РЕПОЗИЦИОННЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ АППАРАТА ВНЕШНЕЙ ФИКСАЦИИ КОСТИ

Область техники.
Техническое решение относится к медицинской технике, а именно к узлам, применяемым в аппаратах внешней фиксации костей для взаимного дозированного смещения деталей.
Уровень техники.
Аппараты внешней фиксации (АВФ) широко известны и применяются в клинической практике для остеосинтеза. АВФ используются для репозиции закрепленных в них костных фрагментов. Для этого АВФ оснащают репозиционными узлами (узлами поперечного перемещения), которые позволяют изменять взаимное положение опор АВФ, дозировано смещать одну деталь АВФ относительно другой его детали.
Из уровня техники, известен аппарат Г.А. Илизарова для чрескостного остеосинтеза (источник [1]: SU 1055499). Аппарат Илизарова, это набор стандартных деталей (плоские кольца, полукольца, спицы, резьбовые стержни, болты, гайки, кронштейны, спицефиксаторы, спицедержатели) различного типоразмера, производится в виде комплекта деталей, из которых можно собрать множество разных, простых и сложных АВФ. Для смещения одной опоры относительно другой в аппарате Илизарова требуется сборка (из деталей набора) узла перемещения. При этом, как правило, узел перемещения собирается из трех кронштейнов, двух резьбовых стрежней и гаек. Два кронштейна с резьбовыми хвостовиками и отверстиями закрепляются гайками в отверстиях на первой опоре. На первый резьбовой стержень, выполняющий функцию ходового винта, монтируется третий кронштейн, так что он может по средством вращения гаек перемещаться вдоль первого стержня. Третий кронштейн соединяют с вторым резьбовым стрежнем. Первый резьбовой стрежень (ходовой винт) концами устанавливают в отверстия двух кронштейнов установленных на опоре и фиксируют гайками. Свободный конец второго резьбового стержня закрепляют на второй опоре. Вращением гаек смещают третий кронштейн вдоль первого резьбового стрежня, при этом опоры смещаются одна относительно другой. Величина смещения зависит от количества оборотов гаек и шага резьбовой нарезки.
Однако использование узла перемещения описанного в источнике [Г|, трудоемко, так как приходится каждый раз его собирать, необходимо подбирать соответствующие кронштейны и необходимой длины резьбовые стрежни. Для обеспечения надежного соединения двух опор, так чтобы их можно было смещать в поперечном направлении, как правило, требуется использование четырех таких узлов перемещения, что заметно увеличивает общее время монтажа АВФ.
Известен аппарат для лечения переломов межфаланговых суставов (источник [2]: SU 462370), содержащий скобы, спицы, спице держатели, дистракторы, в виде резьбовых стержней, взаимно перпендикулярные поршневые репонирующие устройства (узлы для поперечного перемещения, репозиционные узлы). Репонирующие устройства содержат два взаимно перпендикулярных цилиндрических корпуса. Каждый корпус выполнен полым, и содержит ходовой винт, оснащенный шестигранной головкой и гайкой. Внутри корпуса на ходовом винте установлен подвижный сухарь (втулка) соединенный с дистрактором.
Однако, репонирующие устройства в аппарате [2] соединены взаимно перпендикулярно и неподвижно, не предусматривается их раздельная установка, что ограничивает их широкое применение. Корпус выполнен в форме цилиндра, полностью охватывает сухарь (ползун) и достаточно массивен, что увеличивает массу узла. Репонирующие устройства в аппарате [2] неудобны для стерилизации, так как сложно очистить внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса. Кроме того, дистракционный стержень не может изменять своего углового положения относительно продольной оси корпуса.
Известен репозиционный узел к чрескостному аппарату (источник [3]: RU 111751). Репозиционный узел содержит тракционный стержень (ходовой винт), установленный посредством двух кронштейнов на опоре. На тракционном стержне расположен сферический шарнир (выполняет функцию ползуна) с возможностью перемещения вдоль тракционного стержня. По обе стороны сферического шарнира на тракционном стержне установлены гайки. Сферический шарнир связан с дистрактором (резьбовой стержень).
Однако данный узел [3] для установки требует наличия двух свободных отверстий на опоре, что не всегда возможно. Узел не позволяет соединить концы двух свободно расположенных резьбовых стержней, так чтобы можно было смещать один относительно другого. Для установки узла [3] обязательно наличие опоры с отверстиями, либо необходимо как минимум два резьбовых стержня для крепления кронштейнов.
Известен узел поперечного перемещения к аппарату внешней фиксации (источник [4]: RU 132717) состоящий из корпуса цилиндрической формы, снабженного сообщенными продольным пазом и осевым отверстием, ходового винта, проходящего в осевом отверстии корпуса, размещенного на ходовом винте ползуна, упорной гайки, навинченной на резьбовую часть ползуна и контактирующую с корпусом со стороны продольного паза, крепежных гаек, резьбового стержня. Ходовой винт установлен с возможностью вращения, вокруг продольной оси. Корпус содержит центральную часть увеличенного диаметра, выполненную с резьбовыми углублениями по периметру, в одном из которых располагается резьбовой стержень (резьбовой хвостовик), при этом на резьбовой стержень насажена втулка с пазом сопряженная с корпусом, ходовой винт с одного конца снабжен граненой и круглой головками, а с другого оснащен упором, закрепленным штифтом, ползун выполнен в виде стержня с резьбовой частью, с одного конца снабженного шаровой головкой, установленной в осевом отверстии корпуса на ходовом винте.
Однако данный узел [4] имеет массивный корпус, поэтому установка трех или четырех таких узлов, что требуется для надежного соединения опор, значительно увеличивает массу АВФ. Корпус охватывает ползун и не позволяет производить очистку ходового винта и ползуна, это неудобно при чистке, стерилизации. Кроме того в данном узле [4] не обеспечена возможность изменения угла наклона ползуна, с установленным в нем резьбовым стержнем, к продольной оси ходового винта, это ограничивает функциональные возможности узла и возможности по его применению.
Задачей полезной модели является разработка конструктивно простого, относительно легкого, репозиционного узла для АВФ (далее по тексту «узел»), позволяющего соединять его с деталями АВФ (опоры, резьбовые стрежни, кронштейны) и дозированно смещать одну деталь относительно другой.
Сущность технического решения.
Технический результат заключается в обеспечении возможности соединения и дозированного взаимного смещения двух деталей посредством заявленного узла. При этом обеспечивается возможность стерилизации всех поверхностей узла, так как все части открыты. Обеспечена простота и легкость конструкции, относительно известных аналогов. Кроме того обеспечена возможность изменения углового положения дистракционного стрежня к продольной оси ходового винта.
Технический результат достигается тем, что узел содержит корпус, оснащенный резьбовым хвостовиком, в корпусе с возможностью вращения, вокруг продольной оси, размещен ходовой винт. Ползун, оснащенный элементом крепления, установлен на ходовом винте с возможностью продольного перемещения при вращении ходового винта. Корпус выполнен открытым с боковых сторон, имеет П-образную геометрическую форму в продольном сечении.
Вышеуказанная сущность обеспечивает достижение заявленного технического результата - снижение массы (уменьшение материалоемкости), и доступность для чистки и стерилизации всех поверхностей деталей.
Ползун предпочтительно выполнен в виде резьбовой втулки, на которой через одноосевой цилиндрический шарнир, установлена вилка, оснащенная резьбовым углублением. Это обеспечивает возможность изменения углового положения дистракционного стрежня, установленного в резьбовом углублении вилки, к продольной оси ходового винта. Узел предпочтительно выполнять из титанового сплава, например марки ВТ6, что вместе с конструкцией корпуса делает узел гораздо легче известных аналогов, при одинаковых параметрах ходового винта (диаметре, величине возможного смещения (хода) ползуна). При этом узел может быть выполнен из нержавеющей стали, но все равно останется легче известных аналогов, выполненных из того же материала и обеспечивающих одинаковую величину перемещения (ход) ползуна по ходовому винту.
Ходовой винт должен быть оснащен посадочным местом под ключ, которое предпочтительно выполнено в форме наружного шестигранника (размером 10 мм). Однако посадочное место под ключ также может быть выполнено в форме шестигранного углубления (размером от 6 до 8 мм).
Разработанное техническое решение позволяет расширить арсенал известных репозиционных узлов для АВФ и устранить недостатки аналогов. Заявитель изготовил заявленное техническое решение и провел сравнительные механические испытания, которые показали возможность реализации назначения и достижение заявленного результата.
Полезная модель поясняется графическими материалами, на которых показаны возможные варианты осуществления:
Фиг. 1 - узел, вид общий (показан дистракционный стрежень АВФ);
Фиг. 2 - узел, вид спереди, показаны опоры АВФ;
Фиг. 3 - узел, вид сбоку;
Фиг. 4 - узел, вид сверху;
Фиг. 5 - узел, вид общий, на ползуне через одноосевой цилиндрический шарнир установлена вилка, позволяющая изменять угловое положение дистракционного стрежня к продольной оси ходового винта;
Фиг. 6 - узел, изображенный на фиг. 5, вид спереди;
Фиг. 7 - узел, изображенный на фиг. 5, вид спереди в продольном разрезе;
Фиг. 8 - узел, изображенный на фиг. 5, вид спереди, дистракционный стрежень наклонен к продольной оси ходового винта;
Фиг. 9 - узел, изображенный на фиг. 5, вид общий с разнесенными частями;
Фиг. 10 - узел, изображенный на фиг. 5, вид общий с разнесенными частями, хвостовик отделен от корпуса, другой ракурс;
Фиг. 11 - фотография, узел, опытный образец;
Фиг. 12 - фотография, опытный образец, узел позволяющий изменять угловое положение дистракционного стрежня к продольной оси ходового винта.
Осуществление полезной модели.
Узел содержит корпус 1 (фиг. с 1 по 12), выполненный из титанового сплава ВТ6, оснащенный резьбовым хвостовиком 2 (фиг. с 1 по 12) с резьбой М6х1. Корпус 1 в продольном сечении имеет П-образную геометрическую форму (продольный разрез на фиг. 7), т.е. имеет форму вилки с двумя плоскими ушками 3, 4 (фиг. с 1 по 12). Толщина корпуса 1 от 4 до 5 мм. В корпусе 1 с возможностью вращения, вокруг продольной оси, размещен ходовой винт 5 (фиг. с 1 по 12) с резьбой М6х1. Ходовой винт 5 установлен в отверстиях 6, 7 (фиг. 9; 10) выполненных в ушках 3 и 4. На ходовом винте 5, с возможностью продольного перемещения при вращении ходового винта 5, установлен ползун 8 (фиг. с 1 по 12) выполненный в форме резьбовой втулки. Обеспечиваемое смещение (ход) ползуна 8 по ходовому винту 5 составляет 25 мм. Ползун 8 оснащен элементом крепления 9 (фиг. 1; 2; 3; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12). На фиг. 1; 2; 3; 11 показано как элемент крепления 9 на ползуне 8 выполнен в форме резьбового углубления (не обозначено). На фиг. 5; 6; 7; 8; 9; 10; 12 показано как элемент крепления 9 на ползуне 8 выполнен в форме вилки установленной на ползуне 8 через одноосевой цилиндрический шарнир 10. Ходовой винт 5 оснащен посадочным местом 11 (фиг. с 1 по 12) выполненным в виде головки под ключ, которое выполнено в форме наружного шестигранника размером 10 мм. Посадочное место 11 под ключ также может быть в форме многогранного углубления (не показано на схемах). Детали узла могут быть изготовлены на современном промышленном предприятии с использованием металлообрабатывающих; станков.
Использование полезной модели.
Узел устанавливают резьбовым хвостовиком 2 в отверстие на первую опору 12 АВФ (фиг. 2), фиксируют гайкой 13 (фиг. 2). Элемент крепления 9 ползуна 8 соединяют с дистракционным стержнем 14 (фиг. 2). Устанавливают дистракционный стержень 14 свободным концом в отверстие на вторую опору 15 (фиг. 2), фиксируют гайками 13. Для смещения второй опоры 15 относительно первой опоры 12 АВФ, вращают ходовой винт 5 ключом за головку (посадочное место 11). Резьбовое соединение между ходовым винтом 5 и ползуном 8 передает усилия и ползун 8 смещается вдоль ходового винта 5, увлекая дистракционный стержень 14 вместе с опорой 15. Опоры 12, 15 АВФ смещаются одна; относительно другой. В АВФ, для обеспечения стабильного положения опор 12, 15 и обеспечения возможности осуществления поперечных смещений, устанавливают по четыре заявленных узла. Выполнение узла с ползуном 8, в котором элемент крепления 9 выполнен в виде вилки установленной на ползуне 8 через одноосевой цилиндрический шарнир 10, позволяет изменять угловое положения дистракционного стрежня 14, к продольной оси ходового винта 5, устанавливать опоры 12, 15 под необходимым углом друг к другу. П-образная форма корпуса 1, требует небольшой расход материала на изготовление, и корпус 1 имеет невысокую массу. При этом, так как корпус 1 не имеет боковых стенок, все элементы узла остаются открытыми, что обеспечивает свободное проникновение стерилизующих веществ при стерилизации, позволяет очищать поверхности от загрязнения, а также дает возможность визуального контроля состояния резьбы ходового винта 5. Заявитель изготовил и испытал опытные образцы узла (фиг. 11; 12). Узел может быть применен с различными АВФ, в частности с аппаратом Илизарова. Дополнение набора деталей аппарата Илизарова заявленным узлом значительно упростит работу с аппаратом, снизит время необходимое на монтаж аппарата. На поверхности ползуна 8 и корпуса 1 может быть нанесена графическая метка 16 (для примера, показана на фиг. 2) для удобства визуального контроля величины смещения ползуна 8 по ходовому винту 5.
Техническое решение может быть изготовлено на современном промышленном оборудовании из известных материалов и использовано по назначению.