Устройство для фиксации резьбовой штанги к раме аппарата внешней фиксации

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам, применяемым в травматологии и ортопедии.
Внеочаговый остеосинтез длинных костей конечностей аппаратами внешней фиксации (АВФ) занимает важное место в ортопедии и травматологии, являясь методом выбора при открытых и высокоэнергетических переломах, особенно в составе политравмы. Необходимость в скорейшей стабилизации зоны перелома у пациентов с тяжелой политравмой продиктована тем, что при этом устраняется подвижность костных отломков, снижаются афферентная импульсация и кровопотеря. Следовательно, главными требованиями к остеосинтезу в лечении пострадавших с политравмой являются: миниинвазивность и скорейшая стабилизация костных отломков.
Аналоги
Аппараты внешней фиксации делят на спицевые, стержневые и спице-стержневые аппараты различных модификаций. Стержневые АВФ проще и основным своим достоинством имеют возможность сравнительно быстрой компоновки внешней рамы и стабилизации зоны перелома. Спицевые АВФ обладают оптимальным сочетанием атравматичности и стабильности фиксации костных отломков, достаточной управляемостью костными отломками во время операции и в послеоперационном периоде. Спице-стержневые аппараты позволяют сочетать положительные стороны спицевых и стержневых АВФ.
Критика аналогов
- недостатками стержневых АВФ являются низкие репозиционные свойства металлоконструкции с проблематичностью управления костными отломками во время операции остеосинтеза и в послеоперационном периоде, а также существенно большая костная рана в сравнении со спицевыми АВФ, обусловленная диаметром стержней (от 4 до 6 мм) и высверленных внутрикостных каналов и, соответственно, снижением механической прочности кости;
- недостатками спицевых АВФ являются длительность монтажа и громоздкость внешней рамы аппарата, что мало приемлемо для первичного остеосинтеза в условиях политравмой («damage control»), лечение следует делить на несколько этапов. Чем тяжелее травма, тем проще и атравматичнее должны быть средства местного лечения переломов в остром периоде травматической болезни;
- спице-стержневые АВФ далеко не всегда применимы без ущерба для своих репозиционных свойств и миниинвазивности, что сводит к минимуму целесообразность их применения при политравме. Обусловлено это тем, что не все узлы фиксации аппаратов АВФ можно взаимно адаптировать технически - как спицевых и стержневых аппаратов между собой, так и отдельных компоновок спицевого или стержневого АВФ.
Прототип
В качестве устройства-прототипа выбраны детали набора аппарата Илизарова (Каплунов О.А. Чрескостный остеосинтез по Илизарову в травматологии и ортопедии. - М., ГЕОТАР, 2002), из которых можно собрать широкий спектр вариантов компоновок и которые можно адаптировать к стержневым аппаратам внешней фиксации (АВФ). Этими деталями, в частности, можно фиксировать резьбовую штангу или стержень Шанца к цилиндрической части деталей АВФ (фиг. 1), а именно короткие пластинки (поз. 10), длинные болты (поз. 9) и гайки (поз. 6). При этом обе пластинки (поз. 10) поджимают к телескопической штанге (поз. 8) встречным завинчиванием гаек (поз. 6), чем обеспечивают фиксацию стержня Шанца (поз. 5) на телескопической штанге (поз. 8).
Критика прототипа
Наряду с возможностью фиксации резьбовой штанги или стержня Шанца к внешней раме АВФ, устройство-прототип имеет существенные недостатки:
- площадь контакта между пластинками (поз. 10), которые сближают между собой гайками (поз. 6), и цилиндрической частью деталей АВФ, например, телескопической штанги (поз. 8), слишком мала из-за несоответствия плоской поверхности первых и округлой поверхности второй;
- недостаточная площадь контакта между сближенными пластинками (поз. 10) и цилиндрической частью деталей АВФ приводит к неустойчивости фиксации последних;
- недостаточная площадь контакта между сближенными пластинками и цилиндрической частью деталей АВФ частично компенсируется избыточным встречным завинчиванием двух гаек (поз. 6), что может привести к заклиниванию встречно закрученных гаек или срыву резьбы на гайках или болтах (поз. 9);
- громоздкость конструкции и затягивание времени фиксации резьбовой штанги или стержня Шанца к внешней раме АВФ.
Цель полезной модели - повышение эффективности лечения больных с высокоэнергетическими переломами аппаратами внешней фиксации (АВФ) в условиях политравмы. Достижение цели планируется за счет увеличения технических средств и вариантов компоновок узлов фиксации АВФ, что расширит диапазон приемлемости АВФ и решаемых с его помощью лечебных задач.
Сущность полезной модели
Поставленная цель реализуется при помощи устройства для фиксации резьбовой штанги или стержня Шанца к раме АВФ, представляющего собой шайбы (поз. 1, 2) двух типоразмеров (фиг. 2, а, б) и детали набора аппарата Илизарова. Устройство отличается тем, что шайбы имеют S-образный изгиб (поз. 3), два типоразмера, меньший из которых (поз. 1) имеет толщину 1,5 мм, внешний диаметр 12 мм, диаметр отверстия 7 мм, а больший (поз. 2) - толщину 2 мм, внешний диаметр 23 мм, диаметр отверстия 7,5 мм. При этом предназначение S-образного изгиба шайбы состоит в том, чтобы вогнутой стороной (поз. 3) двух шайб одного типоразмера (фиг. 3 и 4), насаженных на стержень Шанца (поз. 5) или резьбовую штангу (поз. 4), охватывать цилиндрическую часть деталей внешней рамы АВФ, например, резьбовой штанги (поз. 4), стержня Штеймана (поз. 7), стержня Шанца (поз. 5) или телескопической штанги (поз. 8), и закрепляться на ней встречным завинчиванием гаек (поз. 6). Два типоразмера шайб (фиг. 2, а, б) продиктованы тем, что меньший из них (поз. 1) предназначен для деталей, диаметром от 4 до 8 мм, например, резьбовые штанги (поз. 4), стержни Шанца (поз. 5) или стержня Штеймана (поз. 7), а больший (поз. 2), соответственно, от 6 до 12 мм, например, телескопической штанги (поз. 8) или внешней рамы (поз. 12) АВФ (фиг. 5, 6).
Пример применения полезной модели
В качестве примера применения полезной модели приводим следующее наблюдение. Больной Р. 76 лет, поступил 06.08.18 г.в РОТЦ после кататравмы с диагнозом: Сочетанная травма. Ушиб головного мозга тяжелой степени. 3акрытая травма груди. Множественные переломы П-Х ребер правой половины грудной клетки по двум и более линиям со смещением и флотированием «реберной панели». Разрыв правого легкого. Правосторонний гемопневмоторакс. Закрытая травма живота. Закрытый оскольчатый перелом средней трети правой бедренной кости со смещением отломков. Множественные ссадины. Травматический шок III степени.
На фоне интенсивной инфузионно-трансфузионной терапии выполнена операция: Торакоцентез по Бюлау справа; Восстановление каркасности грудной клетки спицами Кирш-нера и АВФ; Лапароцентез с дренированием брюшной полости; Остеосинтез правого бедра стержневым АВФ.
В связи с наличием множественных переломов ребер по двум и более линиям и флотированием «реберной панели» с нарастающими явлениями угрожающей жизни острой дыхательной недостаточности, купирование которой является приоритетной мерой высшей срочности, были выставлены показания для экстренного восстановления каркасности грудной клетки с применением нашего устройства (фиг. 5, а, б). Устройство включает (фиг. 5, а) спицы Киршнера (поз. 13), проведенные над участком окончатого перелома ребер и связанные между собой серкляжной проволокой (поз. 14). Эти взаимно сцепленные спицы фиксировали в умеренном натяжении к резьбовой штанге (поз. 4), которая, в свою очередь фиксирована к внешней раме АВФ (поз. 12) посредством гаек (поз. 6), кронштейна (поз. 11), пластинок (поз. 10) и болтов (поз. 9). Однако, для оптимизации данной конструкции, резьбовая штанга (поз. 4) была фиксирована к внешней раме АВФ (поз. 12) посредством двух шайб (поз. 2) и гаек (поз. 6), что существенно упростило восстановление каркасности грудной клетки и повысило надежность данной фиксации (фиг. 5, 6). При этом натяжение резьбовой штанги (поз. 4) за взаимно сцепленные спицы Киршнера (поз. 13), связанные между собой серкляжной проволокой (поз. 14), было осуществлено мануально в пределах 1,5 кг и закреплено встречным завинчиванием гаек (поз. 6) на шайбах (поз. 2) с S-образным изгибом. При этом сразу же были купированы грубые расстройства биомеханики дыхания и обеспечено создание отрицательного давления в грудной клетке. Правое легкое расправилось, а дыхание стало прослушиваться по всем полям. Результат купирования острой дыхательной недостаточности при помощи АВФ расценен нами как хороший.
Признаки полезной модели, отличительные от прототипа
Конструктивными особенностями (отличительными признаками от прототипа) устройства для фиксации резьбовой штанги или стержня Шанца к раме АВФ являются следующие:
- наличие шайб двух типоразмеров, меньший из которых (поз. 1) имеет толщину 1,5 мм, внешний диаметр 12 мм, диаметр отверстия 7 мм, а больший (поз. 2) - толщину 2 мм, внешний диаметр 23 мм, диаметр отверстия 7,5 мм;
- шайбы имеют S-образный изгиб;
- предназначение S-образного изгиба шайб состоит в том, чтобы вогнутой стороной (поз. 3) двух шайб одного типоразмера, насаженных на стержень Шанца (поз. 5) или резьбовую штангу (поз. 4), охватывать цилиндрическую часть деталей внешней рамы АВФ;
- стержень Шанца или резьбовая штанга закрепляются на цилиндрической части деталей внешней рамы АВФ встречным завинчиванием гаек (поз. 6).
Технический результат (преимущества перед прототипом) устройства для фиксации резьбовой штанги или стержня Шанца к раме аппарата внешней фиксации:
- оптимальная площадь контакта между вогнутой поверхностью S-образно изогнутых шайб, сближенных между собой гайками, и цилиндрической частью деталей АВФ, например, телескопической штанги;
- устойчивость фиксации резьбовой штанги или стержня Шанца на цилиндрической части деталей АВФ, обусловленная оптимальной площадью контакта между вогнутой поверхностью S-образно изогнутых шайб, сближенных между собой гайками, и цилиндрической частью деталей АВФ;
- отсутствие необходимости избыточного встречного завинчивания двух гаек и, следовательно, предупреждение заклинивания встречно закрученных гаек или срыва резьбы на гайках или болтах;
- компактность и отсутствие громоздкости конструкции и затягивания времени фиксации резьбовой штанги или стержня Шанца к внешней раме АВФ.
- наличие шайб двух типоразмеров обуславливает лучшую взаимную адаптацию между вогнутой поверхностью S-образно изогнутых шайб, сближенных между собой гайками, и цилиндрической частью деталей АВФ разных диаметров: шайба меньшего размера оптимальна для использования на стержнях Штеймана, стержнях Шанца или резьбовых штангах, а шайба большего размера - на цилиндрической части телескопической штанги или внешней раме стержневого АВФ;
- лучшая взаимная адаптация узлов фиксации аппаратов АВФ - как спицевых и стержневых аппаратов между собой, так и отдельных компоновок спицевого или стержневого АВФ;
- увеличения технических средств и вариантов компоновок узлов фиксации АВФ, что расширяет диапазон приемлемости АВФ и решаемых с его помощью лечебных задач.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность лечения больных с высокоэнергетическими переломами аппаратами внешней фиксации в условиях политравмы.
Информация, принятая во внимание:
1) Илизаров Г.А. Клинические и теоретические аспекты чрескостного и дистракционного остеосинтеза // Теоретические и практические аспекты чрескостного и дистракционного остеосинтеза. - Курган, 1976. - С. 14-24;
2) Девятов А.А. Чрескостный остеосинтез. - Кишинев, - 1990. - 316 с.;
3) Голяховский В., Френкель В. Руководство по чрескостному остеосинтезу методом Илизарова. - С.-Пб., - 1999. - 270 с.;
4) Каплунов О.А. Чрескостный остеосинтез по Илизарову в травматологии и ортопедии. - М, ГЕОТАР, 2002. - устройство-прототип.