Результат интеллектуальной деятельности: Способ остеоинтеграции имплантата с компрессионной нагрузкой на протезируемую кость и система для его осуществления

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для остеоинтеграции имплантатов с компрессией при протезировании костей конечностей.

Для ускорения процесса остеоинтеграции имплантата необходимо жестко зафиксировать имплантат, обеспечивая его стабильность от флексионных и торсионных нагрузок, и создать управляемые сжимающие напряжения в продольном направлении костной ткани.

Известен способ стимуляции костеобразования при проведении внутрикостной имплантации, включающий создание ложа и введение имплантата. Внутрикостный имплантат имеет резьбу треугольного профиля с углом 30-55° и шаг от 0,3 до 2,0. Регенерация и подъем уровня костной ткани вокруг имплантата достигается за счет использования внутрикостного имплантата, витки резьбы которого под действием жевательной нагрузки подвергаются упругой деформации с образованием зон сжатия и растяжения в костной ткани (патент на изобретение RU №2226080).

Способ применим для дентальных имплантатов (с указанной в патенте резьбой) и предусматривает жевательную нагрузку, которая носит эмпирический характер.

При протезировании конечности для ускорения остеоинтеграции имплантата с костной тканью и формирования остеобластов на поверхности имплантатов необходимо создание управляемых сжимающих напряжений в кости в продольном направлении в условиях жесткой фиксации имплантата. Иначе в результате резорбции костной ткани неизбежно наступает нестабильность контакта имплантата с костью вплоть до его выпадения.

Наиболее близким по совпадающим признакам является имплантат трубчатой кости со сквозным отверстием внутри, содержащий резьбовой стержень с головкой, выполненной в виде шестигранника с внутренней резьбой и проточкой с наружной стороны. Резьбовой стержень содержит кольцо и резьбовую заходную часть, в которой выполнены канавки с режущими кромками и отверстиями (патент RU на полезную модель №152558).

Наиболее близким является способ установки имплантата по указанному патенту, который осуществляется следующим образом. Мягкие ткани усеченного сегмента конечности обрабатывают антисептиком. На верхушке культи выполняют разрез кожи достаточный для обнажения костной части культи. Ее освобождают от мягких тканей и в центральной части, в области костномозгового канала, просверливают отверстие соответственно длине вводимого имплантата. После этого вкручивают имплантат в кость так, чтобы край ампутированной кости плотно прилегал к кольцу. Затем ушивают мягкие ткани под головкой в проточке имплантата (патент RU на полезную модель №152558, описание).

Недостатком устройства является то, что при механическом воздействии на него не всегда обеспечивается жесткость его фиксации в кости, что ведет к потере стабильности и последующей резорбции костной ткани, снижению качества и увеличению срока остеоинтеграции имплантата.

Для улучшения качества и сокращения срока остеинтеграции имплантата предлагается способ остеоинтеграции имплантата с компрессионной нагрузкой на протезируемую кость и система для его осуществления.

Способ остеоинтеграции имплантата с компрессионной нагрузкой на протезируемую кость заключается в установке имплантата, на который устанавливают устройство для регулирования компрессии, закрепляют его в ортезе и осуществляют сжимающую нагрузку на кость.

Система для остеоинтеграции имплантата с компрессионной нагрузкой на протезируемую кость включает имплантат трубчатой кости, содержащий резьбовой стержень с головкой, выполненной в виде шестигранника с внутренней резьбой и проточкой с наружной стороны. Система дополнительно содержит закрепленное в ортезе устройство для регулирования компрессии, содержащее закрепленный винтом на головке имплантата нижний стакан, в который установлена пружина, закрытая верхним стаканом, в который установлен регулировочный винт, зафиксированный контргайкой.

Новые отличительные признаки изобретения обеспечивают создание управляемых нагружений на кость в продольном направлении при предварительном жестком фиксировании имплантата путем воздействия на регулировочный винт системы. Изменение нагружения (регулирование компрессии) необходимо для усиления кровотока в губчатой кости и ускорения процесса остеоинтеграции. Стабильность имплантата после установки и в раннем постоперационном периоде является необходимым условием успешного результата остеоинтеграции, поскольку относительная подвижность имплантата в костном ложе увеличивает риск резорбции кости.

На фиг. 1 изображена система для осуществления способа остеоинтеграции имплантата с компрессионной нагрузкой на протезируемую кость в разрезе. На фиг. 2 установленная система для остеоинтеграции имплантата с компрессионной нагрузкой.

Система включает имплантат, устройство для регулирования компрессии, ортез. Имплантат трубчатой кости содержит резьбовой стержень 1 со сквозным каналом, головку 2, выполненную в виде шестигранника с внутренней резьбой 3 и проточкой 4 с наружной стороны. Резьбовой стержень 1 содержит кольцо 5 и резьбовую заходную часть 6, в которой выполнены канавки с режущими кромками и отверстиями. Устройство для регулирования компрессии содержит закрепленный винтом 7 на головке 2 имплантата нижний стакан 8, в который установлена пружина 9, закрытая верхним стаканом 10, в который вкручен регулировочный винт 11 и зафиксирован контргайкой 12. Устройство для регулирования компрессии закреплено в ортезе 13 посредством фланца 15 и четырех винтов 14. Ортез 13 выполнен из низкотемпературного термопластика типа турбопласт индивидуально для протезируемой конечности и обеспечивает защиту от изгибающих и торсионных нагрузок, а также стабильную фиксацию устройства для регулирования компрессии.

Способ остеоинтеграции имплантата с компрессионной нагрузкой на протезируемую кость осуществляется следующим образом.

1. Устанавливают имплантат в следующей последовательности. Мягкие ткани усеченного сегмента конечности обрабатывают антисептиком. На верхушке культи выполняют разрез кожи достаточный для обнажения костной части культи. Ее освобождают от мягких тканей и в центральной части, в области костномозгового канала, просверливают отверстие соответственно длине вводимого имплантата. После этого вкручивают имплантат в кость так, чтобы край ампутированной кости плотно прилегал к кольцу 5. Затем ушивают мягкие ткани под головкой 2 в проточке 4 имплантата.

2. Осуществляют установку устройства для регулирования компрессии: на головке 2 имплантата закрепляют нижний стакан 8 и фиксируют его винтом 7.

3. Надевают ортез 13.

4. Продолжают установку устройства для регулирования компрессии. Устанавливают в нижний стакан 8 собранные вместе пружину 9, закрытую верхним стаканом 10 с установленным в него регулировочным винтом 11, фланец 15 и фиксирующую контргайку 12.

5. Закрепляют устройство для регулирования компрессии четырьмя винтами 14 в ортезе 13.

6. Регулируют усилие компрессии вращением регулировочного винта 11.

Ведение послеоперационного периода осуществляют проведением перевязок культи с погруженным имплантатом и регулированием компрессии до момента снятия швов. Для обеспечения тщательного медицинского осмотра система может быть легко убрана, и при необходимости через сквозной канал имплантата могут вводиться лекарственные препараты, которые через отверстия поступают в ткани.

Регулируют усилие компрессии (увеличение или уменьшение) вращением регулировочного винта 11, воздействующего на предварительно оттарированную пружину 9, которая оказывает давление Рсж на нижний стакан 8, который воздействует на головку 2 имплантата и через кольцо 5 воздействует на кость σсж.

Оптимальная компрессия имплантата должна быть управляемой. Известно, что при введении в интрамедуллярный канал кости протеза происходит гибель костной субстанции кортикального слоя вокруг имплантата, которая, в свою очередь, приводит к ремоделированию кости, но это процесс неуправляемый и непрогнозируемый. При использовании предложенного способа протезирования органотипическая перестройка костной ткани ампутационной культи в зоне имплантации контролируема, носит прогнозируемый характер и управляема.

После снятия швов, заживления раны, устранения отека и КТ-контроля, который показывает площадь костной ткани вокруг имплантата (не менее 60%), откручивают винты в ортезе и снимают его. Убирают верхний стакан с установленным в него регулировочным винтом 11 и фиксирующей контргайкой 12. Выкручивают винт 7 из нижнего стакана 8. Во внутреннюю резьбу головки 2 устанавливают внешний протез сегмента конечности. Больному предлагают выполнение постепенной функциональной нагрузки на конечность с установленным внешним протезом, исключая боковые (тангенциальные) воздействия на уровне выступающей части имплантата и внешнего протеза.

Для осуществления способа возможно применение другого имплантата, имеющего конструкцию головки, позволяющую присоединить предлагаемое устройство для регулирования усилия.

Применение способа остеоинтеграции с компрессией имплантата при протезировании кости конечности и системы для его осуществления обеспечивает улучшение качества и сокращение срока приживаемости имплантата, позволяет надежно фиксировать имплантат в кости, устанавливать на его головке детали внешнего протеза культи конечности и осуществлять дозированную функциональную нагрузку с целью восстановления утраченной функции схвата для верхней конечности, опоры и ходьбы для нижней конечности.