АППАРАТ ДЛЯ НАРУЖНОЙ ФИКСАЦИИ МНОЖЕСТВЕННЫХ И ФЛОТИРУЮЩИХ ПЕРЕЛОМОВ РЕБЕР, КЛЮЧИЦЫ И ГРУДИНЫ
APPARATUS FOR EXTERNAL FIXATION OF MULTIPLE AND FLOATING RIB, CLAVICLE AND BREASTBONE FRACTURES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области медицины, в частности к медицинской технике, и может быть использовано для остеосинтеза ребер, ключицы и грудины у пострадавших с тяжелой изолированной и сочетанной травмой груди в раннем посттравматическом периоде.
Уровень техники
Сохраняющийся рост числа тяжелой травмы груди, будь-то изолированной или сочетанной, в основном обусловлен обширными повреждениями реберного каркаса,  внутриплевральными изменениями вследствие одновременного массивного  внутриплеврального кровотечения и быстрого накопления воздуха в грудной полости из травмированного легкого.
Из общего числа тяжело пострадавших с травмой груди до 85-90% случаев встречаются переломы ребер, грудины и ключиц. В 37-45% случаев переломы реберного каркаса сопровождаются обширными и значительными разрывами межреберных мышц, сухожильно-мышечных образований, повреждениями межреберных и мышечных нервно-сосудистых сплетений с массивными кровоизлияниями в подкожное, межмышечное, паракостальные и  внутриплевральное пространство груди.
Переломы ребер бывают единичные и множественные, одно- и двусторонние, одинарные, двойные и даже тройные. А также переломы ребер бывают по двум, трем опознавательным анатомическим линиям - флотирующие («створчатые» и/или «окончатые»). Наиболее тяжелые из них - множественные и флотирующие, их число достигает 8-12% случаев. Различают переднюю, боковую и заднюю «створки». Передняя,  в свою очередь, делится на центральную и переднебоковую. Наиболее тяжелые клинико-морфологические изменения наблюдаются при «центральной» створке, когда переломы ребер проходят по передним анатомическим линиям. Причем в центре обязательно оказывается грудина. Все эти тяжелые переломы в кратчайшие сроки в раннем посттравматическом периоде ведут к деформации и нестабильности всего реберного каркаса и, как следствие, к прогрессивному нарастанию парадоксального, нескоординированного дыхания, вплоть до его остановки.
Исходя из вышесказанного, актуальным является создание новых технических решений для остеосинтеза ребер, грудины и ключицы у пострадавших с тяжелой травмой груди и своевременного быстрого восстановления функции реберного каркаса, остановки вне- и  внутриплеврального кровотечения и купирования дыхательной, сердечно-легочной недостаточности.
Из уровня техники известны различные устройства, методы, приемы остеосинтеза ребер, грудины и ключицы. Известны накостный, экстра- и интрамедуллярные остеосинтезы аппаратами различных модификаций, а также пластинами из титановых сплавов, панелями, шинами из термопластики, с прошиванием ребер в местах перелома лигатурами, лавсановыми лентами, танталовыми скрепками, спицами, стержнями и сшивающими аппаратами СРКЧ-22, и искусственной вентиляцией легких, обеспечивающей «внутреннюю пневматическую стабилизацию», и т.д.
Недостатками вышеперечисленных устройств остеосинтеза являются длительная и тяжелая травматичность операции. Проведение операции становится возможным лишь высококвалифицированными торакальными хирургами, так как такие операции сопровождаются большой кровопотерей, тяжелой анемией, гипоксией, гипотонией и прогрессирующей дыхательной, сердечно-легочной недостаточностью. Выполнение их возможно при одновременном проведении противошоковых мероприятий в раннем посттравматическом периоде в операционных и реанимационных залах. Другими существенными недостатками стабилизации переломов ребер, грудины и ключицы с применением известных средств являются частая ранняя несостоятельность остеосинтеза из-за миграции металлоконструкции, инфицирования тяг, ограничение подвижности и мобильности пациентов, развитие пролежней от панелей, а также сложность конструкции и т.д.
Наиболее распространенным в настоящее время для фиксации переломов ребер, грудины и ключицы является использование интрамедуллярных шин фирмы «Synthes» (см. http://www.synthes.com/sites/intl/RU/russian/Documents/2004_no.1_2.pdf). В данных устройствах могут быть использованы монокортикальные самонарезающие винты и пластины. Винты имеют самонарезающую резьбовую часть, а пластины могут иметь волнообразный профиль, позволяющий избежать параллельного введения винтов (см. http://www.synthes.com/sites/NA/Products/Trauma/catalog/Documents/2011%20Trauma%20Cat%20Section%201%20Plates%20and%20Screws.pdf).
Недостатком данного устройства является то, что для его установки производят большие разрезы кожи и подкожной клетчатки в зоне переломов ребер, грудины и/или ключицы с выделением травмированных фрагментов и их последующей стабилизацией. Операции травматичны, сопровождаются интра- и постоперационной большой кровопотерей у тяжелопострадавших с сочетанной и множественной травмой, госпитализирующиеся с клиникой анемии и гипотонии. Постоянно сохраняется угроза инфицирования обширных размозженных травмированных тканей груди с последующим развитием инфицированных и гнойных плевритов, флегмон грудной стенки и развитием плевроторакальных свищей.
Из уровня техники известно техническое решение, представленное в патенте на изобретение RU 2090158 - устройство для внеочагового остеосинтеза, которое содержит опорную пластину с продольной прорезью и установленные в продольной прорези пластины чрескостные резьбовые стержни со стержнедержателями. Резьбовые стержни выполнены по длине с различными диаметрами. Устройство снабжено гайками, один конец пластины выполнен с резьбой на наружной поверхности для установки гаек, а на другом конце пластины чрескостные резьбовые стержни имеют резьбовые соединения с пластиной. Чрескостные резьбовые стержни выполнены на рабочем конце с шагом, превышающим в 3-4 раза шаг на крепежном конце.
Недостатком данного устройства является то, что опорная пластина имеет сложную конструкцию, которая предполагает регулировку положения дистальной части костного отломка относительно проксимальной части по двум направлениям. При этом сами чрескостные резьбовые стержни уже находятся в установленном и закрепленном в пластине положении. Конструкция пластины позволяет выполнять только параллельное введение винтов, что также уменьшает надежность крепления соединяемых костных отломков. Кроме того, сами чрескостные резьбовые стержни хотя и выполнены по длине с различными диаметрами, но в зоне касания с костными отломками не имеют каких-либо упоров, и вследствие этого не могут обеспечить надежную фиксацию стержней в костных отломках.
Из патента RU 2526448 известно устройство для стабилизации переломов и замещения дефектов ребер и грудины, которое содержит костные фиксаторы, верхнюю рамочную конструкцию и нижнюю рамочную конструкцию. Верхняя и нижняя рамочные конструкции состоят из верхних и нижних штанг соответственно, соединенных между собой с помощью винтовых стержней и крепежных элементов. Костные фиксаторы выполнены в виде винтов-шурупов с упорами. Каждый винт-шуруп в средней и в верхней частях закреплен посредством крепежных элементов в фиксирующем элементе, который, , в свою очередь,, закреплен на двух штангах, нижней и верхней. Штанги выполнены в виде пластин с отверстиями. Для предупреждения перемещения винта-шурупа внутрь грудной полости на нем имеется специальный упор.
Недостатками устройства являются сложность и массивность рамочных конструкций. При использовании для стабилизации переломов конструкцию размещают над кожей на значительном расстоянии. При форсированном дыхании, кашле и при движении пациента конструкция вместе с реберным каркасом подвержена смещению, что может вызвать нарушение ее прочности в месте непосредственного соприкосновения винта с костной тканью, что , в свою очередь, может привести к ее несостоятельности. Кроме того, конструкция специального упора на винте при его установке вызывает травмирование надкостницы ребра, грудины и ключицы в зоне, где уже нарушена функция надкостницы из-за самой травмы, множественных переломов костей грудного каркаса и резкого нарушения питания в зоне травм, с сохранением угрозы развития гнойных осложнений. Развитие пролежней,  в свою очередь, не позволяет удерживать конструкцию в заданном положении. Введение данного винта с упором требует относительно больших разрезов на коже и подкожной клетчатке. В последующем широкую опору трудно установить по центру ребра, что при относительно длительном размещении на ребре и/или грудине приведет к развитию пролежня со всеми вытекающими последствиями. Кроме того, установка устройства возможна лишь при обязательном проведении параллельно операции торакоскопии, выполняемой под общим наркозом. Торакоскопия состоятельна лишь при введении воздуха в плевральную полость (искусственный пневмоторакс) и полном коллапсе легкого у крайне тяжелого пациента, что в этой группе пациентов недопустимо из-за тяжести их состояния. Выполнение только параллельного введения винтов уменьшает надежность крепления соединяемых костных отломков. Также недостатком известного устройства является использование для винтовых стержней резьбы с одинаковым диаметром по длине и наличие за счет специального упора хорошего контакта с костными отломками только с одной стороны - со стороны введения винта в костные отломки.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание аппарата для наружной фиксации переломов ребер, и/или ключицы, и/или грудины, обеспечивающего стабильный малотравматичный остеосинтез. Заявляемое устройство наиболее эффективно для наружной фиксации множественных и флотирующих переломов ребер, ключицы и грудины, устраняет деформацию реберного каркаса, его подвижность (флотацию) и, как следствие, способствует ускорению остановки кровотечения из травмированных сосудов грудной стенки, предупреждению  внутриплеврального и внутрисредостенного скопления гемопневмоторакса и гемопневмомедиастинума, купированию дыхательной и сердечно-легочной посттравматической недостаточности.
Заявляемое устройство найдет свое первоочередное применение при проведении противошоковых мероприятий с целью раннего и быстрого восстановления реберного каркаса, остановки кровотечения, обеспечения транспортабельности и мобильности тяжелопострадавших больных.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является повышение стабильности, надежности фиксации поврежденных ребер, ключицы и грудины при уменьшении их травматичности в процессе проведения операции и уменьшении побочных проявлении в постоперационном периоде, связанных с развитием гнойных осложнений в области контакта винта с костной тканью. Кроме того, заявляемое устройство обеспечивает точность соприкосновения и сопряжения поврежденных и смещенных костных фрагментов.
Заявляемое изобретение позволяет сохранить мобильность пострадавшего, улучшить качество его жизни за счет стабильной фиксации поврежденного реберного каркаса и предупредить развитие тяжелых осложнений в виде прорезывания фиксирующими элементами (винтами или спицами) кортикального слоя костей с их возможной миграцией и отторжением, приводящими к несостоятельности остеосинтеза.
Поставленная задача решается тем, что стержень для фиксации поврежденных костных фрагментов в аппарате наружной фиксации множественных и флотирующих переломов ребер, и/или грудины, и/или ключицы имеет первый резьбовой участок со стороны его внутреннего конца, предназначенного для взаимодействия с костной тканью, и второй резьбовой участок, расположенный со стороны внешнего его конца, выполненный с возможностью размещения фиксирующих элементов в виде двух гаек, одна из которых является опорной, вторая - фиксирующей, при этом первый резьбовой участок имеет по меньшей мере три витка, самонарезающую заточку со стороны внутреннего конца, увеличивающийся диаметр резьбы в направлении от внутреннего к внешнему концу стержня, причем максимальный диаметр витка резьбы выполнен величиной до 6 мм с возможностью его размещения во внешнем кортикальном слое кости или частичного погружения в упомянутый слой, а длина выполнена с исключением при погружении стержня в кость его проникновения за пределы внутреннего кортикального слоя. В области размещения второго резьбового участка стержень снабжен лысками с возможностью сопряжения с ключом для обеспечения передачи крутящего момента от ключа на стержень. Шаг резьбы на резьбовом участке со стороны внутреннего конца стержня составляет 1-2 мм, длина резьбовой части со стороны внутреннего конца стержня составляет 5-6 мм, внутренний диаметр резьбы составляет 3-3,5 мм.
Поставленная задача решается тем, что аппарат наружной фиксации множественных и флотирующих переломов ребер, и/или грудины, и/или ключицы содержит по крайней мере два стержня для фиксации поврежденных костных фрагментов, имеющих описанную выше конструкцию; по крайней мере одну штангу с пазами для установки в них стержней; элементы, фиксирующие положение стержня в штанге; при этом второй резьбовой участок выполнен с возможностью размещения в пазу штанги или в пазах наложенных в нахлест двух штанг и фиксации элементами фиксирующих положение стержня в штанге или двух штангах.
Поставленная задача решается тем, что комплект рабочих инструментов для установки аппарата наружной фиксации переломов костей включает сверло с ограничителем глубины сверления и направитель для сверла и/или стержня, представляющий собой протяженную деталь с зубчатым торцом (зазубринами), предназначенным для установки на кости, снабженную сквозным каналом для размещения в нем сверла и/или винта, при этом сверло и/или направитель выполнены с возможностью выхода сверла за пределы зубчатой торцевой поверхности направителя на величину 3-5 мм для прохождения внешнего кортикального слоя кости. Ограничитель глубины сверления может быть выполнен на сверле в виде буртика диаметром больше диаметра канала направителя. Комплект рабочих инструментов имеет конструктивные особенности, обеспечивающие быстрое и надежное введение стержней для фиксации поврежденных костных фрагментов.
Технический результат обеспечивается за счет использования малотравматичных специальных винтов, характеризующихся специальной резьбой на внутреннем (рабочем) конце винта, выполненной с учетом толщины первого кортикала с нарастающим диаметром каждого последующего витка спирали. В одном из вариантов осуществления винта диаметры первых 5 последующих витков спирали на внутреннем (рабочем) конце винта выполнены с увеличением на 1 мм. Последний виток спирали, не проникая внутрь наружного кортикала костного отломка, оставаясь в зоне надкостницы, усиливает опороспособность винта и предупреждает баллотирование, подвижность (расшатываемость) каждого из винтов, что обеспечивает стойкую фиксацию всей конструкции в целом. Ряд таких установленных по заданной тематике винтов (от 12 до 20) после их соединения со штангой, имеющей разной величины и направленности пазы, с помощью болтов плотно монтируются между собой, за счет чего и достигается жесткость конструкции и соответственно стабилизация отломков флотирующих фрагментов реберного каркаса, грудины и ключицы. Наружная часть устройства благодаря конструктивным особенностям штанг обеспечивает установку и функционирование различных дополнительных дренажных систем, катетеров, датчиков мониторинга и т.д.
Таким образом, заявляемые винтовые стержни имеют специальную нарезку на внутреннем конце, состоящую из резьбы в виде последовательно нарастающих в диаметре, например, от 1 до 5,5 мм первых пяти шагов (витков) резьбы. Пятый шаг резьбы служит одновременно и ограничителем и упорной площадкой. Наружные концы винтов имеют резьбовое соединение со штангой и посредством двух гаек для каждого винта фиксируются на заданной высоте. Штанги представлены в виде пластин разных размеров по длине и имеют отверстия и разной величины продольные пазы. Штанги выполнены с возможностью крепления в поперечно-косом и/или параллельном направлениях.
Остеосинтез осуществляется введением винтов заявляемой конструкции в толщу ребра, грудины и/или ключицы лишь через первый (наружный кортикал) без использования видеоторакоскопии. За счет наличия ограничителя самой широкой части 5-го витка резьбы внутреннего конца винта просверливание и проведение его через второй (внутренний) кортикал не происходит, что, , в свою очередь,, предупреждает развитие ятрогенных осложнений со стороны органов грудной и брюшной полостей. Наружные же концы винтов монтируются в разных направлениях и плотно фиксируются между собой подвижными пластинами (штангами) посредством двух гаек и, при необходимости, дополнительной пластиной, что , в свою очередь, обеспечивает еще большую стабильность травмированной флотирующей (подвижной) части всего реберного каркаса, грудины и/или ключицы. При особо тяжелых случаях травмирования всего реберного каркаса благодаря наличию прорезей в пластине, обеспечивающей ее подвижность, предлагаемая конструкция устройства позволяет соединить одновременно все три анатомических образования (ребра, грудину и/или ключицу). Это, , в свою очередь,, обеспечивает большую жесткость конструкции, устраняет ее подвижность и флотацию, а также предупреждает рецидив флотации по истечении определенного длительного периода времени, что важно для тяжелобольного (с труднокупируемым шоковым состоянием).
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено изображение стержня (винта) в продольном и поперечном сечении; на фиг. 2 - общий вид изготовленного винта заявляемой конструкции в сборе с элементами фиксации (двумя гайками и двумя шайбами); на фиг. 3 и 4 - общий вид штанг в двух вариантах выполнения с тремя и пятью прорезями (пазами), соответственно; на фиг. 5 и 6 - чертежи упомянутых вариантов штанг, вид сверху и сбоку; на фиг. 7 схематично представлен общий вид заявляемого аппарата в сборе; на фиг. 8-10 представлены изображения модельных экспериментов по применению аппарата для остеосинтеза множественных переломов; на фиг. 11 и 12 представлено изображение направителя; на фиг. 13 и 14 - изображение сверла с ограничителем; на фиг. 15 и 16 - изображение направителя с винтом и ключом; на фиг. 17 и 18 - изображение направителя со сверлом; на фиг. 19-21 представлены фотографии изготовленных опытных образцов направителя, сверла и ключа, соответственно.
Позициями на чертежах обозначены: 1 - штанга (фиксирующая пластина); 2 - стержень (или винт); 3 - гайки для закрепления винтов на штанге (пластине), размещенные на наружном конце винта; 4 - отверстия и пазы для размещения винтов или соединительных элементов в виде пластин, винтов и гаек, выполненные посредине на всем протяжении штанги; 5 - резьбовой участок (или резьбовая часть) со стороны внутреннего конца стержня; 6 - внутренний конец стержня; 7 - внешний конец стержня; 8 - виток резьбы; 9 - образующая фигуры, описанной вокруг вершин наружной поверхности резьбового участка 5; 10 - шайба; 11 - резьбовой участок со стороны внешнего конца стержня для размещения гаек, 12 - лыски, выполненные на втором резьбовом участке 11; 13 - сверло; 14 - направитель для сверла; 15 - ключ для вкручивания винта; 16 - буртик сверла (ограничитель); 17 - зубчатый торец направителя.
В настоящем изобретении использованы следующие термины и определения:
Резьба (в технике) - чередующиеся выступы и впадины на поверхности тел вращения, расположенные по винтовой линии;
Виток резьбы - часть выступа резьбы, соответствующая одному полному обороту точек винтовой поверхности резьбы относительно оси резьбы, (ГОСТ 11708-82). Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба. (Термины и определения);
Шаг резьбы (Р) - расстояние между одноименными боковыми сторонами профиля, измеряется в долях метра, в долях дюйма или числом ниток на дюйм - это знаменатель обыкновенной дроби, числитель которой является дюймом;
Высота профиля резьбы - расстояние между вершиной и впадиной резьбы в плоскости осевого сечения в направлении, перпендикулярном оси резьбы.
Осуществление изобретения
Заявляемый аппарат наружной фиксации переломов ребер, грудины и ключицы (включая множественные и флотирующие переломы), представляет собой комплект, содержащий одну или несколько штанг 1 (которая также может встречаться в научно-технической литературе как фиксирующая пластина или скоба) для фиксации стержней 2, по крайней мере два стержня (или винта) 2, предназначенные для размещения в соединяемых отломках (фрагментах) кости; а также элемент, фиксирующий положение стержня в штанге (фиксирующий элемент), который в одном из вариантов осуществления изобретения представляет собой набор из двух гаек 3.
Ниже представлено детальное описание входящих в аппарат конструктивных элементов.
Винт 2 (фиг. 1, 2, 8-10) имеет оригинальную конструкцию, обеспечивающую его надежное фиксирующее положение в соответствующем фрагменте кости и представляет собой стержень, содержащий со стороны его внутреннего конца 6, предназначенного для взаимодействия с костной тканью (или со стороны заходной части винта) участок 5 (или часть) со специальной нарезкой по типу спирали с увеличивающимся диаметром резьбы в направлении от внутреннего 6 к внешнему 7 концу стержня или увеличивающейся высотой профиля резьбы, содержащей по меньшей мере три витка 8. При этом фигура, описанная вокруг вершин наружной поверхности резьбы, представляет собой конусообразное тело вращения. Образующая 9 тела вращения может представлять собой прямую или изогнутую (вогнутую) линию. Резьба может быть выполнена как однозаходной - образованной одним выступом резьбы, так и многозаходной - образованной двумя или более выступами, например, с равномерно расположенными заходами. Длина резьбовой части 5 со стороны внутреннего конца 6 стержня 2, как правило, должна быть меньше толщины кости (ребра, ключицы или грудины) в месте его установки или соответствовать толщине кости. По итогам проведенных исследований антропометрических данных секционного материала был определен интервал значений длины резьбового участка 5 винта 2 (или длины рабочего конца винта), удовлетворяющий данному условию - 5-10 мм. В одном из вариантов осуществления изобретения диметр первого витка резьбы (от начала острия или кончика винта) выполнен размерами 1-2 мм, и с каждым последующим витком увеличивается на 1 мм, достигая 5-6 мм в диаметре. При этом внутренний диаметр резьбовой части (тела резьбового участка) составляет 3-4 мм. Изменение диаметра резьбовой части винта при вкручивании винта в наружный кортикал обеспечивает плотную его фиксацию. Виток резьбы с максимальным диаметром является одновременно своего рода ограничителем и фиксатором при прохождении первого (наружного) кортикала в толщу ребра. Сам кортикал плотно фиксируется между двумя - тремя увеличенными в диаметре витками резьбы. При необходимости и по показаниям винты возможно проводить в нетравмированные ребра с целью более стабильной и надежной фиксации флотирующего участка грудной стенки.
Расчеты параметров заявляемого винта - его резьбового участка 5, были сделаны по итогам антропометрических замеров реберного каркаса (данные секционного материала). В частности, для определения характерных размеров ребер, грудины и ключицы были измерены: толщина и ширина ребер по трем основным анатомическим линиям: пара-стернальная; средне-ключичная; передне-подмышечная; расстояние области межреберья в вышеобозначенных топографо-анатомических ориентирах; толщина тела грудины; толщина ключицы. Также были проведены сравнительные антропометрические замеры обоих передне-боковых половин реберного каркаса.
Помимо перечисленных выше конструктивных особенностей винта 2, для варианта использования гаек 3 в качестве элементов, фиксирующих положение винта 2 в штанге 1, он дополнительно может содержать второй резьбовой участок 11, выполненный со стороны внешнего конца 7 стержня 2. Кроме того, вкручивание винта в кость может производиться с помощью известных средств, например гаечного ключа или крестовой отвертки. В случае использования гаечного ключа на поверхности винта со стороны его внешнего конца могут быть выполнены лыски с возможностью их сопряжения с ключом для обеспечения передачи крутящего момента от ключа на винтовой стержень, протяженность которых (лысок) может захватывать в т.ч. и часть второго резьбового участка 11. В случае использования отвертки, например, крестовой, со стороны торцевой поверхности винта может быть выполнен крестообразный шлиц.
В заявляемый аппарат также входит штанга (пластина) 1 (фиг. 3-7, 8-10), которая снабжена отверстиями или пазами или прорезями 4 для размещения и фиксации в них упомянутых винтов 2. В одном из вариантов реализации штанги 1 отверстия и/или пазы 4 в ней выполнены с возможностью свободного перемещения винтов вдоль самой штанги, в зависимости от места и числа травмированных ребер, а также с возможностью их использования при проведении и установке (фиксации) дренажей, катетеров, датчиков мониторинга на переднебоковой стенке груди и т.д. Штанги выполнены с возможностью их соединения и фиксирования между собой, по необходимости и по показаниям, в поперечно-косом и/или параллельном направлениях с помощью двух гаек на одном винте, формируя тем самым жесткую фиксирующую конструкцию для флотирующего участка реберного каркаса и надежную иммобилизацию костных фрагментов. Кроме того, штанги с прорезями могут быть выполнены с возможностью соединения между собой с обеспечением возможности их сближения, отдаления и фиксации в процессе остеосинтеза. В одном из вариантов осуществления были изготовлены штаги длиной от 6 до 12 см, шириной от 3 до 4 см, толщиной 3 мм, с пазами шириной 5,5 мм и длиной 20,5 мм. Кроме того, были изготовлены штанги с тремя пазами по 72 мм и пятью пазами по 118 мм, шириной 10 мм, которые были использованы при сборке аппарата, представленного на фиг. 7, 8 и 9.
В заявляемый аппарат также входит элемент, фиксирующий положение стержня в штанге (фиксирующий элемент), в качестве которого может быть использованы любые известные из уровня техники решения. Наиболее простым и предпочтительным является использование набора гаек 3 для фиксации винтов 2 в штанге 1. В этом случае винты 2 должны быть снабжены вторым резьбовым участком, выполненным со стороны внешнего конца стержня. При этом для каждого винта используют по две гайки (возможен вариант использования гаек с шайбами), одна из которых является опорной для штанги 1, а вторая - фиксирующей.
Проведение операции по установке заявляемого аппарата может быть реализовано с использованием перечисленных ниже средств и методов.
В частности для установки аппарата может быть использовано сверло 13 специальной конструкции, направитель 14 для сверла и/или винта 2, специальный ключ 15 для вкручивания винта 2.
В частности, сверло 13 фиг. (14, 20) может быть использовано для предварительного перфорирования отверстия в наружном кортикальном слое кости (ребро, грудина и/или ключица), при этом сверло 13 снабжено буртиком 16, расположенным на расстоянии от конца сверла, не превышающем длину резьбового участка 5, функционально обеспечивающим ограничение глубины введения сверла в кость. В предпочтительном варианте реализации сверло имеет общую длину 100-120 мм, диаметр 3 мм под винт с максимальным диаметром витка резьбы 5,5 мм, диаметр ограничивающего буртика - 7-10 мм, длину сверла до буртика - 3-6 мм. В одном из вариантов осуществления сверла оно имеет конструктивное решение, представленное на фиг. 13 и 14.
Кроме того, в качестве дополнительного инструмента для установки в кость сверла и в последующем винта 2 аппарата может быть использован направитель 14 (фиг. 11, 12, 15-19), представляющий собой протяженную деталь с зубчатым торцом (зазубринами) 17, предназначенным для установки на кости, снабженную сквозным цилиндрическим или конусообразным каналом под сверло и/или винт. При этом сверло выполнено с возможностью выхода за пределы зубчатой торцевой поверхности направителя на величину 3-5 мм для прохождения внешнего кортикального слоя кости. Высота направителя для сверла может лежать в диапазоне от 70 до 100 мм из-за разницы толщины подкожно-жировой клетчатки, гематомы и/или подкожно эмфиземы.
Использование направителя с зубчатым торцом исключает возможность перфорирования внутреннего кортикала при просверливании ребра, ключицы и грудины, что , в свою очередь, исключает возможность травмирования прилежащих к ним внутренних органов груди и средостения. Просверливание становится возможным, когда после рассечения кожи, подкожной клетчатки до 3-4 мм, на наружную часть ребра устанавливается направитель 15. Его центровка достигается установкой самого направителя и зубцами на его торце, что предупреждает соскальзывание сверла и направителя с надкостницы ребра, ключицы и опасности травмирования нервно-сосудистого пучка области межреберья. При использовании во время проведения операции сверла совместно с направителем длиной, например, 70 мм, буртик на сверле может быть установлен на расстоянии 74 мм от внутреннего конца, при этом ограничителем в данном случае выступает внешний торец направителя. Возможны и другие известные из уровня техники конструктивные варианты решений упомянутой пары устройств, для обеспечения введения сверла в кость на заданную величину (глубину). Таким образом, просверливание становится возможным из-за наличия ограничителя лишь на толщину первого кортикала, что предупреждает просверливание внутреннего кортикала, и, соответственно, травматизацию находящихся под ребрами органов (реберные сосуды, плевра, ткань легкого, органы средостения, а внизу, - печень, селезенка) и т.д.
Кроме того, в качестве дополнительного инструмента для установки в кость винта 2 аппарата может быть использован специальный ключ, один из вариантов выполнения которого представлен на фиг. 15, 16, 21. Ключ имеет Т-образную форму и состоит из рукоятки и жестко соединенной с ней полой цилиндрической трубки, внутренний диаметр которой прошлицован по размеру (3-3,5 мм) в соответствии с толщиной диаметра винта. При этом цилиндрическая трубка в водном из вариантов выполненения Т-образного ключа имеет толщину (диаметр) 5 мм, позволяющую свободно проходить в канал направителя, имеющего диаметр 5,5 мм.
Конструкция над кожной части заявляемого аппарата фиксируется двумя гайками каждого винта с пластиной (штангой) и соединением между собой другим рядом пластин на заданном расстоянии в виде различных форм (трилистника, квадрата, круга и т.д.). Подвижная муфта на пластинах, благодаря имеющимся прорезям, может легко перемещаться с целью закрепления дренажной трубки, катетера плевральных, средостенных полостей, датчика от монитора и других вспомогательных приспособлений.
Перечисленные выше детали заявляемого аппарата и инструменты могут быть изготовлены с использованием известных средств и методов.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
На стороне перелома ребер, грудины и/или ключицы штыкообразным движением производят разрез кожи (4-5 мм), устанавливают направитель 14 и просверливают первый (наружный) кортикал сверлом 13 диаметром 3-4 мм. Режущая часть сверла 13, например, на расстоянии 74 мм от острия, снабжена ограничительным буртиком 16. При просверливании первого (наружного) кортикала благодаря ограничителю 16, сверло не просверливает второй (внутренний) кортикал ребра и не происходит его «проваливания» в плевральную, брюшную полости. Далее ввинчивают винт 2 заявляемой конструкции диаметром, например, 3 мм, выполненного, например, с четырьмя витками резьбы со стороны внутреннего конца, с последовательно увеличивающимися диаметрами витков резьбы - 2 мм - 3 мм - 4,5 мм - 5,5 мм. Последовательное увеличение диаметра витков резьбы позволяет плотно фиксировать винт при его закручивании в костном слое первого кортикала, предотвращая его проваливание во внутренний кортикал и в плевральную и/или брюшную полость. При этом винты не «вырываются» наружу, т.е. формируется их стойкая фиксация. После установки двух винтов в соответствующие отломки кости осуществляют их фиксацию в штанге 1 с помощью гаек 3. При установке сразу нескольких винтов на разных травмированных и цельных ребрах, создается надежная стабильная фиксация всей конструкции через последовательное соединение штанг между собой (по аналогии «гребня расчески»). Внешняя часть аппарата наружной фиксации укрывается эстетико-асептической повязкой на липучках с целью обеспечения асептического состояния вокруг винтов и дренажей грудной стенки с возможностью последующего постоянного полноценного ухода за пациентом.
Пластины (штанги) 1 располагают на расстоянии 2-3 мм над кожей (с целью исключения формирования пролежней, мацерации вокруг введенных винтов и профилактики инфицирования). Для более удобной и физиологичной ежедневной обработки кожных покровов и всех деталей самой конструкции, включая дренажи, катетеры, датчики и проводки от мониторинга, их отграничивают стерильными прокладками. Соединение соседних штанг между собой обеспечивает более плотную фиксацию и удержание отломков ребер, грудины и ключицы при транспортировке и активизации пациента. Это особо значимо при проведении комплекса противошоковых, внегрудных оперативных вмешательств, показанных при тяжелой политравме. Больных с данной патологией при использовании заявляемого устройства наружной фиксации можно активизировать, транспортировать любым транспортом на любые расстояния, они мобильны, появляется возможность параллельного осуществления различных лечебно-диагностических мероприятий, включая проведение экстренных операций у пациентов с внутри- и внеторакальной травмой. Кроме того, значительно расширяются условия по выхаживанию этих тяжелопострадавших, а именно проведение санитарно-гигиенической обработки больного, осуществление медицинских манипуляций, таких как торакоскопия, дренирование плевральных полостей, проведение плевральных пункции. А также более свободное и доступное проведение как экстренных, так и плановых лечебных мероприятии (физиотерапия, ЛФК, массаж и т.д.).
С помощью изготовленных по проведенным расчетам заявляемых винтов был осуществлен остеосинтез искусственно созданных различных вариантов множественных и флотирующих переломов ребер - при центральной, передне-боковой и боковой «створках» реберного каркаса, а также ключицы и грудины.
Таким образом, преимуществами заявляемого винта и аппарата наружной фиксации являются:
1. Малотравматичность операции (разрезы кожи 4-5 мм), подкожная клетчатка раздвигается «тупым» путем;
2. Возможность выполнения операции остеосинтеза по экстренным показаниям на раннем госпитальном этапе, в условиях реанимационного, противошокового зала;
3. Исключение травмирования внутренних органов груди и/или живота после просверливания специальным сверлом с ограничителем, с помощью специального направителя винт вкручивается лишь в первый (наружный) кортикал и плотно фиксируется в толще ребра, ключицы, грудины;
4. Плотная фиксация винта в толще первого (наружного) кортикала достигается благодаря увеличенным в диаметре до 5,5 мм последовательно 4 и 5-го витков резьбы;
5. Исключение перфорации (просверливания и даже невозможность прокручивания) внутреннего кортикала, т.к. фиксатор и ограничитель препятствуют этому и соответственно исключаются травмирования внутренних органов грудной, брюшной полостей и средостенного пространства.
Таким образом, предлагаемый аппарат целесообразно использовать в травматологических противошоковых и ортопедических подразделениях медицинских учреждений. Использование устройства позволяет снизить травматичность операций, снизить количество возможных осложнений, а также существенно улучшить результаты лечения пострадавших с множественными переломами костей.