УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНУТРИКОСТНОГО ОСТЕОСИНТЕЗА БЕДРЕННОЙ КОСТИ

Авторы: Ключевский В.В., Литвинов И.И., Соловьев И.Н.
УСТРОЙСТВО для ВНУТРИКОСТНОГО ОСТЕОСИНТЕЗА БЕДРЕННОЙ КОСТИ
Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии, ортопедии и может применяться для внутрикостного остеосинтеза переломов бедренной кости.
Известен универсальный бедренный гвоздь АО с поперечным сечением формы листа клевера и искривлением с постоянным радиусом (1). К недостаткам данного стержня относятся следзпющие.
1.Низкая ротационная стабильность соединения стержня с отломками бедренной кости, обусловленная округлой формой поперечного сечения конструкции. В этих условиях препятствовать вращению стержня относительно кости и, стало быть, отломков друг относительно друга может только его трение о кость, прямо пропорциональное силе прижатия конструкции к стенкам канала и губчатой строме метафизов. Поскольку коэффициент трения на границе металл-кость мал (0,4),то для создания момента способного противодействовать внешнему вращающему насилию необходимо значительное прижатие стержня к кости, что существенно увеличивает риск ее повреждения. Проблема ротационной устойчивости решается с помощью дополнительных блокирующих приспособлений - винтов, вводимых в отверстия нижнего и верхнего концов стержня, что увеличивает травматичность и продолжительность операции, делает необходимым использование ЭОПа с неизбежной лучевой нагрузкой на пациента и операционную бригаду.
2.Сложность решения задачи унификации конструкций, поскольку искривление канала бедра, его поперечные сечения и длина подвержены значительным индивидуальным колебаниям.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является стержень прямоугольного поперечного сечения, который имеет изгиб в плоскости параллельной широким граням конструкции в соответствии с анатомической кривизной костного канала бедра, выявляемой по боковой рентгенограмме здорового бедра (2). Недостатками конструкции являются следующие.
1. Высокий риск заклинивания стержня, повреждения отломков при его введении или недостаточной жесткости и прочности фиксации, обусловленный неоптимальным взаимодействием формы конструкции и формы канала бедра. Это объясняется следующим:
1) Ось канала бедренной кости изогнута кпереди, причем высота кривизны изгиба чаще приходится на верхнюю треть или на границу между средней и верхней третью, где наиболее часто расположено сужение канала протяженностью до 16 см (3). Таким образом, если искривленную ось костного канала бедра представить в виде суммы участков, в пределах каждого из которых радиус искривления существенно не изменяется, то радиус кривизны участков, расположенных в в/3 или на границе в/3 и с/3 ( RA на фиг.З) будет
МКИ: А61 В17/58
наименьшим, а радиус искривления участков, расположенных в с/3 или н/3 бедра (Квна фиг.3)-наибольшим.
2)В ходе введения в канал бедренной кости по принятой антеградной технологии, т.е. в направлении от центра к периферии, во взаимодействие с любым избранным сегментом костной полости должна вступать вся часть конструкции, расположение которой предполагается на уровне и ниже данного сегмента. Т.е. средняя и нижняя часть стержня, содержащая изгиб с радиусом RB, будет взаимодействовать с участком канала, имеющим изгиб с радиусом RA.
3)Чем больше несоответствие между радиусом кривизны участка стержня и взаимодействующего с ним участка костной полости, тем больше должно быть несоответствие между его поперечным сечением и поперечным сечением данного участка канала для безопасного введения конструкции. Деформацией стержня пренебрегаем вследствие совмещения плоскости искривления канала с плоскостью параллельной широким граням конструкции, в которой последняя имеет значительную жесткость на изгиб.
Из вышеизложенного следует, что поперечное сечение стержня, взятого в качестве прототипа, связано обратно пропорциональной зависимостью с изменением радиуса искривления различных участков канала (Кв-КА)-Это приводит к существенному уменьшению габаритов вводимой конструкции, а, стало быть, жесткости и прочности фиксации. С другой стороны, увеличение поперечника изогнутой таким образом конструкции, приближение ее к поперечному сечению узкой части канала будет увеличивать риск заклинивания стержня и повреждения отломков пропорционально изменению радиусов искривления различных участков канала.
2. Невозможность унификации конструкций вследствие строгой индивидуальности формы искривления канала бедра.
К техническому результату от использования данной полезной модели относится повышение надежности, уменьшение травматичности остеосинтеза, унификация технологии.
Данный технический результат достигается тем, что устройство для внутрикостного остеосинтеза бедренной кости выполнено в виде изогнутого стержня прямоугольного поперечного сечения, отличающееся тем, что изгиб имеет постоянный радиус, один конец стержня выполнен в виде двухсторонней рейки.
На фиг.1 представлено устройство для внутрикостного остеосинтеза бедренной кости, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг.З схематизированная ось костного канала бедра с изображенными радиусами искривления ее различных участков.
Устройство для внутрикостного остеосинтеза бедренной кости представляет собой стержень прямоугольного поперечного сечения, имеющий искривление с постоянным радиусом RC (фиг.1). Один конец стержня выполнен в виде двухсторонней рейки 1 (фиг.2).
Обозначим постоянный радиус искривления предлагаемого устройства как Кс(фиг. 1), причем верны следующие неравенства:
1)RC  RA ,где RA- наименьший радиус искривления оси костного канала;
2)RC  RB, где RB- наибольший радиус искривления оси костного канала.
искривления ( RC ) , а, следовательно, жескость и прочность остеосинтеза ею, могут быть больше, чем у прототипа, имеющего изгиб соответственно искривлению оси костного канала, поскольку несоответствие между радиусами искривления участков оси костной полости и взаимодействующих с ними участков предлагаемого устройства ( RC - RA ; RB - RC ) меньше аналогичного несоответствия между костным каналом и прототипом ( RB - RA). С другой стороны, риск заклинивания предлагаемого стержня и повреждения отломков будет меньше, чем у прототипа из-за меньшего несоответствия между кривизной канала и кривизной фиксатора. Ротационная стабильность взаимодействия предлагаемого устройства, например, с губчатой костью метафизов бедра, будет существенно выше, чем у стержня с округлым поперечным сечением, поскольку при кручении стержня прямоугольного поперечного сечения вектор перемещения точек граней конструкции направлен в костный матрикс, окружающий конструкцию, а не тангенциально к нему. Ротационная стабильность в этом случае определяется не трением скольжения на границе металл-кость , а свойствами жесткости и прочности окружающей стержень кости. Существенно то, что наличие постоянного радиуса искривления и, как следствие, увеличение размеров поперечного сечения прямоугольного стержня результируется в значительное возрастание ротационной стабильности соединения конструкции с отломками, т.к. максимальные контактные напряжения в окружающей стержень кости, от которых зависит прочность его заделки, обратно пропорциональны сумме возведенных в третью степень поперечных размеров широкой и узкой граней конструкции (4). Выполнение уступов реечной формы на одном из концов фиксатора позволяет легко обламывать его любым захватывающим инструментом, изменяя при этом длину, но не форму стержня, т.к. радиус искривления постоянный. Это значительно упрощает решение задачи унификации конструкций, т.к. отпадает необходимость наличия фиксаторов различных длин в соответствии с вариабельными размерами костных каналов бедренных костей.
С устройством работают следующим образом. Делают разрез мягких тканей в области верхнего конца бедренной кости. Формируют канал через грушевидную ямку в направлении костной полости, через который до места перелома вводят стержень. После вьшолнения репозиции, желательно по закрытой технологии, фиксатор пробивают в нижний отломок.
Клинический пример. Больной К. 24 лет, госпитализирован 03.10.00 в БСМП им. Соловьева (г.Ярославль) через 15 минут после происшествия. Диагноз - закрытый неосложненный поперечный перелом с/3 левого бедра. 10 дней лечился скелетным вытяжением. 13.10.00 выполнен полуоткрытый антеградный остеосинтез левой бедренной кости предлагаемым устройством. Послеоперационное течение гладкое. Функции опоры и движения восстановлены в течение 6 недель. Консолидация в фазе завершения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1.Устройство для внутрикостного остеосинтеза бедренной кости, выполненное в виде изогнутого стержня прямоугольного поперечного сечения, отличающееся тем, что радиус искривления постоянный.
2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что один конец стержня выполнен в виде двухсторонней рейки.
ИСИОЛЬЗОВАИНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Мюллер М.Е., Алльговер М., Шнайдер Р., Вилленеггер X. Руководство по внутреннему остеосинтезу. - М.: Ad Marginem, 1996.- с.294.
2.Ключевский В.В., Суханов Г.А., Зверев Е.В., Джурко А.Д., Дегтярев А. А. Остеосинтез стержнями прямоугольного поперечного сечения. Ярославль, 1993.-с. 143.
3.Там же, с. 141.
4.Литвинов И.И. Внутренняя фиксация супраистмальных переломов большеберцовой кости: Дис. ... канд. мед. наук. -Ярославль, 1997. - с.59.