ОПОРА АППАРАТА ВНЕШНЕЙ ФИКСАЦИИ ДЛЯ КОСТЕЙ СТОПЫ

Область техники.
Полезная модель относится к медицине, в частности к области травматологии и ортопедии, а именно к конструкции опор аппаратов для остеосинтеза стопы и голеностопного сустава методом внешней чрескостной фиксации костей.
Уровень техники.
Аппараты внешней фиксации широко известны и применяются в клинической практике для остеосинтеза костей, в частности при лечении переломов костей стопы, травм голеностопного сустава, переломов таранной кости. Из уровня техники известны различные конструкции опор.
Известен аппарат Г.А. Илизарова для чрескостного остеосинтеза (источник [1]: SU 1055499). Аппарат для чрескостного остеосинтеза содержит опоры в виде плоских полуколец (дуг, кольцевых секторов) и колец с установленными на них спицами, соединенные между собой резьбовыми стержнями и образующие блоки фиксации проксимального и дистального отломков кости. Оснащен дистракторами, шарнирными: узлами, узлами регулировки и фиксации положения опор и спиц. Опоры выполнены в форме плоских колец и дуг (1/2 часть кольца), со сквозными равномерно расположенными в один ряд отверстиями, продольные оси отверстий расположены радиально симметрично продольной оси кольца, при этом опоры в виде дуг соединены так, что образуют кольцо. Компоновка для фиксации заднего отдела стопы в аппарате Илизарова [1] содержит базовую опору на голени и опору на стопе. Опоры обеспечивают стабильное удержание и/или и дозированное перемещение одного (дистального) костного отломка или сегмента конечности относительно другого (проксимального) костного отломка или сегмента конечности в разных плоскостях. При этом перемещение дистального костного отломка или сегмента конечности по длине и оси выполняют подкруткой гаек на: продольной резьбовой штанге, а по ширине - на поперечной. Опора на стопе позволяет прочно закрепить в необходимой плоскости проведенные через кость спицы с силой натяжения 130 кгс и более. Опора для стопы собирается из полуколец, планок, кронштейнов и резьбовых стрежней установленного типоразмера. Полукольца выполняют диаметром от 100 до 240 мм из нержавеющей стали или сплава титана.
Из уровня техники известен способ лечения переломов таранной кости (источник [2]: В.М. Шигарев, С.Я. Зырянов. Наш взгляд на современное состояние проблемы лечения переломов таранной кости; Гений ортопедии, 1998 г. №2, с. 20-28.). Способ предполагает использование аппарата Илизарова, осуществляют проведение перекрещивающихся спиц через кости. Спицы фиксируют на опорах аппарата: базовой и опоре стопы собранных из плоских колец и полуколец с отверстиями. Опоры соединяют между собой резьбовыми стержнями с использованием кронштейнов и гаек.
Известен способ лечения переломов таранной кости (источник [3]: RU 2356511), включающий использование аппарата Илизарова (аппарат наружной фиксации), содержащего базовую кольцевую опору, и опору для стопы выполненную из двух полуколец соединенных резьбовыми стержнями с кронштейнами и гайками из которых собраны шарниры. Через отломки таранной кости проводят спицы и закрепляют их на кронштейнах, установленных на опоре для стопы.
Известно устройство для остеосинтеза голени и стопы (источник [4]: RU 128983). Устройство содержит опору на голени и опору на стопе. Опоры содержат кольца и полукольца, соединенные между собой резьбовыми стержнями и шарнирными узлами.
Кольцевые опоры обеспечивают жесткость конструкции аппарата [1; 2; 3; 4], и стабильную фиксацию зафиксированных в нем отломков кости. Однако известные компоновки аппарата Илизарова [1; 2; 3; 4] для лечения переломов кости с учетом соответствия размерам конечности требуют изготовления и использования множества типоразмеров опор, изготавливают 11 типоразмеров колец и полуколец. Аппарат Илизарова [1; 2; 3; 4] не содержит регулируемых по размеру опор (колец и полуколец). Внутренний размер опоры (размер внутреннего контура) при использовании аппарата на стопе не регулируется. При использовании стандартных универсальных опор аппарата Илизарова [1; 2; 3; 4] на стопе существует ряд неудобств. Сборка опоры для стопы из нескольких полуколец соединенных планками, кронштейнами и/или резьбовыми стержнями требует дополнительного времени и сил. Кроме того, опора для стопы собранная из множества разнесенных в пространстве элементов теряет в жесткости в сравнении с плоской или монолитной опорой. Наличие дополнительных приставных планок и/или полуколец, кронштейнов, приводит к утяжелению аппарата и как следствие приводят к дискомфорту больного на весь период лечения. В опорах аппарата [1; 2; 3; 4] один ряд крепежных отверстий, поэтому возникают трудности в фиксации спиц и установке шарнирных соединений при соединении опоры для стопы с базой аппарата на голени, что сказывается на удобстве работы врача при коррекции отдельных компонентов деформации стопы в таком аппарате. Нерегулируемые опоры при росте отека упираются в мягкие ткани. Опора давит на мягкие ткани и создает неприятные ощущения для пациента, создает постоянное неудобство, что ухудшает качество жизни пациента и функциональный результат лечения.
Известен способ остеосинтеза аппаратом орто-сув при деформациях среднего отдела стопы (источник [5]: RU 2489106). Аппарат содержит опору на голени и опору для стопы соединенные стратами. Опора для стопы выполнена из соединенных стратами полуколец с приставками. На уровне дистального метадиафиза голени проводят чрескостные элементы (спицы, стержни-шурупы) и фиксируют к ним кольцевую опору. Через пяточную кость проводят чрескостные элементы и фиксируют к ним опору стопы, составляющую 2/3 или 3/4 кольца. К проксимальной поверхности опоры, фиксирующей пяточную кость, во фронтальной плоскости фиксируют две консольные приставки; к нижней поверхности этой же опоры фиксируют полукольцо. Через плюсневые кости проводят чрескостные элементы и фиксируют к ним опору, составляющую 2/3 или 3/4 кольца и к ней и дистальнее от нее при помощи резьбовых стержней крепят опору, составляющую 2/3 или 3/4 кольца. Опоры соединяют: стратами. Страты крепят к консольным приставкам опор.
Однако опоры аппарата для стопы [5] в соответствии с размерами конечности требуют изготовления и использования множества типоразмеров полуколец (дуг). Аппарат [5] не содержит регулируемых по размеру опор (колец, дуг). Внутренний размер опоры при использовании аппарата на стопе не регулируется. Сборка опоры для стопы из полуколец соединенных стратами и планками и/или резьбовыми стержнями требует дополнительных трудозатрат. Кроме того опора для стопы собранная из множества элементов теряет в жесткости. Наличие дополнительных приставных планок и/или полуколец, приводит к утяжелению аппарата и как следствие приводят к дискомфорту больного на весь период лечения. В опорах аппарата [5] один ряд крепежных отверстий, поэтому возникают трудности в фиксации спиц и установке шарнирных соединений при соединении опоры для стопы с базой аппарата на голени, что сказывается на удобстве работы врача при коррекции отдельных компонентов деформации стопы в таком аппарате. Течение любого гнойно-воспалительного процесса всегда сопряжено с увеличением отека мягких тканей. При этом в условиях чрескостного остеосинтеза на нерегулируемых опорах увеличение отека приводит к прорезыванию мягких тканей, формированию пролежней в местах взаимодействия с опорами аппарата внешней фиксации, что как следствие только усугубляет течение гнойно-воспалительного процесса. Для устранения таких серьезных осложнений хирурги зачастую вынуждены прибегать к демонтажу и перемонтажу опор аппарата внешней фиксации [5], что мешает своевременному решению поставленных ортопедических задач. Следует отметить, что в связи с анатомическими особенностями наличие отека на стопе может быть сопряжено не только с обострением гнойно-воспалительного процесса, но и сдавлением сосудов связанным с усилением деформации и/или смещением костных отломков. В этих условиях приоритетным вопросом становится увеличение внутреннего контура опоры аппарата [5] одновременно с устранением деформации и с сохранением жесткости фиксации костных отломков стопы. Нерегулируемые опоры при росте отека упираются в мягкие ткани. При этом аппарат [5] сложен в управлении, требует использования персонального компьютера.
Для фиксации костей заднего отдела стопы в известных аппаратах внешней фиксации (Ортосув, Тэйлора, Orthofix, Sidekick Freedom, TrueLok Ring Fixation System) широко применяются незамкнутые опоры для стопы выполненные в виде  плоского кольца, с одним рядом крепежных отверстий. В частности известна внешняя система фиксации TrueLok (TrueLok Ring Fixation System, источник [6]: каталог компании Smith-Nephew, интернет сайт http://www.smith-nephew.com, режим доступа: http://web.orthofix.com/Products/Pages/TrueLok-Ring-Fixation-System-Lower.aspx?catid=21). Система [6] содержит базовую опору на голени, выполненную в виде двух плоских колец оснащенных крепежными отверстиями и соединенных резьбовыми стержнями и опору для стопы, выполненную в виде двух полуколец, оснащенных один рядом крепежных отверстий и соединенных дистракторами (стратами). Дистракторы установлены на кронштейнах.
В аппарате [6] опора стопы выполнена сборной из полуколец. При этом для увеличения количество отверстий для фиксации спиц полукольца наращивают с помощью приставных планок с отверстиями, либо внедряют дополнительное соразмерное полукольцо. Опора для стопы не имеет возможности для изменения размера внутреннего контура. Аппарат [6] содержит ряд полуколец различного типоразмеров для сборки опоры подходящего размера для конкретного пациента, при этом размер опор изменяется дискретно с шагом 10 мм и нет возможности точной регулировки. Если на начальном этапе лечения такая опора может иметь достаточный зазор с мягкими тканями, то в процессе лечения он может быть исчерпан. Нерегулируемые опоры при росте отека упираются в мягкие ткани и их необходимо снимать и заменять, так как опора давит на мягкие ткани и создает неприятные ощущения для пациента, создает постоянное неудобство, что ухудшает качество жизни пациента и функциональный результат лечения.
Известен аппарат для стопы SIDEKICK™ FREEDOM™ (источник [7]: каталог компании Wright, интернет сайт http://www.wright.com, режим доступа: http://www.wmtemedia.com/ProductFiles/Files/PDFs/014505_EN_LR_LE.pdf). Аппарат [7] содержит базовую опору на голени, выполненную в виде двух плоских колец оснащенных крепежными отверстиями и соединенных резьбовыми стержнями и опору для стопы выполненную монолитной в виде U-образной пластины оснащенной двумя рядами крепежных отверстий. Конструкция выполнена из алюминия и нержавеющей стали.
Опора для стопы аппарата [7] выполнена монолитной и не позволяет регулировать размер ее внутреннего контура. Опоры выполняют различного типоразмера с шагом в 10 мм. Монолитным опорам свойственны следующие недостатки. Сложно подобрать нужную опору, врачу приходится ставить опору с «запасом», что увеличивает громоздкость аппарата. Отсутствует регулировка размера внутреннего контура под конкретного пациента и в процессе лечения, требуется иметь набор опор разного размера. Течение гнойно-воспалительного процесса сопряжено с отеком и увеличением объема мягких тканей. В этих условиях приоритетным вопросом становится увеличение размера внутреннего контура опоры одновременно с устранением деформации и с сохранением жесткости фиксации костных отломков стопы. Нерегулируемые монолитные опоры при росте отека упираются в мягкие ткани. Опора давит на мягкие ткани и создает неприятные ощущения для пациента, создает постоянное неудобство, что ухудшает качество жизни пациента и функциональный результат лечения.
Такими образом при использовании опор для стопы собранных из типовых элементов установленного размера [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7] существуют недостатки. В частности существенным недостатком является отсутствие возможности изменения размера опоры, регулировки ее персонально под пациента и регулировки в процессе лечения в зависимости от изменения объема мягких тканей.
Сущность технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является обеспечение возможности изменения размера опоры в. процессе подбора и эксплуатации опоры, без ее демонтажа и замены, улучшение качества жизни пациента в период фиксации в аппарате, улучшение результата лечения стопы, облегчение работы врача.
Технический результат заключается в обеспечении возможности регулировки размера внутреннего контура опоры.
Технический результат достигается тем, что опора аппарата внешней фиксации для костей стопы (далее опора) выполнена металлической плоской содержит крепежные отверстия. Отличается тем, что выполнена сборной, содержит два блока, выполненные с возможностью изменения длины блока, соединенные с возможностью дозированного изменения расстояния между блоками. Блоки расположены симметрично относительно продольной оси опоры. Каждый блок содержит одну плоскую угловую планку соединенную с одной плоской удлинительной планкой. Угловые планки расположены симметрично и соединены друг с другом смежными концами с возможностью изменения расстояния между ними. Удлинительные планки расположены на свободных концах угловых планок с возможностью изменения расстояния между угловой и удлинительной планкой. На смежных концах всех планок выполнены продольные пазы. На поверхности планок в два ряда в шахматном порядке выполнены крепежные отверстия. Смежные планки наложены одна на, другую и скреплены затяжными болтами с гайками.
Вышеуказанная сущность обеспечивает достижение заявленного технического результата.
Предусмотрено что опора может быть выполнена из титанового сплава ВТ6, из алюминиевого сплава или из нержавеющей стали. Предпочтительно шероховатость Ra наружных поверхностей угловой и удлинительной планок находится в диапазоне от 0,25 до 0,42 мкм, толщина планок находится в диапазоне от 4 до 8 мм, диаметр отверстий находится в диапазоне от 6 до 8 мм, ширина планок находится в диапазоне от 15 до 30 мм. Опора аппарата внешней фиксации для костей стопы предпочтительно выполнена из титанового сплава ВТ6 или из алюминиевого сплава и имеет анодно-окисное покрытие. Угловые и удлинительные планки в местах сопряжений могут быть выполнены с вырезом или с отгибом, для обеспечения расположения плоскости планок на одном уровне.
Разработанная на базе клиники гнойной остеологии Центра Илизарова г. Курган опора аппарата внешней фиксации для костей стопы позволяет устранить недостатки аналогов и решить поставленные перед врачом задачи благодаря подвижному соединению ее частей, с возможностью их жесткого взаимного крепления. Блоки, выполненные с возможностью изменения их длины, позволяют регулировать длину опоры. Так как блоки соединены между собой с возможностью дозированного изменения расстояния между блоками, это позволяет регулировать ширину опоры. Обеспечивается регулировки длины и ширины контура опоры, для адаптации всей опоры к оперируемой стопе. Таким образом, обеспечивается возможность индивидуального подбора размеров внутреннего контура опоры под размеры конечности пациента. Блоки по размерам адаптированы со стандартными типоразмерами колец и полуколец аппарата Илизарова, что позволяет беспрепятственно связывать блоки с опорами, собранными из колец и/или полуколец набора, деталей аппарата Илизарова и крепить в них спицы, проведенные через кости стопы в натянутом положении.
Полезная модель поясняется графическими материалами:
Фиг. 1 - опора, вид общий (вариант соединения внахлест);
Фиг. 2 - опора, вид сверху, наименьший размер контура;
Фиг. 3 - опора, вид сверху, наибольший размер контура;
Фиг. 4 - опора, общий вид, (вариант соединения планок с углублением).
Осуществление полезной модели.
Опора выполнена металлической плоской из титанового сплава ВТ 6 покрытого анодно-окисным слоем красного цвета. Содержит два блока 1 и 2 (Фиг. 1; 2; 3; 4). Блоки 1 и 2 расположены симметрично относительно продольной оси 3 (Фиг. 1; 2; 3; 4) опоры. Блок 1 и блок 2 содержит одну плоскую угловую планку 4 (Фиг. 1; 2; 3; 4), соединенную с одной плоской удлинительной планкой 5 (Фиг. 1; 2; 3; 4). Угловые планки 4 выполнены с двумя полками, расположенными под углом 90 градусов, при этом угол скошен. Угловые планки 4 расположены симметрично и соединены друг с другом смежными концами 6 (Фиг. 1; 2; 3; 4) с возможностью изменения расстояния между ними. Удлинительные планки 5 расположены на свободных концах 7 (Фиг. 1; 2; 3; 4) угловых планок 4 с возможностью изменения расстояния между угловой 4 и удлинительной планкой 5. На смежных концах 6 всех планок выполнены продольные пазы 8 (Фиг. 1; 2; 3; 4) шириной 7 мм и длиной 35 мм. Планки 4,5 наложены одна на другую и скреплены затяжными болтами 9 (Фиг. 1; 2; 3; 4) с гайками 10 (Фиг. 1; 2; 3; 4). Пазы 8 двух смежных планок 4 и/или 5 совмещены. Затяжные болты размещены в пазах 8. Головка болта 9 шестигранная (под накидной ключ) и содержит шестигранное углубление (под ключ-шестигранник). По два болта 9 расположены в продольных пазах 8 в месте соединения двух планок 4 и/или 5. На поверхности планок 4 и 5 в два ряда в шахматном порядке выполнены крепежные отверстия 11 (Фиг. 1; 2; 3; 4), диаметром 7 мм, шаг между отверстиями в ряду 12 мм, расстояние между рядами 8 мм, смещение между отверстиями в рядах 6 мм. Толщина планок 4 и 5 составляет 5 мм. Ширина планок 4 и 5 составляет 20 мм. Длина пазов 8 составляет 35 мм. Длина блока 1 и 2 (длина опоры) регулируется в диапазоне от 230 мм до 260 мм. Расстояние между блоками 1 и 2 (ширина опоры) регулируется в диапазоне 130 до 160 мм. Угловые планки 4 и удлинительные планки 5 в месте соединения могут быть наложены друг на друга (фиг. 1.). В местах соединения планок 4 и 5 могут быть выполнены углубления на всю ширину планки (фиг. 4).
Использование полезной модели.
Опору монтируют на поврежденную конечность. В кости стопы проводят спицы. Собирают опору. Для этого поочередно собирают блоки 1 и 2, которые формируют скрепляя одну угловую 4 и одну удлинительную планку 5, планки 4 и 5 накладывают друг на друга и скрепляют двумя болтами 9 с гайкой 10, затягивая гайку 10 рукой. Блоки 1 и 2 соединяют друг с другом, для этого концы угловых опор 4 накладывают друг на друга и скрепляют двумя болтами 9 с гайками 10, затягивая гайку 10 рукой. Для регулировки длины опоры передвигают удлинительные планки 5 относительно угловых планок 4, при этом пазы 8 планок 4 и 5 смещаются, болты 9 передвигаются в пазах 8. Для регулировки ширины опоры передвигают смежные угловые планки 4 блоков 1 и 2, при этом пазы 8 планок 4 смещаются, болты 9 передвигаются в пазах 8. Передвигая планки 4 и 5 относительно друг друга, регулируют размер внутреннего контура опоры, подстраивая его под размер конечности пациента. Добившись необходимой длины и ширины опоры, затягивают гайки 10 гаечным ключом или шестигранником, обеспечивая жесткое соединение элементов опоры. Затем крепежными элементами (болты спицефиксаторы) концы спиц фиксируют к опоре. В крепежные отверстия 11 устанавливают резьбовые дистракционные стержни аппарата внешней фиксации (аппарат Илизарова) и соединяют их с базовой опорой, на голени, при этом для соединения используют детали (болты М6, гайки М6, кронштейны и т.п.) комплекта аппарата Илизарова. Таким образом, получают жесткую внешнюю опору для стопы входящую в конструкцию аппарата Илизарова и подстроенную под размеры конечности конкретного пациента.
Аппарат может быть изготовлен на современном промышленном оборудовании из известных материалов и использован по назначению в профильных травматологических отделениях медицинских учреждений.