Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПРЕГНАЦИИ КОСТНЫХ ФРАГМЕНТОВ ПРИ ТРАВМАТИЧЕСКОМ СТЕНОЗЕ ПОЗВОНОЧНОГО КАНАЛА

Устройство для импрегнации костных фрагментов при травматическом стенозе позвоночного канала

Изобретение относится к области медицины, в частности к спинальной хирургии, и может быть использовано при оперативном лечении взрывных переломов тел грудных и поясничных позвонков, сопровождающихся проникновением отломков в позвоночный канал и компримирующих спинной мозг и его корешки.

Существующие в настоящее время хирургические приемы на задних структурах позвоночника - декомпрессивная ламинэктомия с удалением костных фрагментов или импакция их в тело позвонка - зачастую не приводят к желаемым результатам. Выпавшие фрагменты представляют собой конгломерат с наличием хрящевых компонентов, принадлежащих поврежденным смежным дискам, и обладают амортизирующими свойствами, их наличие чревато травматизацией содержимого позвоночного канала и, как следствие, возникновением, или усилением, неврологического дефицита. Оперативные вмешательства на передних структурах позвоночника более трудоемки, травматичны, требуют удаления пораженного тела позвонка и использования дорогостоящих металлоконструкций для его замещения, также могут приводить к различным тяжелым осложнениям.

Существуют способы непрямой редукции суженного позвоночного канала при взрывных переломах грудных и поясничных позвонков [1-3], в ходе которых для достижения экстензии и дистракции на уровне поврежденного сегмента после сегментарной транспедикулярной фиксации проводят манипуляции по лигаментотаксису: задняя продольная связка, натягиваясь, должна выталкивать смещенный кзади костный фрагмент тела позвонка из просвета позвоночного канала. Однако вследствие возникающих в момент травмы повреждений дисколигаментарных структур (задней продольной связки, элементов фиброзного кольца и их соединений) не всегда удается достичь необходимого результата.

Известны способы реформации позвоночного канала при оскольчатых переломах путем введения транспедикулярных винтов в поврежденный позвонок и смежные с ним позвонки. Винты необходимо вводить на всю глубину пораженного позвонка [4] или только на глубину ножки дуги [5], после чего возможно восстановление анатомического соотношения в сегменте. Однако прямого воздействия на выпавшие костные фрагменты не наблюдалось, использовался только эффект лигаментотаксиса.

Известен способ репозиции и фиксации позвонков при оскольчатых переломах тел грудных и поясничных позвонков [6], когда при введении транспедикулярных винтов в смежные от поврежденного позвонка через точку Рой-Камилла внедряют дополнительные винты сначала в один крупный отломок, затем - в другой. Поворотом отломков устраняют диастаз между отломками и телом поврежденного позвонка, после чего монтируют транспедикулярную конструкцию. Устройство предполагает прямое воздействие на костные фрагменты, но оно трудоемко, небезопасно, к тому же отломков может быть множество и разных размеров, что значительно затрудняет введение винтов. Кроме того, длительное нахождение винтов в костных отломках может привести к развитию гнойно-воспалительных осложнений.

Клинико-экспериментальные исследования Я.Л. Цивьяна [7] показали, что при компрессионно-оскольчатых и взрывных переломах костные фрагменты и ткани травмированного фиброзного кольца и диска, выпавшие в позвоночный канал, тормозят репаративный остеогенез, развивающийся по типу хондрального, предопределяя дислокацию его фрагментов, что приводит к увеличению клиновидной деформации тела компремированного позвонка. Наличие масс разорванных дисков между отломками сломанного позвонка препятствует костному сращению, возникшие подвижные фрагменты задних отделов тела в последующем обуславливают возникновение дегенеративных изменений в смежных позвоночных сегментах, поэтому в этих случаях и задний спондилодез оказывается неэффективным.

Наиболее близким заявляемому изобретению является устройство для

лечения переломов позвоночника и способ репозиции костных фрагментов тел поврежденных позвонков, с использованием этого устройства [8]. Через корень дуги поврежденного позвонка вводят инъекционную иглу с направителем в виде металлической трубки, с втулкой для проведения инъекционной иглы для захвата костных фрагментов. Репозицию костных фрагментов тел поврежденного позвонка осуществляют иглой, проведенной через боковые пазы направителя. Иглой осуществляют захват костных фрагментов, находящихся в позвоночном канале, поступательно-вращательными движениями иглы внедряют их в тело, фиксируют фрагменты клеевой композицией. Однако при применении устройства в тело сломанного позвонка через корни дужек необходимо внедрять и направитель, что с учетом травмы может привести к дополнительным нежелательным осложнениям (травматизация спинного мозга и его корешков, повреждение оболочек, с последующей ликвореей). При использовании способа возникают затруднения при захвате мелких костных фрагментов, а внедрение костных фрагментов с наличием хрящевых интерпозитов из-за амортизационных свойств хрящевых компонентов будет способствовать повторному вывихиванию их в позвоночный канал, так как клеевая композиция вводилась в более глубокие структуры тела позвонка. Также не предусмотрена защита передних отделов твердой мозговой оболочки от поврежденных фрагментов, передней стенки позвоночного канала.

Целью изобретения является создание устройства для прямой импрегнации костно-хрящевых фрагментов, выпавших в позвоночный канал, в тело поврежденного позвонка, а также способа, позволяющего с помощью этого устройства устранять стеноз позвоночного канала без травматизации содержимого спинномозгового канала.

Сущность заявленного изобретения состоит в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения искомого технического результата, позволяющего выполнять репозицию и реклинацию костных фрагментов, воздействующих на передние структуры спинного мозга, без повреждения содержимого спинномозгового канала, устранить стеноз, осуществить стабилизацию позвоночно-двигательных сегментов, предупредить повторное выпадение костных фрагментов.

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для импрегнации костных фрагментов при травматическом стенозе позвоночного канала включает элемент для перемещения и фиксации костных фрагментов, установленный в трубчатый корпус. Элемент для перемещения и фиксации костных фрагментов выполнен в виде стержня, проксимальный конец стержня изогнут по радиусу, соответствующему радиусу позвоночного канала, на нем, под прямым углом к стержню, установлен шпатель с отверстиями по всей поверхности под инъекционную иглу для введения клеевой композиции. Дистальная часть стержня имеет резьбу и четырехгранный конец, последний предназначен для установки ручки из неметаллического материала. На проксимальной части трубчатого корпуса, на наружной резьбе, установлен узел крепления на стержне транспедикулярной конструкции. На дистальной части корпуса размещен узел управления устройством. Узел крепления на стержне транспедикулярной конструкции состоит из U-образной скобы, проксимальная щека скобы выполнена расщепленной и имеет утолщения на концах расщепа, дистальная щека имеет большую ширину, в ней, соосно расщепу, выполнено резьбовое отверстие под резьбовую втулку, имеющую резьбу на проксимальной части наружной поверхности. Внутренняя поверхность резьбовой втулки имеет резьбу, соответствующую резьбе на наружном проксимальном конце трубчатого корпуса. Узел управления включает нижнюю и верхнюю губки ограничителя, соединенные между собой винтом, между которыми установлено, с возможностью вращения по резьбе дистальной части стержня, управляющее колесико. Нижняя губка ограничителя закреплена на дистальном конце корпуса радиально установленными штифтами. В средней части трубчатого корпуса, между узлом крепления на стержне транспедикулярной конструкции и узлом управления, в радиальном резьбовом отверстии установлен стопорный винт, конец резьбового стержня которого выполнен заостренным для вхождения в продольные пазы, выполненные в средней части стержня.

Наружные боковые поверхности управляющего колесика, шляпки винта, соединяющего губки ограничителя, стопорного винта и ручки выполнены рифлеными.

Выполнение элемента для перемещения и фиксации костных фрагментов в виде стержня, проксимальный конец которого изогнут по радиусу, соответствующему радиусу позвоночного канала, обеспечивает введение этого элемента в спинномозговой канал без нанесения дополнительной травмы, а также возможность внедрения костных фрагментов в радиальную поверхность тела позвонка.

Установка на проксимальном конце стержня шпателя под прямым углом к стержню позволяет перемещать горизонтально и импрегнировать костные фрагменты в тело сломанного позвонка без повреждения содержимого спинномозгового канала.

Выполнение отверстий по всей поверхности шпателя обеспечивает возможность введения клеевой композиции в поврежденные структуры позвонка и переднебоковые отделы эпидурального пространства.

Ручка из неметаллического материала обеспечивает ее установку на четырехгранном дистальном конце стержня-шпателя с натягом, без дополнительного крепления, позволяет перемещать костные фрагменты сломанного позвонка.

Применение штифтового соединения для закрепления нижней губки узла управления на дистальном конце корпуса обеспечивает неподвижное соединение корпуса и губки.

Соединение нижней и верхней губок ограничителя винтом обеспечивает возможность установки между ними, на резьбе стержня, управляющего колесика узла управления, позволяет зажимать это колесико между губками или освобождать для перемещения по стержню.

Применение стопорного винта, установленного в радиальном резьбовом отверстии средней части трубчатого корпуса, между узлом крепления на стержне транспедикулярной конструкции и узлом управления, выполнение заострения на конце резьбового стержня этого винта, для вхождения в продольные пазы в средней части стержня, обеспечивает возможность преобразования вращательного движения управляющего колесика в возвратно-поступательное движение стержня. Это преобразование происходит в положении стопорного винта, когда заостренный конец его резьбового стержня введен в один из продольных пазов (винт ввернут в резьбу до упора) на стержне. При этом шпатель, установленный над костным фрагментом, дозированным усилием импрегнирует костный фрагмент в тело сломанного позвонка. Когда заостренный конец резьбового стержня стопорного винта выведен из паза в средней части стержня (винт «ослаблен» - вывернут на несколько оборотов из резьбы на корпусе) - возможно перемещение шпателя вокруг стержня с перемещением костных фрагментов в окружающем пространстве. Для этого необходимо ослабить еще и винт, стягивающий губки ограничителя. Осуществляют эти перемещения вращением ручки, установленной на четырехгранном конце стержня, в разных направлениях.

Размещение стопорного винта в средней части корпуса обеспечивает возвратно-поступательные движения в необходимом объеме.

Применение в конструкции узла крепления на стержне транспедикулярной системы элемента в форме U-образной скобы, проксимальная щека которой выполнена с расщепом, концы которого утолщены, а дистальная щека имеет большую ширину, и в ней, соосно расщепу, выполнено резьбовое отверстие под резьбовую втулку, обеспечивает стабильную фиксацию устройства для импрегнации на стержне транспедикулярной системы. Расщеп проксимальной щеки обеспечивает возможность введения изогнутого конца стержня (шпателя) в U-образную скобу при установке устройства на стержень траспедикулярной системы и в позвоночный канал. Фиксация на стержне осуществляется между утолщениями на проксимальной, расщепленной губке, и двумя точками на торцовой поверхности резьбовой втулки и корпуса.

Утолщения на концах расщепленной щеки ограничивают горизонтальные перемещения устройства относительно стержня, на котором оно закреплено.

Рифления на наружных боковых поверхностях управляющего колесика, шляпки винта, соединяющего губки ограничителя, стопорного винта и ручки позволяют выполнять манипуляции с устройством без применения дополнительного инструмента.

Устройство для импрегнации костных фрагментов при травматическом стенозе позвоночного канала состоит из стержня 1, проксимальный (рабочий) конец стержня которого изогнут по радиусу, соответствующему радиусу позвоночного канала, и на нем под прямым углом установлен шпатель с отверстиями по всей поверхности. Этот стержень 1 размещен в трубчатом корпусе 2. Дистальная часть стержня имеет резьбу, а на дистальном четырехгранном конце стержня-штапеля 1 с натягом установлена ручка 3, выполненная из неметаллического материала. На дистальном конце корпуса 2 размещен узел управления устройством, в проксимальной части корпуса, на наружной резьбе, установлен узел крепления на стержне транспедикулярной конструкции устройства.

Узел управления включает: нижнюю 4 и верхнюю 5 губки ограничителя, которые соединены между собой винтом 6, нижняя губка ограничителя закреплена на дистальном конце корпуса 2 с помощью радиально установленных штифтов 7. Между губками, на резьбе дистальной части стержня-шпателя 1, установлено управляющее колесико 8. В средней части трубчатого корпуса, в радиальном резьбовом отверстии 9, между узлом крепления на стержне транспедикулярной конструкции и узлом управления, установлен стопорный винт 10, конец резьбового стержня которого имеет заострение для вхождения в продольные пазы 11, выполненные в средней части стержня-шпателя 1.

Узел крепления состоит из U-образной скобы 12. Проксимальная щека скобы выполнена расщепленной и имеет утолщения на концах расщепа, дистальная щека имеет большую ширину, в ней, соосно расщепу, выполнено резьбовое отверстие под резьбовую втулку 13, имеющую резьбу на проксимальной части наружной поверхности. Внутренняя поверхность резьбовой втулки 13 оснащена резьбой, соответствующей резьбе на наружном проксимальном конце трубчатого корпуса 2.

Наружные боковые поверхности управляющего колесика 8, шляпки винта 6, соединяющего губки 4 и 5 ограничителя, стопорного винта 10 и ручки 3 выполнены рифлеными.

Устройство используют следующим образом.

Под общим обезболиванием, в положении пациента лежа на животе осуществляют стандартный подход к поврежденному позвонку с обнажением корней дужек выше- и нижележащих позвонков, в которые устанавливают транспедикулярные винты. На уровне повреждения выполняют ляминэктомию или гемиляминэктомию (в зависимости от степени стеноза позвоночного канала и выраженности неврологических нарушений). Выполняют реклинацию на операционном столе. Монтируют транспедикулярную конструкцию и производят дистракцию. Стержень 1, устройства для импрегнации костных фрагментов вводят проксимальным концом (шпателем) в U-образную скобу 12 через отверстие в дистальной и расщеп в проксимальной щеке и далее - в пространство, образованное в результате ляминэктомии, или гемиляминэктомии, над выступающими в позвоночный канал костными фрагментами. Устройство вводят эпидурально, бережно отодвигая шпателем, стержня 1, содержимое спинномозгового канала. Проксимальный конец трубчатого корпуса 2 с установленной на нем резьбовой гайкой 13 надвигают на дистальный конец стержня 1. При этом дистальный конец корпуса 2 соединен с нижней губкой 4 узла управления, а стопорный винт 10 не полностью закреплен в резьбовом отверстии 9 корпуса 2. Закрепляют устройство с помощью узла крепления на стержне транспедикулярной конструкции на стержне 14 транспедикулярной конструкции: вращают резьбовую втулку 13 по резьбе в дистальной щеке скобы 12 до фиксации стержня транспедикулярной конструкции между утолщениями на концах расщепов проксимальной щеки скобы 12 и торцом резьбовой втулки 13. Для предотвращения смещения устройства дополнительно закрепляют его вращением корпуса 2 по внутренней резьбе втулки 13. Устанавливают шпатель стержня 1 непосредственно над выступающим костным фрагментом. Фиксируют это положение шпателя с помощью стопорного винта 10, вращая его по резьбе резьбового отверстия 9 в боковой поверхности корпуса 2. Нанизывают управляющее колесико 8 на дистальный конец стержня 1 и вращают его по резьбе на проксимальном конце стержня 1 до соприкосновения с дистальной поверхностью нижней губки 4 узла управления, сверху надевают верхнюю губку 5 узла управления. Соединяют губки 4 и 5 винтом 6. На дистальный конец стержня стержня-фиксатора 2 с натягом устанавливают ручку 3. Перед началом импрегнации, инъекционной иглой, в разных направлениях, в тело сломанного позвонка вводят композицию Тиссукол Кит с эффектом медленного склеивания. Вращая управляющее колесико 8, опускают шпатель стержня 1, оказывая дозированное давление на выступающие костные фрагменты, вдавливают их в тело сломанного позвонка. После достижения необходимого результата, что определяется под рентген-контролем, удерживая устройство в рабочем состоянии, в пространство между передней и задней стенкой тела сломанного позвонка, через отверстия в поверхности шпателя, с помощью иглы вводят клеевую композицию с эффектом быстрого склеивания. Эту композицию вводят учитывая амортизационные свойства костно-хрящевых интерпозитов и возможность повторного выпадения их в позвоночный канал, предотвращая вероятность возникновения кровотечения на этапе манипуляции с внедряемыми фрагментами [9, 10]. Процедуру введения клеевой композиции производят до полного заполнения поврежденной области, что способствует ускорению репаративного остеогенеза, предотвращает возникновение дегенеративных изменений в смежных позвоночно-двигательных сегментах. При этом шпатель вращают вокруг оси до образования достаточно прочного фибринового слоя в переднем эпидуральном пространстве, для чего ослабляют фиксирующий винт 10 в отверстии 9 корпуса 2, ослабляют винт 6, соединяющий губки 4 и 5 фиксирующего устройства, и вращают за ручку 3 стержень 1. Устройство удаляют.

При наличии нескольких групп костных фрагментов процедуру импрегнации проводят пошагово, для чего колесиком 8 поднимают шпатель над фрагментами (вращают колесико в обратном направлении), после чего винты 6 и 10 ослабляют. Для установки шпателя над каждым следующим фрагментом вращают стержень 1 за ручку 3 до необходимого положения. Эта позиция устройства (при ослабленных винтах) позволяет не только изменять положение шпателя, но и перемещать им костные фрагменты до положения, удобного для их импрегнации. Новое положение шпателя фиксируют теми же винтами 6 и 10, импрегнируют очередной фрагмент, и продолжают описанные действия до тех пор, пока все фрагменты не окажутся импрегнированными в тело позвонка, процедуру завершают введением клеевой композиции с эффектом быстрого склеивания до полного заполнения поврежденной области. Все этапы манипуляций проводят под рентген-контролем.

Источники информации

1. С.В. Макаревич. Спондилодез универсальным фиксатором грудного и поясничного отделов позвоночника: пособие для врачей. Минск, 2001. - 74 с.

2. В.В. Рерих, К.О. Борзых. Посттравматическое сужение позвоночного канала и его хирургическое ремоделирование при взрывных переломах грудных и поясничных позвонков // Хирургия позвоночника. - 2011. № 3. - С. 15-20.

3. McLain RF, Burkus JK, Benson DR Segmental instrumentation for thoracic and thoracolumbar fractures prospective analisis of construct survival and five-year follow-up. Spine J. 2001; 1:310-323.

4. Лавруков A.B., Томилов А.Б. / Остеосинтез аппаратом внешней фиксации у больных с повреждениями и заболеваниями позвоночника // Екатеринбург, 2002, 207 с.

5. Патент РФ №2285488, А61В 17/66, БИПМ №29, 2006 г.

6. Патент РФ №2478342, А61В 17/00, 17/70, БИПМ №10, 2013 г.

7. Цивьян Я.Л. Повреждения позвоночника. М. 1971, 313 с.

8. Валеев Е.К., Валеев И.Е., Тухватуллин Р.С. Устройство для лечения переломов позвоночника и способ репозиции костных фрагментов тел поврежденных позвонков с использованием этого устройства. Патент RU на изобретение №2421175.

9. Jonillat С, Tete В., Frering V. et al. Evaluation of the effectiveness of two fibrin glues in dige experimental study in pigs. Lion Chir. 1990; 86: 481-485.

10. Справочник ВИДАЛЬ. ТИССУКОЛ КИТ: инструкция по применению.