КОНГРУЭНТНАЯ ФРЕЗА

Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использована для подготовки отломков, образующих ложный сустав, к их последующей прецизионной стыковке во время операции остеосинтеза.
При оперативном лечении ложных суставов оперирующий хирург всегда сталкивается с недостаточностью контакта сопоставляемых отломков. Формирование ложного сустава сопровождается неравномерным лизисом торцов отломков, при котором они становятся в разной степени инконгруэнтными, а сложность форм их сопрягаемых поверхностей практически исключает возможность сопоставления с достаточным контактом. Поверхности отломков, которые образуют ложный сустав и которые предполагается сопоставлять, состоят из склерозированной замыкательной пластинки, порытой хрящевидным рубцом, препятствующим сращению. Обе обращенные друг к другу поверхности имеют причудливые неправильные формы, способные при сопоставлении только на точечный контакт. Для активизации остановившегося процесса консолидации замыкательные пластинки и рубцы должны быть удалены, а форма торца одного отломка должна быть максимально приближена к форме соответствующей поверхности торца второго отломка. Для этого обрабатывают торцы отломков в форме выпуклого и вогнутого конуса или сферы, с последующим их взаимным внедрением - «остеосинтез методом внедрения отломков» (1).
Известна обработка отломков при помощи специальной пары конических фрез по М.Ю. Эпштейну одинакового размера и позволяющее сформировать в одном отломке коническое углубление, при помощи другой «конически заостряется второй отломок и вставляется в углубление первого» (1). Авторы достигли успешной консолидации у всех пациентов. Недостатком устройства является излишне острый угол конуса, приводящий при конгруэнтной обработке к значимой потере длины отломков, что может сказаться на эффективности работы мышц сегмента.
Известно устройство в виде сопряженной конусной фрезы и зенкера меньшего диаметра, расположенного в корпусе фрезы, при этом рабочие поверхности фрезы и зенкера по форме соответствуют одна другой, фрезу и зенкер применяют по направляющему штоку, благодаря чему в торце одного отломка кости образуется углубление по форме и глубине соответствующее конусообразно подготовленному концу другого отломка, а направляющий шток вставляют в канал, подготовленный сверлом, по диаметру, равному диаметру направляющего штока так, что что наружную поверхность одного из отломков обрабатывают фрезой с режущими кромками в виде внутреннего конуса под углами наклона 110-140°, а внутреннюю поверхность другого отломка обрабатывают зенкером с режущими кромками в виде наружного конуса под углами наклона 110-140°. (2).
Недостатком данного устройства-аналога является невозможность обработать внутреннюю поверхность другого отломка с адаптацией по обратной форме и размерам к первому отломку.
Известен способ Пичхадзе И.М. обработки и стыковки торцов длинной кости фрезой и зенкером, отличающийся тем, что наружную поверхность одного из отломков обрабатывают фрезой с режущими кромками в виде внутреннего конуса, причем внутреннюю поверхность другого отломка обрабатывают зенкером с режущими кромками в виде наружного конуса, при этом рабочие поверхности фрезы и зенкера по форме соответствуют одна другой, фрезу и зенкер применяют по направляющему штоку, благодаря чему в торце одного отломка кости образуется углубление по форме и глубине соответствующее конусообразно подготовленному концу другого отломка, а направляющий шток вставляют в канал, подготовленный сверлом, по диаметру, равному диаметру направляющего штока. Для этого применяют устройства: фрезу с режущими кромками в виде внутреннего конуса под углами наклона 110°-140°, зенкер с режущими кромками в виде наружного конуса под углами наклона 110°-140°, сверло и направляющий шток равного диаметра (3). Недостатками способа являются длинный алгоритм и необходимость использования нескольких устройств для обработки торцов отломков.
Техническая проблема состоит в разработке устройства для подготовки отломков, образующих ложный сустав к их последующей прецизионной стыковке во время операции остеосинтеза, лишенного вышеперечисленных недостатков.
Технический результат заявляемой полезной модели состоит в повышении технологичности вмешательства: сокращении количества устройств и алгоритма, обеспечивающих технологический процесс с возможностью обеспечения точного сопоставления отломков с увеличением площади контакта между ними без значимой потери длины отломков при обработке торцов отломков.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для конгруэнтной обработки и стыковки торцов отломков, содержащем соосные вал и рабочие поверхности в виде торцевых конических фрез, применены две фрезы, которые обращены зубцами к концам устройства, причем фрезы выполнены с одинаковыми углами вершины конуса в пределах 100°-130° так, что одна содержит зубцы на внешней поверхности конуса а вторая - на внутренней и обе снабжены соосными стержнями-центраторами с наконечником в виде перового сверла и уплощенными лысками, ориентированными между собой под углом 60°, плоскости которых параллельны общей оси устройства.
На иллюстрациях изображены:
Фиг. 1. Устройство, вид сбоку, где: 1 - вал; 2 - коническая вогнутая торцевая фреза; 3 - коническая выпуклая торцевая фреза; 4 - коническая рабочая поверхность вогнутой фрезы; 5 - зубцы вогнутой рабочей поверхности; 6 - выпуклая коническая рабочая поверхность; 7 - зубцы выпуклой рабочей поверхности; 8 - ось вращения; 9 - центратор вогнутой фрезы; 10 - центратор выпуклой фрезы; 11 - лыски; ориентированные под углом 60° друг к другу; 12 - перовое сверло центратора 9; 13 - перовое сверло центратора 10.
Фиг. 2. Разрез перпендикулярно оси через середину центратора, где: 10 - центратор; 11 - лыски; 8 - ось вращения.
Фиг. 3. Устройство в патроне (шпинделе) дрели, вид со стороны вогнутой фрезы, где: 1 - вал; 2 - коническая вогнутая торцевая фреза; 3 - коническая выпуклая торцевая фреза; 4 - вогнутая рабочая поверхность; 5 - зубцы вогнутой рабочей поверхности; 6 - выпуклая рабочая поверхность; 7 - зубцы выпуклой рабочей поверхности; 8 - ось вращения; 9 - центратор вогнутой фрезы; 10 - центратор выпуклой фрезы; 11 - лыски; 12 - перовое сверло; 14 - кулачок; 15 - шпиндель; 16 - дрель;.
Фиг. 4. Устройство в патроне дрели, обработка первого отломка под вогнутый конус в фазе прохождения замыкательной пластинки, где: 1 - вал; 2 - коническая вогнутая торцевая фреза; 3 - коническая выпуклая торцевая фреза; 4 - вогнутая рабочая поверхность; 5 - зубцы вогнутой рабочей поверхности; 6 - выпуклая рабочая поверхность; 7 - зубцы выпуклой рабочей поверхности; 8 - ось вращения; 9 - центратор вогнутой фрезы; 10 - центратор выпуклой фрезы; 11 - лыски; 13 - перовое сверло; 14 - кулачок; 15 - шпиндель; 16 - дрель, 17 - центр торца отломка; 18 - торец; 19 - первый отломок; 20 - костномозговой канал первого отломка; 21 - замыкательная пластинка.
Фиг. 5. Устройство в патроне (шпинделе) дрели, обработка первого отломка в фазе снятой замыкательной пластинки с формированием вогнутой конической поверхности где: 1 - вал; 2 - коническая вогнутая торцевая фреза; 3 - коническая выпуклая торцевая фреза; 4 - вогнутая рабочая поверхность; 5 - зубцы вогнутой рабочей поверхности; 6 - выпуклая рабочая поверхность; 7 - зубцы выпуклой рабочей поверхности; 8 - ось вращения; 9 - центратор вогнутой фрезы; 10 - центратор выпуклой фрезы; 11 - лыски; 13 - перовое сверло; 14 - кулачок; 15 - шпиндель; 16 - дрель; 19 - первый отломок; 20 - костномозговой канал первого отломка; 21 - замыкательная пластинка; 22 - формируемая вогнутая коническая поверхность.
Фиг. 6. Устройство в патроне (шпинделе) дрели, обработка второго отломка в фазе прохождения замыкательной пластинки, где: 1 - вал; 2 - коническая вогнутая торцевая фреза; 3 - коническая выпуклая торцевая фреза; 4 - вогнутая рабочая поверхность; 5 - зубцы вогнутой рабочей поверхности; 6 - выпуклая рабочая поверхность; 7 - зубцы выпуклой рабочей поверхности; 8 - ось вращения; 9 - центратор вогнутой фрезы; 10 - центратор выпуклой фрезы; 11 - лыски; 12 - перовое сверло; 14 - кулачок; 15 - шпиндель; 16 - дрель; 27 - торец второго отломка; 24 - второй отломок; 23 - замыкательная пластинка; 25 - костномозговой канал второго отломка.
Фиг. 7. Устройство в патроне (шпинделе) дрели, обработка отломка в фазе снятия замыкательной пластинки с формированием выпуклой конической поверхности где: 1 - вал; 2 - коническая вогнутая торцевая фреза; 3 - коническая выпуклая торцевая фреза; 4 - вогнутая рабочая поверхность; 7 - зубцы выпуклой рабочей поверхности; 8 - ось вращения; 9 - центратор вогнутой фрезы; 10 - центратор выпуклой фрезы; 11 - лыски; 12 - перовое сверло; 14 - кулачок; 15 - шпиндель; 16 - дрель; 23 - замыкательная пластинка второго отломка; 24 - второй отломок; 25 - костномозговой канал второго отломка; 26 - формируемая выпуклая коническая поверхность
Фиг. 8. Стыковка обработанных отломков, где: 19 - первый отломок; 26 - выпуклая коническая поверхность; 18 - торец первого отломка; 24 - второй отломок; 22 - вогнутая коническая поверхность второго отломка; 28 фиксатор.
Устройство содержит вал 1, на котором расположены торцевые фрезы конической формы 2 и 3, причем фреза 2 имеет вогнутую рабочую поверхность 4 с зубцами 5, а фреза 3 имеет выпуклую рабочую поверхность 6 с зубцами 7. Фрезы 2 и 3 соосны (имеют общую ось вращения 8) валу 1 и центраторам 9 и 10, снабженным лысками 11, ориентированными под 60° друг к другу и параллельными оси вращения 8. Центраторы 9 и 10 заканчиваются перовыми сверлами 12 и 13.
Устройство применяют следующим образом.
Центратор 9 зажимают кулачками 14 шпинделя 15 дрели 16, располагая кулачки 14 на лысках 11. В центре 17 торца 18 первого отломка 19 перовым сверлом 13 центратора 10 просверливают замыкательную пластинку 21 и после проваливания центратора 10 в костномозговой канал 20 отломка 19 зубцами 7 выпуклой рабочей поверхности 6 фрезы 3 снимают замыкательную пластинку 21, формируя вогнутую коническую поверхность 22 на торце 18 отломка 19. Устройство переставляют в патрон 15, зажимая в кулачках 14 центратор 11. Перовым сверлом 12 центратора 9 просверливают замыкательную пластинку 23 второго отломка 24 и после проваливания центратора 10 в костномозговой канал 25 отломка 24 зубцами 5 рабочей поверхности 4 фрезы 3 снимают замыкательную пластинку 23, формируя выпуклую коническую поверхность 26 на торце 27 второго отломка 24. После формирования второй (выпуклой) конической поверхности 26 устройство извлекают из отломка 24, и отломки 19 и 24 сопоставляют, внедряя коническую поверхность 26 второго отломка 24 в коническую поверхность 22 первого отломка 19 и фиксируют любым устройством 28 для остеосинтеза с компрессией, добиваясь и конгруэнтного контакта, и дополнительной стабилизации отломков за счет их взаимного внедрения.
Устройство позволяет создать идеальную контактную поверхность для сопоставления обработанных отломков ложного сустава, повысить стабильность компрессионного остеосинтеза за счет взаимного внедрения отломков и увеличить площадь контактной поверхности.
Список литературы
1. Казаков Н.М. Оперативное лечение переломов костей конечностей. - 1952, с. 61-64.
2. Патент №2119302, заявлено 23.05.1996 Намашко М.В. Шерепо К.М. Устройство для обработки костной ткани.
3. Патент №2154426, заявлено 12.11.1998 Пичхадзе И.М Способ обработки и стыковки торцов длинных костей фрезой и зенкером.