ИЗОЛЯЦИОННАЯ ШАЙБА К АППАРАТУ ВНЕШНЕЙ ФИКСАЦИИ

Полезная модель относится медицинской технике и может быть использована в травматологии и ортопедии в аппарате наружной фиксации кости для электрической изоляции костного фиксатора (спица, стрежень-фиксатор).
Известно использование для лечения переломов и деформаций костей аппаратов внешней фиксации (АВФ), по типу Илизарова. Такие аппараты, для обеспечения необходимой жесткости, прочности и долговечности выполняют из металла. Аппарат Илизарова, например, содержит металлические опоры, выполненные в виде плоских колец и с крепёжными отверстиями, резьбовые стержни, для соединения опор, спицедержатели (болты-спицефиксаторы), спицы, гайки. Так как аппарат выполнен из металла, то его конструкция является электропроводной и способна электрически воздействовать на биоэлектрические потенциалы костной ткани. Обнаружение и снятие биопотенциалов может использоваться для мониторинга репарации костной ткани у ортопедотравматологических пациентов. Генерация электрического тока в костной ткани и воздействие на биопотенциалы может использоваться для задач стимуляции, обеспечения благоприятных условий, костеобразования.
Известен компрессионно-дистракционный аппарат (источник [1]: авторское свидетельство SU 973118) содержащий металлические опоры, выполненные в виде плоских колец и с крепёжными отверстиями, резьбовые стержни, для соединения опор, спицедержатели, спицы, гайки. На спицах, в области контакта с мягкими тканями установлены фторопластовые трубки. Резьбовые стрежни выполнены разъёмными и состоят из двух частей соединенных втулкой выполненной из диэлектрика. Таким образом, размыкается электрическая цепь между опорами аппарата.
Однако в аппарате [1] электрическая цепь между проведенной через кость спицей и опорой аппарата внешней фиксации не разомкнута, спица из электропроводящего материала контактирует с опорой из электропроводящего материала. Две спицы, установленные на одной опоре аппарата, образуют замкнутую электрическую цепь.
Известен способ репаративной регенерации костной ткани и аппарат внешней фиксации (источник [2]: патент RU 2271169). Данный способ обеспечивает условия, приближенные к естественным, для ускорения процесса репаративной регенерации костной ткани. Аппарат включает выполненные из электропроводящего материала опорные кольца со спицами, закрепленные на опорных кольцах разъемными соединениями, выполненные из электропроводного материала фиксирующие резьбовые стержни для стягивания и фиксации опорных колец и диэлектрические элементы, и/или выполненные из электропроводного материала телескопические стержни для стягивания и фиксации опорных колец. По крайней мере, одно из опорных колец электрически изолировано от стержней посредством соединенных с ним диэлектрических элементов, например, втулок. В местах соединения стержней и опорных колец на стержни надеты изолирующие элементы - диэлектрические втулки. Таким образом, разомкнута электрическая цепь между опорами аппарата. Диэлектрические втулки выполнены в форме тела вращения с центральным каналом под резьбовой стрежень.
В аппарате [2] электрическая цепь между проведенной через кость спицей и аппаратом внешней фиксации не разомкнута, так как спица из электропроводящего материала контактирует с опорой из электропроводящего материала, соответственно каждая спица не является электрически независимым элементом. Две спицы, установленные на одной опоре аппарата, образуют замкнутую электрическую цепь. Диэлектрические втулки (изоляционные гильзы) применяются для изоляции резьбовых стержней связывающих опоры. Диэлектрические втулки выполнены в форме тела вращения переходного диаметра, оснащённого с концов плоскими частями большего диаметра, предназначенными для прилегания к поверхности опоры аппарата, и центральной частью меньшего диаметра, предназначенной для размещения в отверстии, с центральным каналом под резьбовой стрежень. Конструкция диэлектрических втулок не пригодна для изоляции костного фиксатора с его крепежным элементом от опоры. Например, диэлектрическую втулку невозможно использовать для изоляции болта-спицефиксатора при фиксации спицы на опоре аппарата Илизарова. Диэлектрическая втулка имеет неразъёмную конструкцию, ее невозможно установить в отверстие в опоре АВФ, так как наружный диаметр плоских частей втулки, расположенных с ее концов, превосходит диаметр отверстия опоры АВФ. Установка такой втулки по месту использования, в сквозное круглое отверстие, невозможна. В источнике не раскрыт материал для изготовления втулок.
Таким образом, проблемой присущей известным техническим решениям, является отсутствие возможности электрической изоляции отдельно взятой металлической спицы закрепленной металлическим крепежным элементом от металлической опоры аппарата.
Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является электрическая изоляция костного фиксатора (спица, стрежень-фиксатор) от опор аппарата внешней фиксации, и размыкание электрических цепей в системе «аппарат-кость», необходимое для обеспечения возможности независимого электрического подключения к отдельно взятой спице.
Технический результат - изоляционные шайбы, путем установки в крепежные отверстия опоры аппарата, позволяют размыкать электрическую цепь между опорой аппарата и костным фиксатором (спица, стрежень-фиксатор) в аппаратах с металлическими опорами, крепежными элементами, резьбовыми штангами.
Технический результат достигается тем, что изоляционная шайба к аппарату внешней фиксации выполнена из материала, не обладающего электропроводностью, имеет форму тела вращения обладающего плоской частью, предназначенной для прилегания к опоре АВФ, односторонним цилиндрическим выступом, предназначенным для погружения в крепежное отверстие опоры АВФ, и отверстием под крепежный элемент.
Изоляционная шайба может быть выполнена из пластика, силикона, фторопласта. Цилиндрический выступ изоляционной шайбы имеет наружный диаметр меньше диаметра крепежного отверстия в опоре аппарата внешней фиксации на 0,05 мм, а внутренний диаметр отверстия изоляционной шайбы больше диаметра стержневой части крепежного элемента на 0,1 мм. Это необходимо для свободного погружения изоляционных шайб в отверстие опоры аппарата внешней фиксации и установки крепежного элемента (болта-фиксатора).
Высота цилиндрического выступа изоляционной шайбы составляет не менее  от высоты опоры аппарата внешней фиксации, для обеспечения плотного контакта шайб между собой при установке в опору.
Полезная модель поясняется графическими материалами:
Фиг.1 - изоляционная шайба к АВФ, вид общий;
Фиг.2 - изоляционная шайба к АВФ, вид в разрезе;
Фиг.3 - изоляционная шайба к АВФ, схема монтажа и формирования изоляционной гильзы;
Фиг.4 - схема, костные фиксаторы, смонтированные на опоре АВФ и электрически изолированные от нее изоляционными гильзами, собранными из изоляционных шайб.
Осуществление полезной модели.
Пример 1. Изоляционная шайба к аппарату внешней фиксации (АВФ) имеет форму тела вращения, обладающего плоской частью 1 (фиг.1;2;3), предназначенной для прилегания к опоре 2 АВФ (фиг.3;4), односторонним цилиндрическим выступом 3 (фиг.1;2), предназначенным для погружения в крепежное отверстие 4 (фиг.4) опоры 2 АВФ, и отверстием 5 (фиг.1;2) под крепежный элемент 6 (фиг.3;4). Изоляционная шайба выполнена из пластика. Цилиндрический выступ 3 имеет наружный диаметр меньше диаметра крепежного отверстия 4 в опоре АВФ на 0,05 мм. Внутренний диаметр отверстия 5 изоляционной шайбы выполнен больше диаметра стержневой части крепежного элемента 6 на 0,1 мм. Это необходимо для свободного погружения изоляционных шайб в крепежное отверстие 4 опоры 2 АВФ и установки крепежного элемента 6 (болта-фиксатора). Высота цилиндрического выступа 3 изоляционной шайбы составляет не менее  от высоты опоры 2 АВФ, для обеспечения плотного контакта изоляционных шайб между собой при установке в опору АВФ 2. Наружный диаметр плоской части составляет 12мм.
Пример 2. Изоляционная шайба к аппарату внешней фиксации (АВФ) имеет форму тела вращения обладающего плоской частью 1 (фиг.1;2;3), предназначенной для прилегания к опоре 2 АВФ (фиг.3;4), односторонним цилиндрическим выступом 3 (фиг.1;2), предназначенным для погружения в крепежное отверстие 4 (фиг.4) опоры АВФ 2, и отверстием 5 (фиг.1;2) под крепежный элемент 6 (фиг.3;4). Изоляционная шайба выполнена из силикона. Цилиндрический выступ 3 имеет наружный диаметр меньше диаметра крепежного отверстия 4 в опоре АВФ 2 на 0,05 мм. Внутренний диаметр отверстия 5 изоляционной шайбы выполнен больше диаметра стержневой части крепежного элемента 6 на 0,1 мм. Это необходимо для свободного погружения изоляционных шайб в крепежное отверстие 4 опоры 2 и установки крепежного элемента 6 (болта-фиксатора). Высота цилиндрического выступа 3 изоляционной шайбы составляет не менее  от высоты опоры АВФ 2, для обеспечения плотного контакта изоляционных шайб между собой при установке в опору 2. Наружный диаметр плоской части составляет 14мм.
Пример 3. Изоляционная шайба к аппарату внешней фиксации (АВФ) имеет форму тела вращения обладающего плоской частью 1 (фиг.1;2;3), предназначенной для прилегания к опоре 2 АВФ (фиг.3;4), односторонним цилиндрическим выступом 3 (фиг.1;2), предназначенным для погружения в крепежное отверстие 4 (фиг.4) опоры АВФ 2, и отверстием 5 (фиг.1;2) под крепежный элемент 6 (фиг.3;4). Изоляционная шайба выполнена из пластика или из силикона или из фторопласта. Цилиндрический выступ 3 изоляционной шайбы имеет наружный диаметр 7 мм. Внутренний диаметр отверстия 5 составляет 6,2 мм. Это необходимо для свободного погружения изоляционных шайб в крепежное отверстие 4 опоры 2 аппарата Илизарова и установки болта-фиксатора, выполняющего функцию крепежного элемента 6. Высота цилиндрического выступа 3 изоляционной шайбы составляет 2,5мм, для обеспечения плотного контакта изоляционных шайб между собой при установке в опору 2. Наружный диаметр плоской части составляет 11,5 мм, это позволяет устанавливать изоляционные шайбы в расположенные рядом, соседние крепежные отверстия опоры аппарата Илизарова, где применяются болты-фиксаторы с резьбой М6х1 и шестигранной головкой на 10. В результате это позволяет установить два, и более, электрически изолированных металлических костных фиксатора 7 (фиг.3;4) в соседние крепежные отверстия 4 на одной опоре 2.
Использование полезной модели.
Изоляционные шайбы используют для гальванической изоляция костного фиксатора 7 (спица, стрежень-фиксатор, стержень-шуруп) от опоры 2 АВФ, и размыкания электрической цепи в системе «аппарат-кость». После проведения костного фиксатора 7 в кость 8 (фиг.4), перед закреплением его на опоре 2 аппарата внешней фиксации, в выбранное крепежное отверстие 4 опоры 2, в месте крепления костного фиксатора 7 к опоре 2, с противоположных сторон помещают две изоляционные шайбы. Изоляционные шайбы устанавливают цилиндрическими выступами 3, располагая их по направлению друг к другу, в крепежное отверстие 4 опоры 2 аппарата с противоположных сторон, смыкают, их образуя цилиндрический канал 9 (фиг.3) и формируя, таким образом, изоляционную гильзу 10 (фиг.3) для крепежного элемента 6. Соединяют изоляционные шайбы крепежным элементом 6 (болтом-фиксатором), располагая его в цилиндрическом канале 9, укладывая костный фиксатор 7 (спицу, стержень-шуруп) под головку крепежного элемента 6 на плоскую часть 1 одной изоляционной шайбы. На резьбовой стержень крепежного элемента 6 накручивают металлическую гайку 11 (фиг.3;4), затягивают ее, прижимая к плоской части 1 другой изоляционные шайбы. Таким образом, за счет сформированной из изоляционных шайб изоляционной гильзы 10, костный фиксатор 7 лишается непосредственного электрического контакта с опорой 2 аппарата. Плоская часть 1 одной шайбы располагается между костным фиксатором 7 и опорой 2. Плоская часть другой шайбы располагается между металлической гайкой 11 и опорой 2.
Для получения более прочного закрепления костного фиксатора 7, а так же для предотвращения чрезмерной деформации плоской части 1 изоляционных шайб, при затягивании металлической гайки 11, под головку крепежного элемента 6 и металлическую гайку 11 может быть дополнительно уложена металлическая шайба 12 (фиг.3;4) диаметром не меньше наружного диаметра изоляционной шайбы. В этом случае плоская часть 1 одной изоляционной шайбы располагается между опорой 2 и металлической шайбой 12, контактирующей с костным фиксатором 7. Компрессионные усилия, возникающие при затягивании крепежного элемента 6, вызывают деформацию изоляционных шайб, что обеспечивает плотное соединение костного фиксатора 7 с опорой 2 и полное размыкание электрической цепи в системе «кость-аппарат». Электрическая изоляция костного фиксатора 7 от опоры 2 аппарата позволяет независимо подавать на отдельно взятый костный фиксатор 7 электрический ток, а также независимо снимать возникающую на костном фиксаторе 7 разность потенциалов. Это позволяет использовать костные фиксаторы 7 аппаратов внешней фиксации для обнаружения биопотенциалов и генерации потенциала, воздействующих электрических токов, для решения задач стимуляции и мониторинга репарации костной ткани у ортопедотравматологических пациентов.