Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для лечения переломов большого бугорка плечевой кости

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, применяемым в травматологии и ортопедии.

Лечение переломов большого бугорка плечевой кости является актуальной проблемой травматологии и ортопедии. Переломы бугорков плечевой кости могут быть как изолированными, так и в составе переломо-вывихов проксимального отдела плечевой кости. Чаще всего они возникают при непрямом механизме травмы. У пожилых больных на фоне остеопороза переломы проксимального отдела плечевой кости могут явиться результатом травмы низкой энергии, а у пациентов молодого возраста - при значительной травме. Разновидностью перелома большого бугорка плечевой кости являются отрывные переломы, которые, как правило, сопровождаются смещением костных отломков. Обусловлено это анатомо-топографическими особенностями плечевого сустава, а именно тем, что спереди, сзади и сверху он окружен сильными сухожилиями, вплетающимися в капсулу сустава и образующими вращательную манжету. Последняя состоит из сухожилий четырех мышц: надостной мышцы, которая начинается от надостной ямки, прикрепляется к большому бугорку плечевой кости и выполняет отведение плеча; подостной мышцы и круглой мышцы, идущих от подостной ямки до большого бугорка плечевой кости и производящих наружную ротацию плеча; подлопаточной мышцы, идущей от передней поверхности лопатки к малому бугорку плечевой кости и осуществляющей внутреннюю ротацию плеча. Сухожилия эти расположены совместно с туго натянутой капсулой, а их задачей является точная центрация и фиксация головки плеча в суставной впадине лопатки. Это нужно для того, чтобы действия других мышц плеча - прежде всего дельтовидной мышцы, - находили оптимальную точку приложения. Главное участие в этом принимает сухожилие надостной мышцы, прикрепляющейся к большому бугорку плечевой кости. Следовательно, при переломе большого бугорка плечевой кости под действием тяги вращательной манжеты, костный фрагмент смещается вверх (фиг. 1, а) и может ущемляться между акромиальным отростком и головкой плечевой кости (импинджмент-синдром). Поэтому точная репозиция и фиксация костных отломков при переломе большого бугорка так важны для дальнейшей функции верхнего плечевого пояса.

Отрыв большого бугорка плечевой кости со смещением является показанием к оперативному лечению. Обычно производят открытый остеосинтез спицами Киршнера, трансоссальными швами хромированным кетгутом, проволочной стягивающей петлей (фиг. 1, б) или металлическим винтом (фиг. 1, в). После операции необходима внешняя иммобилизация плечевого пояса, и чем стабильнее остеосинтез, тем она менее продолжительна и, соответственно, меньше вероятность развития постиммобилизационной контрактуры плечевого сустава и степень ее выраженности.

Критика аналогов

Применение для остеосинтеза трансоссальных швов хромированным кетгутом и спиц Киршнера может рассматриваться лишь как вынужденная мера у лиц с низкими функциональными запросами. Обусловлено это тем, что данные варианты остеосинтеза не обеспечивают устойчивой фиксации костных фрагментов и требуют длительной внешней иммобилизацией верхней конечности. Длительная иммобилизация приводит к стойкой контрактуре в плечевом суставе с существенным ограничением функции плечевого пояса. Кроме того, спицы нередко мигрируют и могут явиться причиной серьезных осложнений, а трансоссальные швы не обеспечивают сколько-нибудь устойчивой фиксации костного отломка, часто сопровождаясь его фрагментацией, несращением перелома, образованием остеофитов и развитием импинджмент-синдрома. Следовательно, перечисленные методы лечения переломов большого бугорка плечевой кости объединены рядом недостатков - от неэффективности репозиции и фиксации костных отломков до высокого риска осложнений, переводящих одно патологическое состояние в другое, нередко более тягостное для пациента. На сегодняшний день считается непреложным, что нестабильный остеосинтез спицами или трансоссальными швами противопоказан у молодых больных с высокими функциональными запросами, а также при патологических переломах и ложных суставах большого бугорка плечевой кости.

Прототип

В качестве прототипа предлагаемого устройства нами выбран винт для остеосинтеза (фиг. 1, в), описанный в монографии А.Ю. Набокова «Современный остеосинтез» (2007). Сущность устройства-прототипа и его применения заключается в том, что во время операции остеосинтеза открыто репонируют костный фрагмент вместе с прикрепленными к нему сухожилиями, образующими вращательную манжету, и фиксируют его винтом (кортикальным или, чаще всего, спонгиозным), удерживающим костный отломок в репозиционном положении.

Критика прототипа

Наряду с возможностью фиксации костного отломка к своему ложу, остеосинтез винтом (как кортикальным, так и спонгиозным) имеет следующие недостатки:

- высокая вероятность раскалывания костного отломка при его просверливании и завинчивании в него винта, обусловленная, в большинстве случаев, низким качеством порозной спонгиозной кости и небольшими размерами костного фрагмента. Опасность раскалывания костного отломка тем выше, чем больше диаметр винта (у спонгиозного винта, например, наружный диаметр его резьбовой части достигает 6,5 мм);

- существенное ограничение показаний для применения при небольших размерах костного отломка или при фрагментарном переломе большого бугорка плечевой кости из-за необходимости фиксации винтом каждого из костных фрагментов, что еще больше увеличивает вероятность их раскалывания;

- необходимость использования шайбы на винте, продиктованная тем, что истонченная кортикальная пластинка костного отломка часто не удерживает шляпку винта от погружения в кость, особенно при наличии остеопороза. Если же не докручивать винт, то не обеспечивается достаточной взаимной адаптации костного фрагмента и его ложа, что делает остеосинтез несостоятельным и приводит к вторичному смещению костного отломка под воздействием тяги вращательной манжеты плеча;

- ротационная нестабильность фиксации костного отломка, обусловленная высокой вероятностью его поворота вокруг оси винта, чему способствует как низкое качество кости (наличие остеопороза и небольшой размер костного отломка), так и асимметричная тяга мышц, образующих вращательную манжету;

- высокая вероятность пенетрации винта в полость сустава, обусловленная вынужденностью проведения его через обе кортикальные пластинки, а значит и через суставную поверхность головки плечевой кости. Это вызвано тем, что из-за недостаточной стабильности остеосинтеза одним винтом в порозной кости при проведении его через одну кортикальную пластинку (т.е. при монокортикальной фиксации винта), необходимо проведение его через обе кортикальные пластинки (бикортикальная фиксация), поскольку стабильность остеосинтеза винтом при этом возрастает в 2 раза и обеспечивается достаточное противодействие выдергивающим его из кости усилиям тяги вращательной манжеты;

- высокий риск несращений переломов и необходимость в длительной внешней иммобилизации верхнего плечевого пояса, что, в свою очередь, сопряжено со стойкой постиммобилизационной контрактурой и нарушением функции поврежденной верхней конечности;

- опасность смещения костного фрагмента вверх и развития импинджмент-синдрома (ущемления его между акромиальным отростком и головкой плечевой кости) под действием тяги вращательной манжеты.

Цель изобретения - повышение эффективности лечения больных с переломами большого бугорка плечевой кости.

Сущность изобретения

Предлагается устройство для лечения переломов большого бугорка плечевой кости, представляющее собой накостную пластину (фиг. 2, а, б, в), длиной 50-60 мм, шириной 22-30 мм, толщиной 2-3 мм. Пластина имеет (фиг. 2, а) конусовидные отверстия большего диаметра (поз. 4) для винтов (внутренний диаметр отверстий составляет 4,5 мм, а наружный диаметр - 7,5 мм) и цилиндрические отверстия меньшего диаметра (поз. 5) для спиц (диаметр этих отверстий составляет 2 мм). Конусовидность отверстий большего диаметра (поз.4) пластины соответствует конусовидному профилю шляпок как кортикальных, так и спонгиозных винтов, что позволяет избежать их избыточного выстояния над наружной поверхностью пластины. Внутренняя поверхность пластины имеет рифление и шесть зубчиков по внешнему контуру (фиг. 2, а, б), четыре из которых расположены по углам пластины (поз. 2) и две по ее середине (поз. 3). Перед операцией остеосинтеза пластину (поз. 1) заранее изгибают (фиг. 2, в) и окончательно моделируют во время операции по контуру проксимального отдела плечевой кости, располагая ее поперечно оси плечевой кости.

Применяют данное устройство следующим образом. Во время операции остеосинтеза обнажают зону перелома большого бугорка плечевой кости со смещенным кверху костным отломком из-за тяги вращательной манжеты. Выполняют репозицию костного отломка, не отделяя его от прикрепляющихся к нему сухожилий вращательной манжеты. Для того чтобы предупредить повторное смещение костного отломка под действием тяги вращательной манжеты, через него проводят провизорную спицу Киршнера. Затем поверх репонированного костного отломка поперечно укладывают (фиг. 2, в) отмоделированную пластину с шестью зубчиками по внешнему контуру, четыре из которых расположены по углам пластины и две по ее середине, с конусовидными отверстиями большего диаметра для винтов и цилиндрическими отверстиями меньшего диаметра для спиц. Для более устойчивой фиксации одного или нескольких костных отломков, можно провести через них одну-две провизорные спицы Киршнера в цилиндрические отверстия пластины меньшего диаметра. Кроме того, чтобы нейтрализовать тягу вращательной манжеты кверху можно прошить ее П-образными или полукисетными швами хромированным кетгутом, шелком или капроном, которые нужно фиксировать в натяжении к пластине, проведя их через одно или два цилиндрических отверстия меньшего диаметра. Затем через конусовидные отверстия большего диаметра проводят два или три сходящихся винта в разных плоскостях, а провизорные спицы удаляют. При этом фиксация костных отломков обусловлена давлением на них рифленой внутренней поверхности пластины, надежно удерживающейся на своем месте и удерживающей костные отломки двумя или тремя сходящимися винтами - спонгиозными или кортикальными. Винты достаточно провести через одну кортикальную пластинку (монокортикально), так как сходящиеся винты адекватно противостоят выдергивающим их из кости усилиям (фиг. 3, а, б). Однако при выраженном остеопорозе винты, проведенные через периферические отверстия пластины, можно провести и через обе кортикальные пластины (бикортикально) - без угрозы проникновения в сустав. Это отличает их от винта, проведенного через среднее отверстие, с остающейся вероятностью пенетрации головки плечевой кости и угрозой травмирования суставного хряща при движениях плеча. Предназначение зубчиков (поз. 2 и 3) по внешнему контуру пластины (поз. 1) и рифления ее внутренней поверхности состоит в том, чтобы исключить ишемию тканей под ней из-за давления на них пластины при закручивании винтов (на этом же принципе основано использование традиционных так называемых «малоконтактных» пластин, внутренняя поверхность которых имеет характерные неровности). Это особенно важно при фрагментарном переломе большого бугорка, поскольку от адекватности кровоснабжения костных фрагментов зависит характер и своевременность репаративного остеогенеза. Кроме того, зубчики и рифление внутренней поверхности пластины обеспечивают более устойчивое расположение устройства на поверхности проксимального отдела плечевой кости.

Пример применения устройства

В качестве примера применения предлагаемого устройства приводим следующее наблюдение. Больной К., 1969 г. р. (45 лет), поступил в травматологическое отделение Республиканского ортопедо-травматологического центра (РОТЦ) 23.03.15 г. с диагнозом: Закрытый оскольчатый перелом большого бугорка правой плечевой кости со смещением отломков (фиг. 4, а). Из анамнеза: 20.03.15 г. во время строительных работ получил непрямую травму правого плечевого пояса. Обратился в районную ЦРБ по месту жительства, где после попытки закрытой репозиции перелома была наложена гипсовая лонгета по Турнеру.

27.03.15 г. в РОТЦ в плановом порядке выполнена операция: Остеосинтез большого бугорка правой плечевой кости пластиной с винтами, следующим образом. В положении больного на спине с валиком под правой лопаткой произведен продольный разрез кожи от уровня клювовидного отростка лопатки вниз до хирургической шейки плечевой кости, длинной 7-8 см. Рассечена клетчатка и фасция, вдоль волокон дельтовидной мышцы острым и тупым путем обнажена капсула плечевого сустава. В проекции большого бугорка плечевой кости был отмечен краевой костный дефект размерами 3,5×4,0 см, соответствующий двум костным осколкам, больший из которых продольно расколот и смещен вверх и кзади, а меньший вместе с вращательной манжетой смещен в полость сустава под акромиальный отросток. Без скелетирования костных фрагментов была выполнена их последовательная репозиция: сначала большего раздвоенного осколка с провизорной фиксацией спицей Киршнера, которая удалена после накостного остеосинтеза, затем - меньшего вместе с репонирующим полукисетным швом через капсулу с вращательной манжетой (шов при этом был проведен через цилиндрическое отверстие пластины). На репонированные костные отломки поперечно уложена заранее изогнутая и окончательно отмоделированная по контуру проксимального отдела плечевой кости накостная пластина, длиной 50 мм, шириной 22 мм, толщиной 2 мм, имеющая конусовидные отверстия для винтов с внутренним диаметром, составляющим 4,5 мм, и наружным - 7,5 мм и цилиндрические отверстия для спиц, диаметром 2 мм. Внутренняя поверхность пластины имеет рифление и шесть зубчиков по внешнему контуру, четыре из которых расположены по углам пластины и две по ее середине. Перед операцией остеосинтеза пластину заранее изогнули и окончательно отмоделировали во время операции по контуру проксимального отдела плечевой кости, расположив ее поперечно оси плечевой кости. Под пластиной был фиксирован фрагментированный большой бугорок плечевой кости. Через конусовидные отверстия пластины проведены 3 кортикальных винта. Рана промыта растворами антисептиков и послойно ушита с оставлением трубчатого дренажа. Остеосинтез состоятельный. Пассивные движения в плечевом суставе восстановлены в полном объеме. Наложены асептическая повязка на рану и гипсовая лонгета по Турнеру на правую верхнюю конечность. На контрольной рентгенограмме положение костных отломков удовлетворительное (фиг. 4, б). Послеоперационная рана зажила первичным натяжением. Больной выписан на амбулаторное лечение 3.04.15 г. Результат лечения расценен нами как хороший.

Признаки изобретения, отличительные от прототипа:

- накостную пластину, длиной 50-60 мм, шириной 22-30 мм, толщиной 2-3 мм располагают поперечно на проксимальном отделе плечевой кости;

- наличие на пластине конусовидных отверстий большего диаметра для винтов (внутренний диаметр отверстий составляет 4,5 мм, а наружный диаметр - 7,5 мм) и цилиндрических отверстий меньшего диаметра для спиц (диаметр этих отверстий составляет 2 мм);

- конусовидность отверстий большего диаметра пластины соответствует конусовидному профилю шляпок винтов (как кортикальных, так и спонгиозных);

- наличие на внутренней поверхности пластины рифлений и шести зубчиков по ее внешнему контуру, четыре из которых расположены по углам пластины и две по ее середине;

- для более устойчивой фиксации одного или нескольких костных отломков, можно провести через них одну-две провизорные спицы Киршнера в цилиндрические отверстия пластины меньшего диаметра;

- чтобы нейтрализовать тягу вращательной манжеты кверху, можно прошить ее П-образными или полукисетными швами хромированным кетгутом, шелком или капроном, которые фиксируют в натяжении к пластине, проведя их через одно или два цилиндрических отверстия меньшего диаметра;

- через конусовидные отверстия большего диаметра проводят два или три сходящихся винта в разных плоскостях, а провизорные спицы удаляют. При этом фиксация костных отломков обусловлена давлением на них рифленой внутренней поверхности пластины, фиксированной двумя или тремя сходящимися винтами;

- винты достаточно провести через одну кортикальную пластинку (монокортикально), так как сходящиеся винты адекватно противостоят выдергивающим их из кости усилиям. При выраженном остеопорозе винты, проведенные через периферические отверстия пластины, можно провести и через обе кортикальные пластины (бикортикально) - без угрозы проникновения в сустав.

Технический результат (преимущества перед прототипом) устройства для лечения переломов большого бугорка плечевой кости:

- рациональность поперечного расположения на проксимальном отделе плечевой кости отмоделированной пластины и сочетание двух видов отверстий (конусовидных большего диаметра - для винтов и цилиндрических меньшего диаметра - для спиц) позволяет эффективно выполнить репозицию костных отломков (с провизорным проведением спиц, прошиванием вращательной манжеты П-образными или полукисетными швами и проведением 2-3 сходящихся винтов) и надежно удерживать их в репозиционном положении;

- эффективность и надежность удержания костных отломков в репозиционном положении с адекватным противодействием тяге вращательной манжеты даже при наличии остеопороза и фрагментировании костных отломков;

- наличие рифления на внутренней поверхности пластины и шести зубчиков по ее внешнему контуру, во-первых, способствует более устойчивому расположению устройства на поверхности проксимального отдела плечевой кости, а во-вторых, позволяет использовать принцип «малоконтактности» пластины и исключить ишемию тканей под ней при закручивании винтов. Это позволяет сократить время консолидации перелома, поскольку адекватное кровоснабжение костных отломков является одним из главных условий его своевременного заживления;

- соответствие конусовидных отверстий большего диаметра пластины конусовидному профилю шляпок как кортикальных, так и спонгиозных винтов, позволяет, во-первых, избежать их избыточного выстояния над наружной поверхностью пластины, а во-вторых, увеличивает площадь контакта между ними и тем самым стабильность остеосинтеза;

- поперечное расположение отмоделированной пластины на проксимальном отделе плечевой кости и соответствие профиля конусовидных отверстий с конусовидными шляпками винтов делают металлоконструкцию более компактной, рациональной и соответствующей основному правилу строительной механики - достижение максимальной прочности при наименьшей затрате материала;

- обеспечение ротационной стабильности фиксации костного отломка, обусловленной проведением через пластину двух или трех винтов, что исключает вероятность поворота как пластины, так и костного отломка;

- исключение опасности пенетрации плечевого сустава проведенными винтами, обусловленное отсутствием необходимости в их бикортикальном проведении и достаточной устойчивости сходящихся винтов выдергивающим их из кости усилиям вращательной манжеты. В случае же выраженного остеопороза винты, проведенные через периферические отверстия пластины, можно провести и бюсортикально - без угрозы проникновения в сустав, в отличие от винта, проведенного через среднее отверстие, которое нужно провести монокортикально.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность лечения больных с переломами большого бугорка плечевой кости.