Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО АКТИВАЦИИ РЕПАРАТИВНОГО ОСТЕОГЕНЕЗА

Изобретение относится к травматологии и ортопедии и предназначено для оперативного лечения травм опорно-двигательного аппарата.

Для активации репаративного остеогенеза известны различные устройства, использующие физические (электромагнитное воздействие, лазеротерапия, ультразвуковое воздействие) и нефизические (алло- и аутотрансплантаты) методы воздействия. Стимуляция остеогенеза наиболее актуальна у пациентов, имеющих предрасполагающие факторы к нарушению костной репарации, особенно при лечении открытых переломов, сопровождающихся обширным повреждением мягких тканей. При лечении открытых переломов основными проблемами является развитие инфекционных осложнений (воспаление мягких тканей, остеомиелит) и нарушение консолидации (замедленная консолидация, формирование ложных суставов). Известно, что основным методом лечения открытых переломов длинных трубчатых костей является внеочаговый чрескостный остеосинтез. В условиях внеочагового чрескостного остеосинтеза стимуляция остеогенеза возможна за счет имплантации в область перелома композитного биоматериала Аллоплант [Патент RU №2364361 от 20.08.200 г., Патент RU №2325130 от 27.05.2008 г., Патент RU №2469679 от 27.10.2013 г.]

При использовании биокомпозитных материалов необходимо их введение в область перелома, что не желательно в условиях открытых переломов из-за риска инфекционных осложнений. Использование инвазивного электрофореза предусматривает проведение через костномозговой канал и область перелома спицы, что тоже недопустимо при открытых переломах (риск распространения инфекции по костно-мозговому каналу). Лазерные остеоперфорации предполагают вмешательство на кости в области перелома, что также крайне нежелательно.

Наиболее близким устройством, взятым в качестве прототипа, является стержень-шуруп канюлированный [Патент RU №143507 от 27.07.2014 г.], который обеспечивает сочетание внеочагового чрескостного остеосинтеза, возможности введения в костномозговой канал лекарственных препаратов, дренирования костномозгового канала, а также измерение внутрикостного давления в динамике на всем протяжении лечения перелома (на время нахождения аппарата внешней фиксации).

Недостатком устройства является то, что при всех своих достоинствах оно не обеспечивает условий для активации регенеративного остеогенеза, поэтому эффективность его воздействия на место перелома снижается.

Техническим результатом изобретения является создание оптимальных условий для активации репаративного остеогенеза, снижение числа осложнений и сокращение сроков консолидации переломов.

Указанный технический результат активации репаративного остеогенеза достигается тем, что в известном устройстве, содержащем стержень - шуруп канюлированный, включающий самонарезающую и резьбоформирующую часть с одной стороны, и с другой стороны - резьбовую часть и безрезьбовой участок между ними, а также сквозное отверстие и резиновый колпачок, согласно заявляемому техническому решению в состав устройства дополнительно введен ультразвуковой генератор, пъезокерамический ультразвуковой излучатель, соединенный с выходом ультразвукового генератора, волновод-инструмент, имеющий в верхней части контактную площадку и резьбовой участок, а также рабочую часть, которая представляет собой прямой стержень с диаметром, меньше сквозного отверстия в стержне-шурупе канюлированном, имеющем в нижней половине самонарезающую и резьбоформирующую часть, а с другой стороны - безрезьбовой участок и резьбовую часть, и превышающего его длиной на 5-15 мм, подсоединенный к торцу пъезокерамического ультразвукового излучателя резьбовым участком с контактной площадкой.

На Фиг. 1 представлена блок схема предлагаемого устройства активации репаративного остеогенеза.

На Фиг. 2 представлен вид аппарата внешней фиксации для лечения открытых переломов длинных трубчатых костей.

На Фиг. 3 изображена рентгенограмма введенного полого стержня-шурупа.

На Фиг. 4 показано введение волновода-инструмента в полость стержня-шурупа.

Устройство активации репаративного остеогенеза содержит ультразвуковой генератор 1, пъезокерамический ультразвуковой излучатель 2, соединенный с выходом ультразвукового генератора, волновод-инструмент 3, имеющий в верхней части контактную площадку, резьбовой участок и рабочую часть, которая представляет собой прямой стержень с диаметром меньше сквозного отверстия в стержне-шурупе канюлированном 4, имеющем в нижней половине самонарезающую и резьбоформирующую часть, а с другой стороны - безрезьбовой участок и резьбовую часть, и превышающего его длиной на 5-15 мм, подсоединенный к торцу пъезокерамического ультразвукового излучателя резьбовым участком с контактной площадкой.

Рассмотрим работу устройства активации репаративного остеогенеза при лечении открытых переломов длинных трубчатых костей. Аппарат внешней фиксации 5 (Фиг. 2) состоит из четырех проксимальных и дистальных колец (или трех колец и одного полукольца).

Проксимальное и дистальное кольца фиксируют при помощи перекрещивающихся двух или трех спиц, закрепленных с помощью спицефиксаторов, средне-верхнее кольцо и средне-нижнее кольцо фиксируются спицей (одной или двумя) и стержнем-шурупом канюлированным 4, зафиксированным в кронштейне с хвостовиком при помощи гаек (Фиг. 2).

Полый стержень-шуруп (канюлированный) 4 вводят в проксимальный конец дистального отломка или дистальный конец проксимального отломков на расстоянии 20-40 мм от места перелома. Полый стержень-шуруп (канюлированный) 4 фиксируют в кости монокортикально, то есть проводят через один кортикальный слой кости, а другой остается в костномозговом канале (Фиг. 3).

Для ультразвукового воздействия на кость используют ультразвуковой генератор 1, выход которого подключен к ультразвуковому пъезокерамическому излучателю 2, к рабочему торцу которого подсоединен (через резьбовое соединение) волновод - инструмент 3, имеющий в верхней части контактную площадку и резьбовой участок, а также рабочую часть, которая представляет собой прямой стержень с диаметром, меньше сквозного отверстия в стержне-шурупе канюлированном 4. Волновод-инструмент 3 вводят в кость через сквозное отверстие в стержне-шурупе канюлированном 4 (Фиг. 4) в зависимости от требуемой зоны озвучивания, чтобы он выступал за внутрикостный край полого стержня-шурупа на 3-15 мм. Затем включают ультразвуковой генератор 1 и волновод-инструмент 3 передает ультразвуковые колебания в зону озвучивания. Длина выступающей за внутрикостный край полого стержня-шурупа 4 части волновода-инструмента 3 зависит в значительной степени от диаметра обрабатываемой трубчатой кости и амплитуды ультразвукового воздействия. При повышенных уровнях воздействия (20-30 мк) выступающая часть волновода-инструмента 3 уменьшается, а при пониженных уровнях воздействия (5-15 мк) может быть увеличена. Частота ультразвукового воздействия также может быть разной в зависимости от требуемой направленности акустического воздействия. Так, для повышения эффективности санации костномозгового канала при одновременном введении антисептика, частота воздействия должна быть более низкой (26-33 кГц), поскольку при этом возрастают кавитационные эффекты в жидкости и эффективность антисептика возрастает даже при снижении его концентрации в растворе, тогда как для активации репаративных процессов в костномозговом канале частота ультразвукового воздействия должна быть повышена (до 35-42 кГц), поскольку на этих частотах большую роль в энергетике воздействия начинают играть ультразвуковые течения, формируемые в лечебных растворах, заранее или одновременно подаваемых через полость стержня-шурупа канюлированного.

Рассмотрим конкретный пример ультразвукового воздействия на обработку открытых переломов длинных трубчатых костей на примере заявляемого устройства активации репаративного остеогенеза.

Ультразвуковое воздействие осуществлялось аппаратом Ярус-М, для которого был разработан заявляемый ультразвуковой пъезокерамический излучатель и волновод-инструмент. Проводилось ультразвуковое воздействие на следующий день после операции поочередно для проксимального и дистального отломков ежедневно в течение 12-14 дней, далее 1 раз в 3 дня до консолидации перелома. Время озвучивания 2-4 минуты. На время ультразвукового воздействия колпачок стержня-шурупа канюлированного снимался. Для санации костномозгового канала в первые 10 дней после операции перед ультразвуковым воздействием в костномозговой канал через полое отверстие стержня-шурупа канюлированного вводился антисептик лавасепт.

В результате ультразвукового воздействия на открытый перелом трубчатых костей устройством активации репаративного остеогенеза было достигнуто:

- сокращение срока консолидации переломов;

- снижение числа инфекционных осложнений;

- оптимальные условия для активации репаративного остеогенеза.

Таким образом, заявляемое устройство активации репаративного остеогенеза позволяет создать оптимальные условия для активации репаративного остеогенеза, снизить число осложнений и сократить сроки консолидации переломов.