НАБОР ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ АДАПТАЦИИ СОЧЛЕНЯЮЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ В ДЕФЕКТЕ ДЛИННЫХ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ
SET OF TOOLS FOR ADAPTING ARTICULATING SURFACES IN THE DEFECT OF LONG TUBULAR BONES

Область техники
Техническое решение относится к медицине, а именно к наборам хирургических инструментов для травматологии и ортопедии, предназначенным для обеспечения механической обработки концов отломков кости.
Уровень техники.
Псевдоартрозы и дефекты бедра в структуре последствий травм длинных трубчатых костей занимают 3-4 место, являясь причиной стойкой инвалидности в 10,7-30,8% случаев [Каплан А.В. с соавт., 1973; Горидова Л.Д. с соавт., 1988; Балакина В.С., 1985; Якунина Л.Н., 1989; Куфтырев Л.М., 1990; Борзунов Д.Ю., 2004; G. Hierholzer et al., 1983; Hernigju P., 2002]. Сопутствующие процессы и местные осложнения при дефектах длинных костей создают сложности при реабилитации больного, возникает необходимость в длительном и многоэтапном лечении.
Лечение сформировавшегося ложного сустава и дефекта длинной трубчатой кости представлено исключительно на оперативном вмешательстве, в основе которого значится обработка сочленяющихся поверхностей кости, резекция не конгруэнтных костей, вскрытие костномозгового канала, удаление фиброзной и хрящевой тканей для обеспечения непосредственного контакта костной ткани.
Для обработки сочленяющихся концов костного дефекта используют различные инструменты, зачастую не отвечающие задачам, а приспособленные к данной ситуации, в зависимости от анатомических особенностей кости. Отсутствие специального оборудования значительно осложняет технологию оперативного вмешательства, увеличивает время операции и не гарантирует сращение ложного сустава. Поэтому хирург вынужден дополнительно использовать костные аутотрансплантаты, внутрикостные и накостные металлические имплантаты и сложные конструкции в виде аппаратов внешней фиксации [Ahmed M. Thabet, Dror Paley, Mehmet Kocaoglu, Levent Eralp, John E. Herzenberg, Omer Naci Ergin, 2008].
Для резекции псевдоартроза чаще всего используют следующие инструменты [см. ГОСТ 25725-89, Инструменты медицинские. Термины и определения]:
Медицинские кусачки - шарнирный двухлезвийный инструмент для перекусывания костных тканей путем смыкания лезвий. Служит для рассечения кости, освежения ее краев и скусывания небольших костных выступов после распила (при ампутации конечности). Данный инструмент не приспособлен для обработки значительных по объему костей и не может обеспечить абсолютную конгруэнтность поверхностей.
Пилы медицинские - многолезвийный медицинский инструмент с зубьями, разведенными в стороны, предназначенный для работы с костной тканью и разрезания гипсовых повязок. Предназначены для распиливания твердых тканей (костей и хрящей) при резекции или ампутации конечностей и при костной пластике - остеосинтезе. В зависимости от конструкции пилы подразделяют на: рамочные, листовые, ножевые (с поступательным рабочим движением), дисковые (с вращательным рабочим движением). Инструмент обеспечивает простейшие поперечные пересечения кости, но не обеспечивает абсолютную конгруэнтность и параллельность плоскостей (Каталог продукции НПО ДЕОСТ, AO, DePuy, Smith and Nephew, ЭСИ - www.deost.ru).
Медицинское долото - однолезвийный медицинский инструмент, имеющий лезвие с двухсторонней заточкой, перпендикулярное к оси инструмента, предназначенный для рассечения костных тканей при помощи молотка. Применяют для долбления и рассечения костей при различных хирургических операциях (Каталог продукции НПО ДЕОСТ, www.deost.ru).
Медицинская стамеска - однолезвийный медицинский инструмент, имеющий лезвие с односторонней заточкой, перпендикулярное к оси инструмента, предназначенный для рассечения костных тканей при помощи молотка. Медицинские долота и стамеска не обеспечивают выполнения абсолютно конгруэнтных сочленяющихся поверхностей, особенно сложной конической или шарообразной формы.
Медицинский рашпиль - многолезвийный инструмент с насечками, расположенными на плоскости рабочей части, для обработки поверхности костной ткани, но не обеспечивает абсолютной конгруэнтности противоположной поверхности сложной формы.
В стоматологической практике известно использование набора инструментов для обработки зубных полостей, включающего следующие инструменты: медицинский бор, медицинскую борголовку, дрильбор, медицинский бурав.
Инструменты для стоматологии не пригодны для обработки значительных поверхностей, для создания конгруэнтных поверхностей трубчатых костей, бедра, голени, плеча. Стоматологические инструменты не соответствуют по размерам, так как рабочие части имеют размер менее 10 мм в поперечном сечении.
В последние годы появилась тенденция в замещении дефектов кости имплантатами, в том числе и биоактивными, которые выполнены по аддитивной технологии, обеспечивают быстрое сращение и восстановление анатомической длины кости, но требуют стандартизации обработки костных фрагментов с целью абсолютной адаптации свободных концов костных фрагментов с торцевой поверхностью имплантата [www.deost.ru; Миронов С.П. с соавт., 2015; патент RU 162540; патент RU №171823; патент RU 173381; патент RU 173377; Биоактивные имплантаты при лечении псевдоартрозов и дефектов длинных трубчатых костей / Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2021. -  312  с.; Попков А.В., Кононович Н.А., Горбач Е.Н., Попков Д.А., 2021].
Огромное многообразие форм концов отломков дефекта и псевдоартроза, встречающихся в клинической практике, требует адаптации костных сочленяющихся поверхностей. Известные инструменты не позволяют обеспечить эффективную адаптацию смыкаемых концов трубчатых костей.
Технической задачей изобретения является обеспечение механической обработки концов отломков кости для придания конгруэнтной формы смыкаемым концам, для сопоставления концов при дефектах и ложных суставах трубчатых костей, бедра, голени, плеча, предплечья.
Сущность технического решения
Технический результат заключается в обеспечении возможности (механической) хирургической обработки трубчатой кости.  Причем обеспечивается обработка с минимальной травматизацией тканей в поврежденном сегменте придания смыкаемым концам конгруэнтной формы, адаптации поверхностей смыкаемых концов отломков по геометрической форме обработанной поверхности.
Технический результат достигается тем, что  набор инструментов для адаптации сочленяющихся поверхностей в дефекте длинных трубчатых костей включает три пары соразмерных фрез оснащенных рабочими концами: конусной формы  для  обработки отломков кости при гипопластической форме дефекта,  цилиндрической формы  для обработки отломков кости при нормопластической форме дефекта, сферической формы  для обработки отломков кости при гиперпластической форме дефекта, каждая пара фрез содержит одну фрезу с наружной рабочей поверхностью и одну фрезу с внутренней рабочей поверхностью снабженные режущими кромками, поперечный размер рабочего конца фрез соответствует величине поперечного размера диафиза кости, рабочие концы фрез цилиндрической и сферической формы с торцевой поверхности выполнены с колющим острием и с режущими гранями для вскрытия костномозгового канала по мере погружения инструмента в кость, колющее острие выполнено длиной 10 мм.
Указанная сущность позволяет достигать заявленный технический результат. Лечение сформировавшегося ложного сустава и дефекта длинной трубчатой кости с использованием набора инструментов позволяет произвести обработку сочленяющихся поверхностей кости (бедра, голени, плеча, предплечья), резекцию не конгруэнтных костей, вскрытие костномозгового канала, удаление фиброзной и хрящевой тканей для обеспечения непосредственного контакта костной ткани.
Техническое решение поясняется графическими материалами.
Фиг.1 – три пары соразмерных фрез, оснащенных рабочими концами цилиндрической, сферической и конусной формы (дрель показана условно, она используется в качестве привода для фрез);
Фиг.2 – пара соразмерных фрез, оснащенных рабочими концами конусной формы;
Фиг.3 – пара соразмерных фрез, оснащенных рабочими концами цилиндрической формы;
Фиг.4 – пара соразмерных фрез, оснащенных рабочими концами сферической формы;
Фиг.5 – обработка большеберцовой кости  фрезой с рабочим концом  сферической формы (полусфера с наружной рабочей поверхностью);
Фиг.6 – рабочие концы фрез с наружной рабочей поверхностью (цилиндрической, конусной, сферической);
Фиг.7 – три пары соразмерных фрез, оснащенных рабочими концами цилиндрической, сферической и конусной формы (вид сверху).
Спецификация:
1 - конусная фреза с наружной рабочей поверхностью;
2 - конусная фреза с внутренней рабочей поверхностью;
3 - цилиндрическая фреза с наружной рабочей поверхностью;
4 - цилиндрическая фреза с внутренней рабочей поверхностью;
5 - сферическая фреза с наружной рабочей поверхностью;
6 - сферическая фреза с внутренней рабочей поверхностью;
7 - рабочий конец конусной формы;
8 - рабочий конец цилиндрической формы;
9 - рабочий конец сферической формы;
10 - режущие кромки;
11 - колющее острие;
12 - отводящие каналы;
13 - дрель;
14 - хвостовик.
Осуществление изобретения
Огромное многообразие форм концов отломков дефекта и псевдоартроза, встречающихся в клинической практике, требует адаптации костных сочленяющихся поверхностей. Набор инструментов для адаптации сочленяющихся поверхностей в дефекте длинных трубчатых костей позволяет обработать концы кости и обеспечить эффективную адаптацию смыкаемых концов.
Набор инструментов (фиг.1) для адаптации сочленяющихся поверхностей в дефекте длинных трубчатых костей включает три пары 1 и 2,  3 и 4,  5 и 6, соразмерных фрез оснащенных рабочими концами: конусной формы 7 (фиг.2) для  обработки отломков кости при гипопластической форме дефекта,  цилиндрической формы 8 (фиг.3)  для обработки отломков кости при нормопластической форме дефекта, сферической формы 9 (фиг.4)  для обработки отломков кости при гиперпластической форме дефекта.
Каждая пара 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6  содержит одну фрезу с наружной рабочей поверхностью и одну фрезу с внутренней рабочей поверхностью снабженных режущими кромками 10. 3 Поперечный размер рабочего конца фрез соответствует среднестатистической величине поперечного размера (ширине) диафиза кости.
Пара фрез 1 и 2 с рабочими концами  конусной формы 7 (фиг.2) для  обработки отломков кости при гипопластической форме дефекта содержит одну фрезу 1 с наружной рабочей поверхностью и одну фрезу 2 с внутренней рабочей поверхностью снабженных режущими кромками 10.
Пара фрез 3 и 4 с рабочими концами цилиндрической формы 8 (фиг.3) для обработки отломков кости при нормопластической форме дефекта содержит одну фрезу 3 с наружной рабочей поверхностью и одну фрезу 4 с внутренней рабочей поверхностью снабженных режущими кромками 10.
Пара фрез 5 и 6 с рабочими концами сферической формы 9 (фиг.4)  для обработки отломков кости при гиперпластической форме дефекта, содержит одну фрезу 5 с наружной рабочей поверхностью и одну фрезу 6 с внутренней рабочей поверхностью снабженных режущими кромками 10.
Причем рабочие концы фрез цилиндрической 8 и сферической 9 формы с торцевой поверхности выполнены с колющим острием 11 и с режущими гранями для вскрытия костномозгового канала по мере погружения инструмента в кость. Колющее острие 11  выполнено длиной 10 мм с режущими гранями  для вскрытия костномозговой полости. Полусферическая фреза 5 с наружными режущими  лезвиями (режущими кромками) содержит отводящие каналы 12 для срезанных тканей.
При гипопластической форме дефекта кости концы отломков атрофичны, заострены, периостальные напластования отсутствуют, выраженная эбурнеация костномозгового канала, а клинически отмечается болтающаяся патологическая подвижность. Хирургическая обработка дистального фрагмента костного дефекта осуществляется конической фрезой 2 с внутренними режущими  лезвиями (режущими кромками) (фиг.2), а  обработка проксимального фрагмента соразмерной конической фрезой 1 с наружными режущими  лезвиями (режущими кромками) (фиг.2).
При нормопластической форме дефекта концы отломков обычно без обширных периостальных напластований, умеренно остеопорозны, замыкательные пластинки прослеживаются в виде узких склеротических полос, патологическая подвижность выраженная (10-200). Хирургическая обработка дистального фрагмента костного дефекта осуществляется цилиндрической  фрезой 4 с внутренними режущими  лезвиями (режущими кромками) (фиг.3), а  обработка проксимального фрагмента соразмерной цилиндрической фрезой  3 с наружными режущими  лезвиями (режущими кромками) (фиг. 3).
При гиперпластической форме дефекта концы отломков «бамбукообразно» утолщены, замыкательные пластинки выражены, границы их нечеткие. Клинически  определяется тугая патологической подвижности (но пациенты при этом жалуются на болезненность). Хирургическая обработка дистального фрагмента костного дефекта осуществляется  сферической  фрезой 6 с внутренними режущими  лезвиями (режущими кромками) (фиг.4), а  обработка проксимального фрагмента соразмерной фрезой 5 в виде полусферы с наружными режущими  лезвиями (режущими кромками) (фиг.4).
Инструмент позволяет применять его для механической обработки концов отломков кости для придания конгруэнтной формы смыкаемым концам, для сопоставления концов при дефектах и ложных суставах трубчатых костей.
Набор инструментов изготавливают для каждого сегмента верхних и нижних конечностей отдельно (бедро, голень, плечо и предплечье) исходя из среднестатистической величины диаметра диафиза бедренной, большеберцовой, плечевой и локтевой костей в популяции, с отклонением не более 1-3 мм.
Высота обработки концов дефекта кости не превышает 10 мм и фрезы имеют на вершине колющее острие (фиг.6) с режущими гранями для одновременного вскрытия костномозгового канала по мере погружения инструмента в кость, с минимальной травматизацией тканей в поврежденном сегменте.
Поперечный размер рабочего конца 7, 8, 9 фрез для обработки бедренной кости соответствует среднестатистической величине поперечного размера диафиза бедренной кости в популяции.
Поперечный размер рабочего конца 7, 8, 9 фрез для обработки бедренной кости соответствует среднестатистической величине поперечного размера диафиза бедренной кости в популяции.
Поперечный размер рабочего конца 7, 8, 9 фрез для обработки большеберцовой кости соответствует среднестатистической величине поперечного размера диафиза большеберцовой кости в популяции.
Поперечный размер рабочего конца 7, 8, 9 фрез для обработки плечевой кости соответствует среднестатистической величине поперечного размера диафиза плечевой кости в популяции.
Поперечный размер рабочего конца 7, 8, 9 фрез для обработки локтевой кости соответствует среднестатистической величине поперечного размера диафиза локтевой кости в популяции.
Оперативное вмешательство с использованием набора инструментов производится следующим образом.
При скелетном вытяжении ликвидируют основные элементы смещения костных отломков (по длине, ширине и периферии). Затем на уровне дефекта выполняют продольный разрез. Мышцы раздвигают, концы костных фрагментов обнажают. Над свободными концами костных фрагментов отпрепаровывают надкостницу на 1,5-2 см. Далее  поочередно концы костных фрагментов выводят в рану и обрабатывают соответствующей по диаметру фрезой   на глубину не более 10 мм  для обеспечения полной адаптации поверхности костных фрагментов или поверхности кости и цилиндрического имплантата. Фрезу выбирает из пары 1 и 2,  3 и 4,  5 и 6, соразмерных фрез оснащенных рабочими концами: конусной формы 7 (фиг.2) для  обработки отломков кости при гипопластической форме дефекта,  цилиндрической формы 8 (фиг.3)  для обработки отломков кости при нормопластической форме дефекта, сферической формы 9 (фиг.4)  для обработки отломков кости при гиперпластической форме дефекта.  Для привода фрезы 1, 2, 3, 4, 5, 6 используют дрель 13, устанавливают хвостовик 14 фрезы в патрон дрели 13.
Фрезы оснащены рабочими концами размером от 20 до 40 мм в поперечном сечении, в зависимости от того для обработки какой конкретной кости они предназначены и по размеру рабочего конца соответствуют ширине диафиза обрабатываемой кости, при изготовлении размер подбирается в зависимости (равен) от среднестатистической ширины диафиза трубчатой кости в популяции.
Цилиндрический имплантат необходимой для компенсации укорочения длины, помещается в дефект кости, после чего завершают остеосинтез, доступными средствами, например, аппаратом внешней фиксации  или накостной пластиной.  Если укорочение сегмента конечности отсутствует, то после обработки костных концов последние фиксируют друг с другом в адаптированном положении  аппаратом наружной фиксации. После чего рану послойно зашивают  и продолжают лечение.
Технический результат заключается в повышении эффективности хирургической обработки кости с минимальной травматизацией тканей в поврежденном сегменте придания смыкаемым концам конгруэнтной формы, адаптации поверхностей смыкаемых концов отломков по геометрической форме, длине, толщине и радиусу обработанной поверхности.