностопный сустав параллельно проводят 2 спицы через переднюю поверхность дистального метаэпифиза большеберцовой кости в блок таранной кости. По спицам осуществляют ЭОП-контроль направления и глубины введения канюлированных винтов в блок таранной кости. Выполняют рассверливание отверстий канюлированным сверлом диаметром 5,0 мм. В сформированные каналы по спицам вводят два канюлированных винта с частичной спонгиозной резьбой диаметром 6,5 мм, длина резьбовой части 16 мм. После того как винты достигают упорной поверхности пластины, осуществляют необходимую компрессию посредством дальнейшего закручивания винтов. После окончания введения винтов проводят визуальную оценку установленного имплантата, расположения костных структур, удаление спиц, производят послойное ушивание раны.
Биомеханическая эффективность передней пластины была экспериментально обоснована, при этом пластина была использована с двумя канюлированными винтами, предназначенными для артродеза голеностопного сустава. Методом конечных элементов выполнена оценка биомеханических характеристик трех вариантов систем фиксации голеностопного сустава при артродезе: пластины с тремя канюлированными винтами на большеберцовой части (1 вариант), пластины с двумя канюлированными винтами и одним кортикальным проксимальным винтом (2 вариант), пластины по прототипу (3 вариант), а также пластины заявленной конструкции (4 вариант). Изучены напряжения и деформации при приложении следующих видов нагрузок: вальгусная и варусная нагрузка, тыльное и подошвенное сгибание, инверсия и эверсия, а также нагрузка, имитирующая ходьбу. Наилучшие параметры по прочности и надежности крепления пластины в зоне дистального метаэпифиза большеберцовой кости, а также по формируемому анкилозу между большеберцовой и таранной костями пациента, продемонстрировала пластина заявленной конструкции. Таким образом, наиболее предпочтительным из рассмотренных, с точки зрения биомеханики, является вариант артродеза голеностопного сустава заявленной пластиной.