УСТРОЙСТВО ТРАНСПЕДИКУЛЯРНОГО МОНОАКСИАЛЬНОГО ВИНТА

Полезная модель относится к медицине, а именно к вертебрологии, нейрохирургии, ортопедии, травматологии, в частности к области создания транспедикулярных моноаксиальных винтов и гаек, входящих в состав устройств фиксации позвоночника
Известен транспедикулярный винт (патент EP 2363086 A9, A61B 17/70 от 14.08.2013 г.), содержащий собственно транспедикулярный винт, содержащий резьбовую часть и головку, имеющую глухое отверстие с внутренней резьбой и паз, с возможностью установки в него продольного стержня, вкладыши и гайку, которая вворачивается в головку винта и фиксирует продольный стержень. Недостатком данного устройства является невысокая степень фиксации продольного стержня, возможность самопроизвольного выкручивания гайки и отсюда ослабление фиксации продольного стержня, сложность установки, вследствие большого количества деталей и отсюда повышенный риск травматизации тканей.
Известно устройство транспедикулярного винта (патент RU 101909 U1, A61B 17/58 от 15.04.2010), содержащее головку винта, гайку, служащую для фиксации продольных штанг, резьбовой части винта и безрезьбовой массивной части винта. Недостатком данного устройства является невысокая степень фиксации продольных штанг, возможность самопроизвольного выкручивания гайки и отсюда ослабление фиксации продольных штанг.
Наиболее близким по технической сущности аналогом, то есть прототипом является транспедикулярный винт, входящий в состав устройства переднебоковой фиксации позвоночника (патент RU 111757 U1, A61B 17/70 от 08.04.2011), включающий рабочую часть с резьбой, головку, имеющую глухое отверстие с прямоугольной упорной резьбой и паз, в который устанавливаются продольные цилиндрические стержни, при этом фиксация продольных стержней в пазах головок винтов осуществляется посредством упорных гаек с наружной прямоугольной упорной резьбой, которые могут быть установлены путем закручивания, так как имеют элемент, позволяющий обеспечить приложение к ним крутящего момента.
Недостатком данного транспедикулярного винта является невысокая степень фиксации продольных штанг, возможность самопроизвольного выкручивания гайки и отсюда ослабление фиксации продольных стержней.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство транспедикулярного моноаксиального винта содержит винт и гайку. Винт имеет рабочую часть с резьбой и головку, имеющую глухое отверстие с внутренней упорной резьбой и паз с возможностью вставки в него продольного стержня. Гайка содержит наружную упорную резьбу соответствующую резьбе на головке винта и элемент, позволяющий приложить крутящий момент для вворачивания гайки в головку винта в виде внутреннего шестигранника. На торце гайки, который может соприкасаться с продольным стержнем, выполнено кольцевое ребро. Для лучшего прилегания кольцевого ребра к продольному стержню шероховатость поверхностей кольцевого ребра может быть выполнена на два класса ниже, чем шероховатость остальных поверхностей гайки, а кольцевое ребро может иметь угол 90°. Угол профиля наружной упорной резьбы гайки и внутренней резьбы в головке винта может составлять 3°, что будет обеспечивать невозможность самопроизвольного выкручивания гайки и ослабления фиксации продольного стержня. Профиль резьбы рабочей части винта переменный и представляет собой неравнобедренную трапецию, причем основания трапеции уменьшаются от головки винта к его кончику. Углы неравнобедренной трапеции профиля резьбы рабочей части винта могут составлять 10° и 40°. Профиль резьбы рабочей части винта может изменяется от трапециевидного у головки винта к треугольному у его кончика. Наружный диаметр рабочей части винта постоянен, а внутренний уменьшается от головки к кончику. Возможные размеры шага резьбы рабочей части винта могут составляет 2,5 мм, при наружном диаметре рабочей части винта в пределах 4,5-5,5 мм, а в случае наружного диаметра рабочей части винта в пределах 6,0-7,5 мм шаг резьбы рабочей части винта может составлять 3,0 мм. Для удобства установки устройства транспедикулярного моноаксиального винта на головке винта выполнены две параллельные лыски.
Все детали устройства транспедикулярного моноаксиального винта изготовлены из биосовместимого титанового сплава. Конструкция устройства транспедикулярного моноаксиального винта позволяет получить новый технический результат, который заключается в повышении надежности фиксации продольных стержней, что обеспечивается увеличением площади соприкосновения элементов гайки с поверхностью продольных стержней и создания геометрии наружной резьбы гайки и внутренней резьбы на головке винта, которая гарантирует невозможность самопроизвольного выкручивания гайки и ослабления фиксации продольных стержней. Удобство установки устройства транспедикулярного моноаксиального винта и его повышенная прочность обеспечиваются за счет изменения пространственно-геометрических характеристик рабочей части винта по сравнению с аналогами. Устройство обеспечивает хирургу интраоперационную гибкость в планировании в зависимости от клинической ситуации.
Устройство транспедикулярного моноаксиального винта является составной частью устройств фиксации позвоночника и работает следующим образом. В позвонки, требующие фиксации, вворачивают винты, содержащие резьбу. Для вворачивания используется специальный инструмент, который входит в параллельные лыски, расположенные на головке винта. В головки винтов, расположенные на разных позвонках устанавливают продольные стержни цилиндрообразной формы, которые фиксируют с помощью гаек с наружной упорной резьбой. Установка гаек выполняется с помощью ключа, который входит в элемент гайки, позволяющий выполнить закручивание и создание крутящего момента, обеспечивая жесткость конструкции. Этим элементом является внутренний шестигранник. Кольцевое ребро на торце гайки обеспечивает надежную фиксацию продольных стержней.
На фиг. 1 представлено устройство транспедикулярного моноаксиального винта в сборе в аксонометрии, на фиг. 2 представлено продольное сечение транспедикулярного моноаксиального винта, на фиг. 3 представлен элемент «А» - фрагмент резьбы рабочей части транспедекулярного моноаксиального винта, на фиг. 4 представлена гайка в сечении, на фиг. 5 представлена гайка (вид сверху).
Устройство транспедикулярного моноаксиального винта содержит винт 1 и гайку 2. Винт 1 имеет рабочую часть с резьбой 3 и головку 4, имеющую глухое отверстие 5 с внутренней упорной резьбой 6 и паз 7 с возможностью вставки в него продольного стержня 8. Гайка 2 содержит наружную упорную резьбу 9 соответствующую резьбе 6 на головке винта 1 и элемент, позволяющий приложить крутящий момент для вворачивания гайки 2 в головку 4 винта 1 в виде внутреннего шестигранника 10. На торце гайки 2, который может соприкасаться с продольным стержнем 8, выполнено кольцевое ребро 11. Для лучшего прилегания кольцевого ребра 11 к продольному стержню 8 шероховатость поверхностей кольцевого ребра 11 может быть выполнена на два класса ниже, чем шероховатость остальных поверхностей гайки 2, а кольцевое ребро 11 может иметь угол 90°. Угол профиля наружной упорной резьбы 9 гайки 2 и внутренней резьбы 6 в головке 4 винта 1 может составлять 3°, что будет обеспечивать невозможность самопроизвольного выкручивания гайки 2 и ослабления фиксации продольного стержня 8. Профиль резьбы 3 рабочей части винта 1 переменный и представляет собой неравнобедренную трапецию 12, причем основания трапеции 12 уменьшаются от головки винта 4 к его кончику 13. Углы 14 неравнобедренной трапеции 12 профиля резьбы 3 рабочей части винта 1 могут составлять 10° и 40°. Профиль резьбы 3 рабочей части винта 1 может изменяется от трапециевидного у головки винта 4 к треугольному у его кончика 13. Наружный диаметр рабочей части винта 1 постоянен, а внутренний уменьшается от головки 4 к кончику 13. Возможные размеры шага резьбы рабочей части 3 винта 1 могут составляет 2,5 мм, при наружном диаметре рабочей части 3 винта 1 в пределах 4,5-5,5 мм, а в случае наружного диаметра рабочей части 3 винта 1 в пределах 6,0-7,5 мм шаг резьбы рабочей части 3 винта 1 может составлять 3,0 мм. Для удобства установки устройства транспедикулярного моноаксиального винта на головке 4 винта 1 выполнены две параллельные лыски 15.
Опытное опробование предлагаемого технического решения показало высокую прочность устройства транспедикулярного моноаксиального винта и надежность фиксации продольного стержня, что обеспечивается увеличением площади соприкосновения элементов гайки с поверхностью продольного стержня. Геометрические параметры наружной резьбы гайки и внутренней резьбы на головке винта гарантируют невозможность самопроизвольного выкручивания гайки и ослабления фиксации продольных стержней.
Хорошие результаты получены при испытании на вырывание транспедикулярного моноаксиального винта из тела позвонка. Способность винта удерживаться в теле позвонка при воздействии силы, направленной на вырывание превосходит способность винтов-аналогов на 19,5%. Данные результаты получены при размерах шага резьбы рабочей части винта 2,5 мм, при наружном диаметре рабочей части винта в пределах 4,5-5,5 мм, и при наружном диаметре рабочей части винта в пределах 6,0-7,5 мм при шаге резьбы рабочей части винта 3,0 мм.