Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА ПЕРЕЛОМОВ КОСТЕЙ

Заявляемое устройство относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при оперативном лечении переломов костей, в том числе имеющих многооскольчатый характер.

Известна пластина ТРХ (Ткаченко-Руцкого-Хомутова) для остеосинтеза переломов костей (С.С.Ткаченко. «Остеосинтез» руководство для врачей. Медицина 1987 г., стр.43-44), состоящая из двух частей с различными упругопрочностными свойствами: внешнего жесткого контура, дополнительно снабженного двумя отверстиями с эксцентричной зенковкой для компрессии винтами и центральной упругой решетки. Прочность фиксации отломков зависит от расположения винтов в жестком контуре и упругой решетки пластины. Недостатком данной конструкции является нарушение васкуляризации кортикального слоя под пластиной, что способствует возникновению остеопороза, секвестрации, замедленной консолидации, перелома самой конструкции вследствие ее многодырчатой структуры (переломов и деформаций фиксатора при превышении предела пластической деформации пластины), а также невозможность использования блокируемых винтов.

Также известно несколько общепринятых устройств, применяемых для внутреннего накостного остеосинтеза переломов костей.

Описана пластина, разработанная специалистами Ассоциации Остеосинтеза в 1989 г., в рамках новой концепции биологической фиксации - LC-DCP (Limited Contact Dynamic Compression Plate - динамическая компрессирующая пластина с ограниченным контактом). (Н.В.Корнилов, Э.Г.Грязнухин. «Травматология и ортопедия». Руководство для врачей, том №1. Стр.324-325. Гиппократ 2004 г.; Мюллер М., Алльговер М., Шнайдер Р., Вилинеггер X. Руководство по внутреннему остеосинтезу, 1996 г. Стр.241) Данная пластина минимизирует повреждение надкостницы вследствие своей конструкции, что благоприятно сказывается на кровообращении и не препятствует образованию костных мостиков под самой пластиной вблизи щели перелома. Тем не менее данная конструкция не может быть использована при наличии остеопороза, т.к. пластина выполняет свою функцию, только если ее нижняя поверхность плотно прижата к кости. Это создает трение между конструкцией и костью, позволяя механическим силам передаваться с одного фрагмента на другой.

Известна пластина LISS (Less Invasive Stabilization System), (Н.В.Корнилов, Э.Г.Грязнухин «Травматология и ортопедия». Руководство для врачей, том №1. Стр.324-325. Гиппократ 2004 г.; Мюллер М., Алльговер М., Шнайдер Р., Вилинеггер X. Руководство по внутреннему остеосинтезу, 1996 г. Стр.241), снабженная круглыми отверстиями в одной плоскости, причем только лишь для введения блокируемых «самосверлящих» винтов, требующая наличия электронно-оптического преобразователя и специальной рукоятки-направителя, строгой технологии выполнения и узкого предназначения (переломы дистального отдела бедра и проксимального отдела большеберцовой кости.

Также известна пластина LCP (Locking Compression Plate) (Н.В.Корнилов, Э.Г.Грязнухин «Травматология и ортопедия». Руководство для врачей, том №1. Стр.324-325. Гиппократ, 2004 г., В.М.Шаповалов, В.В.Хоминец, С.В.Михайлов. Основы внутреннего остеосинтеза, 2009 г., стр.53) блокирующаяся компрессирующая пластина. Комбинированное отверстие пластины LCP состоит из двух частей: одна часть соответствует форме отверстия LC-DCP, через которое путем эксцентричного введения стандартных кортикальных винтов может обеспечиваться динамическая компрессия, другая часть имеет резьбу, позволяющую фиксировать головку блокируемого винта перпендикулярно фронтальной поверхности пластины.

Недостатком пластины LCP является то, что отверстия расположены в один ряд - строго перпендикулярно фронтальной поверхности пластины, что отрицательно сказывается на устойчивости к вырывающим силам. Следующий недостаток связан с тем, что головки блокируемых винтов имеют коническую (клиновидную) форму, вследствие чего нельзя исключить «холодную сварку» в системе винт/пластина. Это в свою очередь создает дополнительные технические трудности при необходимости удаления металлоконструкции.

Наиболее близким по своему техническому решению к заявляемому (прототипом) является устройство Зверева Е.В. - Дегтярева А.А. для накостного остеосинтеза (Патент РФ №2133594).

Устройство выполнено в виде пластины прямоугольного сечения, содержащей отверстия под винты, оси которых расположены под разными углами к продольной оси пластины. При этом все отверстия выполнены резьбовыми, а их оси расположены в разных плоскостях. Из описания патента следует, что в нем применяются винты с клиновидной головкой. Установка пластины осуществляется прижатием ее и удерживанием на нужном участке кости при засверливании отверстий в кортикале через резьбовые отверстия пластины с последующим вворачиванием винтов.

Данное устройство и его установка имеют следующие недостатки.

1) Клиновидная головка винта может привести к эффекту «холодной сварки» и, как следствие, к проблемам при необходимости удаления конструкции.

2) Для регулирования расстояния между костью и пластиной необходим специальный держатель - усложняется сама техника выполнения вмешательства.

3) Работа с устройством не предусматривает применение резьбового направителя сверла. С целью предотвращения потери точки приложения силы и угловых смещений во время введения винта необходимо использовать резьбовой направитель сверла. Из описания следует, что его использование не предусмотрено, что в свою очередь приведет к тому, что блокируемый винт будет завинчиваться с перекосом.

4) В прототипе отсутствуют комбинированные отверстия, позволяющие выполнять динамическую межфрагментарную компрессию.

Целью предлагаемого технического решения является создание устройства, обеспечивающего надежность остеосинтеза и снижение повреждающего действия конструкции на кость.

Для достижения указанной цели предлагается устройство, состоящее из пластины желобообразной формы с отверстиями для блокируемых винтов, универсального и резьбового направителей для формирования каналов с заданным углом введения винтов в кость. В предлагаемой пластине отверстия для блокируемых винтов расположены в два ряда вдоль пластины, при этом оси всех отверстий выполнены под углом к продольной оси, что увеличивает стабильность остеосинтеза и устойчивость к вырывающим воздействиям за счет «якорного эффекта», достигаемого заданным отклонением винтов. На верхней поверхности пластины нанесены сплошная и прерывистая напайки во встречном направлении, указывающие «оптимальные» отверстия для введения блокируемых винтов. Головка блокируемого винта и входная часть отверстия в пластине цилиндрической формы.

Техническим результатом изобретения является высокая устойчивость к вырывающим воздействиям, предотвращение эффекта «холодной сварки» в системе винт/пластина, возможность сочетания динамической межфрагментарной компрессии с техникой угловой стабильности, а также увеличение прочности фиксации конструкции системы кость/пластина, в том числе и при многооскольчатом характере перелома и остеопорозе.

Заявляемое устройство поясняется чертежами.

На фиг.1 - пластина для остеосинтеза переломов костей (вид сверху).

На фиг.2 - разрез пластины во фронтальной плоскости.

На фиг.3 - пластина в сборе с винтами (вид во фронтальной плоскости).

На фиг.4 - пластина в сборе с винтами (вид сбоку).

На фиг.5 - углы осей комбинированных отверстий для винтов и отверстия для спиц Киршнера на поперечном разрезе (вид сбоку).

На фиг.6 - опорные поверхности универсального направителя (вид снизу).

На фиг.7 - универсальный направитель сверла, используемый при формировании канала для кортикального винта (вид сбоку).

На фиг.8 - резьбовой направитель сверла, используемый при формировании канала для блокируемого винта (вид сбоку на поперечном разрезе).

На фиг.9 - схема: вариант введения винтов, используя напайки-ориентиры.

Устройство для остеосинтеза переломов костей состоит из накостной пластины 1 с отверстиями 2 для блокируемых винтов (фиг.1). Пластина имеет желобообразную форму (фиг.2), причем количество отверстий под блокируемые винты зависит от предполагаемого сегмента. Также пластина содержит два комбинированных отверстия по концам 3 овальной формы. Наличие двух рядов отверстий для введения блокируемых винтов позволяет выбрать «оптимальную» комбинацию используемых отверстий исходя из характера перелома. Конструктивно введение блокируемых винтов относительно горизонтальной оси пластины задано таким образом, что фиксация фрагментов кости происходит по типу «трапеции». Эта особенность позволяет винтам врезаться в компактный слой кости большим количеством витков резьбы. Для пациентов с выраженным остеопорозом такой эффект является весьма эффективным. За счет углового отклонения винтов в комбинированных отверстиях от центра пластины к периферии появляется возможность использования коротких пластин по сравнению с аналогичными конструкциями, в которых винты вводятся перпендикулярно продольной оси пластины. Зенкование отверстий 4 для блокируемых винтов 5 (фиг.3) выполнено согласно радиуса пластины таким образом, что в костномозговом канале (во фронтальной плоскости) блокируемые винты сходятся к его центру, а в горизонтальной плоскости отклоняются в разные стороны относительно перпендикуляра плоскости пластины (фиг.4). Оригинальное комбинированное отверстие 3 выполнено с заданным углом отклонения от продольной оси пластины и кости (фиг.5) вводимого кортикального или блокируемого винта, что дает возможность использования «коротких» пластин и усиливает жесткость конструкции. Угол 6 (фиг.5) в комбинированных отверстиях и отверстиях для блокируемых и кортикальных винтов может изменяться в пределах 10-12°, в зависимости от локализации применения устройства. На верхней части пластины к комбинированным отверстиям 3 перпендикулярно примыкают выемки 7, предназначенные для расположения опорных поверхностей 8 нейтрального А-А и нагрузочного Б-Б проводников (фиг.6), универсального направителя 9 с ручкой произвольной длины, удобной для удержания в руке хирурга, (фиг.7), включающего в себя нейтральный 10 и нагрузочный (эксцентричный) 11 проводники. Данный направитель используется при формировании сверлом канала для кортикального винта. Он задает угол введения сверла относительно фронтальной плоскости пластины. По концам пластины выполнены отверстия для спиц Киршнера 12 (фиг.5), которые позволяют предварительно центрировать (позиционировать) и фиксировать пластину на кости, а также использовать их при проведении устройства по принципу «тянущей лигатуры». Оба конца пластины заострены 13, что позволяет проводить пластину поднадкостнично. На верхней поверхности пластины (фиг.1) нанесены сплошная 14 и во встречном направлении прерывистая 15 напайки, указывающие отверстия, «оптимальные» для введения винтов. Соблюдение порядка и очередности введения кортикальных и/или блокируемых винтов через отверстия пластины в фрагменты кости, ориентируясь на сплошную или прерывистую напайки, позволит избежать избыточных изгибающих нагрузок в системе кость/пластина, приводящих к деформации и перелому металлоконструкции, что в свою очередь приведет к повторному перелому, замедленной консолидации или формированию ложного сустава. На нижней поверхности пластины (фиг.4) выполнены борозды 16, обеспечивающие ограниченный контакт с поверхностью кости и дающие возможность бережного отношения к периостальному кровоснабжению под пластиной. С целью предотвращения потери точки фиксации приложения силы и угловых смещений при введении блокируемых винтов необходим резьбовой направитель сверла 17 (фиг.8), имеющий в дистальной части резьбу 18, соответствующую зенкованию в комбинированных отверстиях 3 и всех отверстиях для блокируемых винтов 2.

Реализация предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. После осуществления хирургического доступа к кости отломки сопоставляют. При простых переломах (тип А - классификация АО) выполняется межфрагментарная компрессия кортикальным компрессирующим винтом. После чего на кость накладывают пластину 1 и временно фиксируют ее спицами Киршнера в отверстиях 12. Вводят первый (I) и второй (II) винты в комбинированные отверстия 3 (фиг.9). После оценки линии излома выбирается оптимальное направление введения винтов в отверстия: по сплошной или прерывистой напайке. Если выбрано направление сплошной напайки 14, то третий (III) блокируемый винт после формирования канала вводят в соответствующее отверстие. С другого конца пластины винты вводят также по направлению, заданному сплошной напайкой. И так по 3-4 винта в каждый фрагмент кости. Данный принцип иллюстрирован на примере введения трех винтов в проксимальный и дистальный фрагменты (фиг.9). При соблюдении этого принципа вводимые винты образуют с пластиной «внутренний фиксатор» в виде трапеции в каждом фрагменте кости, в то же время винты не вступают в конфликт между собой, в связи с заданным углом зенковки, а также не происходит перегрузка в сформированном в кости отверстии. Напайки-ориентиры при тактильном контакте под пальцем хирурга помогают выбрать оптимальную комбинацию введения винтов, заданную конструктивными особенностями пластины, а в частности направлением зенковки отверстий под блокируемые винты.

Устройство позволяет

- произвести накостный остеосинтез любого закрытого перелома длинной трубчатой кости вне зависимости от типа перелома;

- увеличить стабильность и жесткость фиксации за счет конструктивных особенностей расположения винтов в кортикальном слое кости исходя из заданного угла введения;

- уменьшить длину разреза при осуществлении доступа и травматизацию мягких тканей в связи с тем, что система остеосинтеза костей при помощи предложенной пластины представляет собой инструмент, реализующий идею биомеханически совершенной стабилизации с использованием прочного имплантата малой длины.