УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ СПИЦ КИРШНЕРА И РЕЗЬБОВЫХ ШТАНГ В ПОЛУКОЛЬЦЕ АППАРАТА ИЛИЗАРОВА

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам, применяемым в травматологии и ортопедии.
Лечение переломов длинных костей конечностей и, в частности, плечевой кости является актуальной проблемой травматологии и ортопедии. При закрытых и неосложненных переломах плеча низкой энергии обычно применяют погружной остеосинтез накостными пластинами или блокированными интрамедуллярными стержнями. При высокоэнергетических открытых (в том числе огнестрельных) переломах погружной остеосинтез, как правило, неприемлем из-за высокого риска нагноений раны и развития остеомиелита. В таких случаях обычно применяют аппараты внешней фиксации различных модификаций.
Критика аналогов
Аппараты внешней фиксации различных модификаций при лечении переломов плечевой кости имеют свои показания и противопоказания. Стержневые аппараты внешней фиксации проще и наиболее показаны в области верхней трети плеча, где в силу топографо-анатомических особенностей (сочлененность с лопаткой и грудной клеткой) невозможно наложить полное кольцо аппарата. Более того, даже там, где периметр верхней трети плеча позволяет смонтировать полное кольцо, возникают неудобства ношения аппарата, обусловленные конфликтом его внешней рамы с подмышечной областью и наружной поверхностью грудной клетки больного. Следовательно, одним из основных преимуществ применения стержневых аппаратов на верхней трети плеча является монолатеральность положения внешней рамы аппарата на поврежденном сегменте. Тем не менее, существенными недостатками стержневых аппаратов являются следующие:
- низкие репозиционные свойства стержневого аппарата с проблематичностью управления костными отломками как во время операции остеосинтеза, так и в послеоперационном периоде;
- внутрикостные каналы имеют диаметр от 4,5 до 6 мм, что сопровождается значительным снижением механической прочности и остеогенных потенций кости. Это затягивает сроки заживления переломов и даже может привести к вторичным переломам кости в местах проведения стержней;
- относительно быстрая потеря стабильности системы аппарата (и, соответственно, наступления несостоятельности остеосинтеза) из-за резорбции губчатой костной ткани на границе с резьбой внутрикостных стержней. Вокруг спиц тоже со временем возникает резорбция кости, однако степень данной резорбции значительно меньше, и ее можно компенсировать за счет компрессии или дистракции между кольцом и полукольцом аппарата Илизарова.
Спицевые аппараты внешней фиксации отличаются большей функциональностью, управляемостью и миниинвазивностью, поэтому в качестве прототипа нами выбран аппарат Илизарова.
Прототип
В качестве прототипа предлагаемого устройства нами выбран традиционный внеочаговый остеосинтез аппаратом Илизарова (Каплунов О.А. Чрескостный остеосинтез по Илизарову в травматологии и ортопедии. - М., ГЕОТАР, 2002. С.62-67). Внешняя рама прототипа при лечении переломов плечевой кости состоит из проксимального полукольца и одного или нескольких колец, соединенных резьбовыми штангами. Проксимальное полукольцо монтируют следующим образом. Через верхнюю треть плеча в поперечной плоскости сегмента проводят пару взаимно перекрещивающихся спиц Киршнера с максимально возможным углом перекреста в пределах полукольца аппарата Илизарова. Угол перекреста спиц при этом обычно составляет 30-45 градусов в створе острого угла, и ограничен топографо-анатомическими особенностями верхнего плечевого пояса, а именно - сочлененностью плеча с лопаткой и грудной клеткой и невозможностью наложить полное кольцо аппарата по всему периметру проксимальной части плеча. Для достижения максимального перекреста спиц в пределах полукольца необходимо использовать оба периферических отверстия полукольца для фиксации обеих спиц. Однако, периферические отверстия полукольца нужны и для фиксации резьбовых штанг, соединяющих полукольцо с соседним кольцом аппарата Илизарова - в целях большей стабильности всей системы аппарата, прямо коррелирующей с расположением резьбовых штанг на как можно большем протяжении окружности полукольца.
Критика прототипа
Наряду с возможностью монтажа верхнего полукольца аппарата Илизарова с проведением пары взаимно перекрещивающихся спиц, устройство-прототип имеет существенные недостатки:
- недостаточная стабильность системы аппарата внешней фиксации с возникновением упругой деформации резьбовых штанг между его внешними опорами, приводящей к искажениям усилий всей системы аппарата и недостаточной эффективности остеосинтеза.Искажение усилий в системе аппарата Илизарова обусловлено тем, что плечевая кость в мягких тканях располагается эксцентрично, и под действием различных групп мышц, не находящихся в равновесии, костные отломки приобретают рычаговые свойства. Кроме этого, на костные отломки действует сила тяжести нижней трети плеча и согнутого в локтевом суставе предплечья. Поэтому резьбовые штанги между верхним полукольцом и кольцом аппарата Илизарова, противодействующие варусной и антекурвационной деформации сегмента плеча, испытывают усилия на сгиб. Противодействие данному усилию тем эффективнее, чем рациональнее расположены штанги в полукольце. Как правило, расположение резьбовых штанг между кольцом и полукольцом аппарата на плече нерационально. Нерациональность расположения штанг между обеими внешними опорами аппарата обусловлена тем, что резьбовые штанги располагают не по всей окружности, а в диапазоне 180 градусов, причем, если одно или оба крайних отверстия полукольца заняты болтовыми спицефиксаторами, то этот периметр еще более ограничен. Данное обстоятельство приводит к преобладанию смещающих усилий мышц плеча и силы тяжести нижней трети плеча и согнутого предплечья на сгиб над устойчивостью резьбовых штанг к деформации. Поэтому резьбовые штанги искривляются, что, в свою очередь, приводит к искажению усилий во всей системе аппарата и даже вынужденное увеличение количества штанг более трех (если есть резерв совпадающих отверстий на кольце и полукольце) не имеет решающего значения;
- створ тупого угла перекреста пары спиц в полукольце аппарата Илизарова наименее устойчив к смещению на сгиб. Это тем более актуально на сегменте плеча, где створ тупого угла приходится на линию наибольших смещающих усилий и, следовательно, остеосинтез, плечевой кости аппаратом Илизарова может оказаться несостоятельным;
- створ острого угла перекреста пары спиц в полукольце аппарата Илизарова наименее устойчив к умещению по ширине, поскольку, чем острее угол между двумя спицами, составляющими пару в полукольце аппарата Илизарова, тем менее устойчив костный отломок к вторичному смещению по ширине (особенно в условиях остеопороза). Обусловлено это тем, что препятствием к скольжению костного отломка по проведенной через него спице является другая, парная с ней, спица, и тем надежнее, чем ближе к прямому углу она проведена. Следовательно, неустойчивость костных отломков к осевому смещению в створе тупого угла перекреста спиц сочетается с неустойчивостью к смещению их по ширине в створе острого угла.
Цель полезной модели - повышение эффективности лечения больных с переломами плечевой кости в аппарате Илизарова.
Сущность полезной модели
Предлагается устройство (фиг.1), состоящее из деталей стандартного набора аппарата Илизарова (фиг.2), а именно болтов (1), шайб с прорезью (2), спиц Киршнера (3), гаек (4), полукольца (5), втулок с нарезкой (6). резьбовых штанг (7) и кольца (8). Применяют данное устройство следующим образом. Выполняют типичный внеочаговый остеосинтез плечевой кости аппаратом Илизарова. При этом через проксимальное полукольцо аппарата проводят пару спиц Киршнера (3) с максимальным перекрестом их в пределах данного полукольца (5). Полукольцо (5) и кольцо (8) аппарата Илизарова соединяют резьбовыми штангами (7). причем, в отличие от прототипа, при помощи болтов (1), шайб с прорезью (2), втулок с нарезкой (6) и гаек (4), в крайних отверстиях полукольца одновременно закрепляют спицы Киршнера (3) и устанавливают резьбовые штанги (7). Это позволяет использовать крайние отверстия полукольца как для фиксации спиц, так и для установления резьбовых штанг.
Устройство состоит  из болтов, шайб с прорезью, гаек и втулок с внутренней резьбой и заключается в одновременном использовании крайних отверстий полукольца аппарата Илизарова для фиксации спиц и резьбовых штанг и, тем самым, возможности достижения большего перекреста спиц на верхней базе аппарата - полукольце и соединения ее с нижней базой - кольцом по большему периметру, при этом на крайних отверстиях полукольца спицы крепят болтами, гайками и шайбами с прорезью с одной стороны втулок с внутренней резьбой, а резьбовые штанги - с другой стороны втулок с внутренней резьбой. Спицы крепят с одной стороны втулок с внутренней резьбой, а резьбовые штанги - с другой стороны втулок с внутренней резьбой.
Пример применения устройства
В качестве примера применения предлагаемого устройства приводим следующее наблюдение. Больной Г., 38 лет, поступил в травматологическое отделение РОТЦ 7.09.10 г. через 20 минут после автонаезда с диагнозом: Сочетанная травма: сотрясение головного мозга, ушибленная рана волосистой части головы; закрытый перелом VI-VII ребер справа, ушиб правой половины грудной клетки, открытый осложненный поперечный перелом средней трети правой плечевой кости со смещением отломков и невритом лучевого нерва; ушибы. ссадины тела. Была выполнена первичная хирургическая обработка ран головы и правого плеча, попытка закрытой репозиции перелома плеча с наложением гипсовой лонгеты по Турнеру. Назначены анальгетики, транквилизаторы, антибиотики, нейротропные средства и инфузионная терапия. На контрольных рентгенограммах правого плеча верифицировано полное смещение костных отломков. После завершения острого периода сочетанной травмы была выполнена операция остеосинтеза; нарушение оппозиции первого пальца кисти сохраняется. Ввиду сохраняющегося травматического неврита лучевого нерва, а также того, что рана плеча заживала вторично под струпом, а между костными отломками имелась интерпозиция мягких тканей, были выставлены показания для внеочагового остеосинтеза плечевой кости аппаратом Илизарова с ревизией лучевого нерва.
21.09.10 г.выполнена операция: Открытая репозиция и внеочаговый остеосинтез правой плечевой кости аппаратом Илизарова с ревизией лучевого нерва.
По передне-наружной поверхности правого плеча выполнен продольный линейный разрез кожи, длиной 10-12 см. Рассечена подкожная клетчатка и собственная фасция; двуглавая мышца плеча отведена кнутри, а брюшко плечевой мышцы продольно расщеплено и отведено в обе стороны. Обнажена зона поперечного перелома плечевой кости с интерпозицией его мягкими тканями - порциями плечевой мышцы. Затем, по ходу волокон плечевой мышцы был идентифицирован лучевой нерв, ущемленный между концами костных отломков. Нерв был выделенн на протяжении 4-5 см. Периневрально введено 3-4 мл 1%-раствора новокаина, который не выделился за пределы периневрия. Костные отломки отрепонированы и фиксированы костодержателем. Затем выполнен внеочаговый остеосинтез аппаратом Илизарова следующим образом. В верхней трети плеча в строго перпендикулярной плоскости проведена пара взаимно перекрещивающихся спиц Киршнера с углом перекреста 30-40 градусов. При этом в крайних отверстиях полукольца одновременно фиксированы спицы Киршнера и стержневые штанги, соединяющие полукольцо с дистальным кольцом - при помощи болтов, шайб с прорезью, втулок с внутренней резьбой и гаек (фиг.4). По всем трем резьбовым штангам между кольцом и полукольцом аппарата Илизарова была выполнена равномерная компрессия и все гайки аппарата плотно законтрогаены (фиг.5). Равномерная компрессия по всем штангам, помимо усиления контакта между костными отломками с поперечной линией излома, обеспечила прочность их фиксации, необходимой и достаточной для стабильного остеосинтеза. Рана промыта растворами антисептиков и послойно ушита с оставлением дренажа из перчаточной резины. Система аппарата Илизарова стабильная; остеосинтез состоятельный. Наложена асептическая наклейка.
Послеоперационный период протекал без осложнений. Появилась и в течение двух недель полностью восстановилась оппозиция первого пальца. Рана зажила первично. На контрольных рентгенограммах костные отломки отрепонированы и взаимно адаптированы. Больной выписан на амбулаторное лечение 30.09.10 г.Перелом сросся своевременно; объем движений в смежных суставах полный. Аппарат Илизарова демонтирован через 2,5 месяца. Результат лечения расценен нами как хороший.
Признаки полезной модели, отличительные от прототипа
Конструктивными особенностями (отличительными признаками от прототипа) устройства для фиксации спиц Киршнера и резьбовых штанг в полукольце аппарата Илизарова являются:
- наличие узлов фиксации из болтов, шайб с прорезью, спиц Киршнера, гаек, полукольца, втулок с внутренней резьбой и резьбовых штанг;
- сочетание соединения полукольца с кольцом по полному периметру полукольца (180 градусов) с фиксацией спиц в крайних отверстиях полукольца;
Технический результат (преимущества перед прототипом) устройства для фиксации спиц Киршнера и резьбовых штанг в полукольце аппарата Илизарова:
- одновременное использование крайних отверстий полукольца аппарата Илизарова для фиксации спиц Киршнера и резьбовых штанг;
- возможность достижения большего перекреста спиц и соединения полукольца с кольцом по большему периметру, что обеспечивает максимальную жесткость фиксации костных отломков с устойчивостью их как на сгиб (в створе тупого угла), так и на сдвиг по ширине (в створе острого угла);
- большая устойчивость резьбовых штанг к сгибательным усилиям при большей кривизне их расположения в пределах всего полукольца, что является одним из ключевых факторов профилактики искажений во всей системе аппарата Илизарова и стабилизирует остеосинтез с предупреждением вторичного смещения костных отломков и обеспечением оптимальных условий для консолидации перелома.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность лечения переломов плечевой кости в аппарате Илизарова.