Результат интеллектуальной деятельности: Экзоскелет нижней челюсти

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии. Предлагаемое устройство предназначено для закрытой репозиции, устойчивой и надежной фиксации отломков нижней челюсти во время ее функциональной активности при переломах и заболеваниях нижней челюсти с возможностью восстановления функции жевательных мышц.

На сегодняшний день переломы нижней челюсти являются одной из наиболее частых в структуре травм костей лицевого отдела головы. Это связано с рядом анатомических особенностей нижней челюсти: дугообразной формой, выступающим положением по отношению к другим костям лицевого отдела головы, а также ее подвижностью.

Вследствие перелома нижней челюсти значительно снижается ее мобильность и функциональная активность, что выражается ограничением открывания рта, деформацией прикуса, снижением жевательной эффективности, снижением объема и амплитуды движений нижней челюсти и изменением взаимоотношения элементов височно-нижнечелюстного сустава. Все эти факторы в значительной мере снижают качество жизни пациентов с переломами нижней челюсти.

В большинстве случаев лечение переломов нижней челюсти сводится к применению различных вариантов ортопедических конструкций - гнутых проволочных и пластмассовых шин. Данные устройства не позволяют выполнить четкую репозицию и устойчивую фиксацию отломков.

Этих недостатков лишены аппараты внеочагового закрытого остеосинтеза нижней челюсти. На сегодняшний день существует множество таких устройств различной конструкции, однако ни одно из них не позволяет одновременно с репозицией и фиксацией отломков обеспечить восстановление функции жевательных мышц.

Известно устройство лечения переломов нижней челюсти, содержащее приспособление для фиксации устройства относительно головы, выполненного с возможностью регулирования по объему головы, и приспособление для остеосинтеза костных отломков с элементами для фиксации отломков, установленными с возможностью перемещения (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №993926 «Устройство для лечения переломов нижней челюсти», МПК A61B 17/18, опубл. 07.02.1983 г.).

Известное устройство не обеспечивает возможности устранения угловых и ротационных смещений отломков, поскольку элементы для фиксации отломков, выполненные в виде крючков и спицы, установлены с возможностью перемещения только вдоль штанги.

Приспособление для остеосинтеза костных отломков нижней челюсти соединено с приспособлением для фиксациии устройства относительно головы с возможностью ограниченного перемещения по высоте и не обеспечивает устойчивость фиксации отломком нижней челюсти во время ее функциональной активности и способность восстановления функции жевательных мышц, что является его недостатком.

Известно устройство для остеосинтеза переломов нижней челюсти, содержащее приспособление для остеосинтеза костных отломков с узлами для крепления остеофиксаторов с наружной резьбовой нарезкой для фиксации отломков, установленными с возможностью перемещения (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №1149954 «Устройство для остеосинтеза переломов нижней челюсти», МПК A61B 17/56, опубл. 15.04.1985 г.).

Известное U-образное устройство не обеспечивает взаимного перемещения отломков нижней челюсти в горизонтальной плоскости и не содержит элементов, способствующих восстановлению функции жевательных мышц.

Кроме того, принципиальная конструкция устройства состоит из множества мелких деталей, требующих дополнительной точности при сборке и эксплуатации, и в случае их поломки требуют замены путем индивидуального заказа, что является недостатками известного устройства.

Известно устройство для фиксации костных отломков, принятое в качестве прототипа, содержащее приспособление для закрытого внеочагового остеосинтеза костных отломков нижней челюсти, включающее репонирующие узлы, установленные с возможностью перемещения костные остеофиксаторы с наружной резьбовой нарезкой для фиксации отломков, кронштейны и регулирующие гайки для фиксации их положения (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1503780 «Устройство для лечения переломов нижней челюсти», МПК A61B 17/58, опубл. 30.08.1989 г.).

В известном устройстве приспособление для закрытого внеочагового остеосинтеза костных отломков нижней челюсти выполнено в виде стержня прямоугольного сечения с установленными на нем кронштейнами, снабженными подвижными планками для установки репонирующих ползунов с костными остеофиксаторами (спицами), при этом планки установлены с возможностью перемещения только вдоль стержня, а репонирующие ползуны с костными остеофиксаторами только вдоль планок. Для фиксации положения элементов конструкции используют гайки.

Подвижные планки костных остеофиксаторов жестко связаны попарно между собой под прямым углом, что ограничивает свободу перемещения репонирующих ползунов с костными остеофиксаторами. Репонирующие ползуны с костными фиксаторами имеют возможность перемещения только в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Кроме того, известное устройство не обеспечивает устойчивость фиксации отломком нижней челюсти во время ее функциональной активности и не содержит элементов, способствующих восстановлению функции жевательных мышц, что является его недостатком.

Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является разработка устройства многоцелевого назначения, позволяющего обеспечить точность репозиции отломков нижней челюсти в горизонтальной, фронтальной и сагиттальной плоскостях, более жесткую фиксацию отломков нижней челюсти в заданном положении с возможностью сохранения подвижности нижней челюсти на весь период лечения, а также способствующего восстановлению функции жевательных мышц, позволяющего сократить сроки лечения.

Техническая задача решается тем, что экзоскелет нижней челюсти содержит приспособление закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти, включающее репонирующие узлы, установленное с возможностью перемещения минификсаторы со спицами, зафиксированными в костных отломках, фиксирующие гайки, приспособление для фиксации устройства на голове и нижнечелюстную дугу, при этом приспособление для фиксации устройства на голове соединено посредством съемных эластичных тяг с приспособлением закрытого внеочагового остеосинтеза и с нижнечелюстной дугой, закрепленной разъемным соединением на приспособлении закрытого внеочагового остеосинтеза, состоящем из двух репонирующих блоков, выполненных в виде резьбовых стержней с кронштейнами на концах для соединения, и соединенных между собой одним концом с образованием шарнирного узла, при этом другой конец одного репонирующего блока соединен с образованием шарнирного узла с минификсатором, зафиксированным относительно одного отломка, а другой конец другого репонирующего блока соединен с образованием шарнирного узла с минификсатором, зафиксированным относительно другого отломка, при этом минификсаторы дополнительно соединены между собой фиксирующим блоком, выполненным в виде резьбового стержня с кронштейнами на концах для соединения, а нижнечелюстная дуга имеет форму U-образной пластины, верхняя поверхность которой в средней части снабжена упором для подбородка, один конец пластины выполнен с отверстиями для установки разъемного соединения, а другой конец для взаимодействия с боковой поверхностью нижней челюсти имеет стенку, наружная поверхность которой снабжена элементом для фиксации эластичных тяг. Разъемное соединение выполнено в виде пары съемных резьбовых стержней, один конец которых выполнен с пазом или крюком для фиксации спиц, а на другом конце установлены шайбы и гайки для поджима. Концы спиц выполнены с резьбовой нарезкой на конце или со сплошной резьбовой нарезкой. Приспособление для фиксации устройства на голове выполнено в виде двух дуг, соединенных между собой с возможностью регулирования объема относительно головы и с элементами для крепления эластичных тяг или в виде головного убора с элементами для крепления эластичных тяг. Эластичные тяги выполнены в виде резиновых шнуров.

Предлагаемое устройство имеет легкую, прочную, дешевую, простую, ремонтопригодную и безопасную в эксплуатации конструкцию и позволяет обеспечить:

- устранение угловых и ротационных смещений отломков нижней челюсти по длине, ширине и высоте;

- четкую репозицию и устойчивую фиксацию фрагментов нижней челюсти;

- устойчивость фиксации отломком нижней челюсти во время ее функциональной активности;

- адаптируемость к анатомическим параметрам нижней челюсти;

- снижение нагрузки на височно-нижнечелюстной сустав и исключение на него отрицательных воздействий;

- объем движений, приближенных к показателям здорового человека;

- мобильность и независимость от источников питания.

Предлагаемое устройство иллюстрировано чертежами, где на фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид с одной стороны, аксонометрия; на фиг. 2 - то же, общий вид с другой стороны, аксонометрия; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид В на фиг. 2.

Экзоскелет нижней челюсти состоит из приспособления 1 для закрытого внеочагового остеосинтеза костных отломков нижней челюсти в области угла, приспособления 2 для фиксации устройства на голове и нижнечелюстной дуги 3.

Приспособление 1 для закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти содержит два репонирующих блока.

Один репонирующий блок включает резьбовой стержень 4 (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-c2deo), на котором с возможностью перемещения вдоль оси стержня 4 установлены два двухосевых кронштейна 5 и 6 (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-i5zzo). Кронштейны 5 и 6 выполнены с отверстиями на концах, причем оси отверстий расположены под углом 90 относительно друг друга. Положение кронштейнов 5 и 6 относительно стержня 4 зафиксировано гайками 7.

Другой репонирующий блок включает резьбовой стержень 8, на котором с возможностью перемещения вдоль оси стержня 8 установлен кронштейн 9, один конец которого выполнен с отверстием, а другой конец - в виде резьбового хвостовика (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-mfkix), причем ось резьбового хвостовика расположена под прямым углом относительно оси отверстия, а также кронштейны 10 и 11. Один конец кронштейна 10 выполнен (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-swy2b) с резьбовым отверстием для установки на стержне 8, а другой - со сквозным отверстием для соединения с кронштейном 11, выполненным аналогично кронштейну 9, с образованием шарнирного узла для обеспечения возможности перемещения другого репонирующего блока относительно другого минификсатора. Положение кронштейнов 9 и 10 на стержне 8 и положение кронштейнов 10 и 11 относительно друг друга зафиксировано гайками 12.

Каждый репонирующий блок соединен посредством кронштейнов 6 и 11 с соответствующими минификсаторами, один, из которых предназначен для фиксации двух спиц 13 на одном отломке, а другой двух спиц 14 - на другом отломке. Каждый минификсатор (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-qgxrm) состоит из резьбового стержня 15 и 16, установленных на стержне 15 и 16 по две шайбы 17 и 20 (см. http://www.ozrncvto.m/blank-qgxrm), по одной прокладочной шайбе 18 и 19 (см. http://www.ozrncvto.rn/blank-glxvp) и по две фиксирующие гайки 21 и 22 соответственно. На поверхности шайб 17 и 20 выполнены пазы для размещения спиц 13 и 14.

Для фиксации отломков используют спицы Киршнера, спицы с резьбовой наружной нарезкой на конце или спицы со сплошной резьбой по наружной поверхности.

Резьбовые стержни 15 и 16 минификсаторов дополнительно соединены между собой фиксирующим блоком. Фиксирующий блок состоит из резьбового стержня 23, на одном конце которого установлен кронштейн 24 выполненный с отверстием для установки на резьбовом стержне 23, и другим концом - в виде резьбового хвостовика (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-mfkix), аналогично кронштейну 9. На резьбовом хвостовике кронштейна 24 установлен двухосевой кронштейн 25 с образованием шарнирного узла для поворота резьбового стрежня 23 фиксирующего блока относительно резьбового стержня 15 минификсатора. Двухосевой кронштейн 25 выполнен аналогично кронштейну 5 и 6 (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-i5zzo), а именно с отверстиями на концах, оси которых расположены под углом 90° относительно друг друга.

На другом конце резьбового стержня 23 установлен кронштейн 26, выполненный аналогично кронштейну 10 (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-swy2b), а именно с резьбовым отверстием для соединения с резьбовым стержнем 23 и отверстием для соединения с резьбовым хвостовиком кронштейна 27 с образованием шарнирного узла для поворота резьбового стрежня 23 фиксирующего блока относительно резьбового стержня 16 минификсатора. Кронштейн 27 выполнен аналогично кронштейну 24. Положение кронштейнов 24 и 26 на стержне 23 и положение кронштейна 25 и 26 относительно друг друга зафиксировано гайками 28.

Репонирующие блоки соединены между собой одним концом посредством кронштейнов 5 и 9 и гайки 29.

Наличие шарнирных узлов в предлагаемой конструкции приспособления для закрытого внеочагового остеосинтеза позволяет обеспечить поворот костных отломков нижней челюсти в горизонтальной, фронтальной и сагиттальной плоскости.

Резьбовые стержни, кронштейны и минификсаторы изготовлены на опытном заводе РНЦ «ВТО» им. Академика Г.А. Илизарова (См. Инструменты и приспособления для чрезкостного остеосинтеза по Г.А. Илизарову http://www.ozrncvto.ru/blank-sto5i), что упрощает процесс сборки и ремонт устройства.

Приспособление 2 для фиксации устройства на голове может быть выполнено в виде ортодонтической шапочки, или кепки для ношения, или в виде двух пластмассовых дуг, соединенных между собой с возможностью регулирования объема относительно головы. Дуги приспособления 2 фиксируют относительно друг друга с помощью любого известного замкового приспособления, например с помощью пряжки, застежки, липкой ленты и т.д. На наружной поверхности приспособления 2 закреплены элементы 30 и 31 для крепления эластичных тяг 32 и 33, например, резиновых шнуров. Элементы 30 и 31 для крепления эластичных тяг 32 и 33 могут быть выполнены в виде штырей, винтов, крючков, пуговиц, в зависимости от материала, из которого изготовлено приспособление 2.

Эластичная тяга 32 для крепления к приспособлению 1 для закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти снабжена съемным элементом, имеющим возможность фиксации на кронштейн 9 в области соединения одной и другой части репонирующего блока, выполненным, например, в виде крюка 34 или другого известного замкового приспособления.

Нижнечелюстная дуга 3 представляет собой пластину U-образной формы, изготовленную, например, из пластмассы и позволяющую обеспечить адаптируемость к анатомическим параметрам нижней челюсти. Верхняя поверхность пластины в средней части имеет упор 35, расположенный под углом 90° к поверхности пластины, для взаимодействия с подбородком. Один конец нижнечелюстной дуги 3 выполнен с отверстиями для установки элементов разъемного соединения с приспособлением 1 закрытого внеочагового остеосинтеза костных отломков нижней челюсти (отверстия на чертеже не показаны). Элементы разъемного соединения выполнены, например, в виде пары резьбовых стержней 36, один конец которых имеет паз или крюк для размещения спиц 14, а другой конец снабжен гайкой 37 и шайбой 38, обеспечивая поджим спиц к U-образной пластине и фиксацию соединения нижнечелюстной дуги 3 и приспособления 1 закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти.

Другой конец нижнечелюстной дуги 3 для взаимодействия с боковой поверхностью нижней челюсти на верхней поверхности имеет вертикально расположенную стенку 39, на наружной поверхности которой закреплен элемент 40 для фиксации эластичных тяг 32.

Экзоскелет нижней челюсти используют следующим образом.

Вначале под местной инфильтрационной проводниковой анестезией или общим обезболиванием осуществляют установку по две спицы 13 и по две спицы 14 через проколы кожи в каждый из отломков нижней челюсти. Затем свободные концы введенных спиц 13 или 14 укорачивают до необходимой длины, а укороченные концы крепят в соответствующие минификсаторы, располагая их в пазах шайб 17 и 20 и фиксируют их гайками 21 и 22 соответственно. Далее один конец каждого резьбового стержня 15 и 16 каждого минификсатора соединяют посредством кронштейнов 6 и 11 с соответствующим репонирующим блоком и фиксируют соединение гайками 21 и 22 соответственно. Затем соединяют между собой с помощью кронштейнов 5 и 9 два репонирующих блока, фиксируя соединение гайкой 29. После него производят грубую предварительную ручную репозицию, после которой фиксируют положение минификсаторов относительно друг друга с помощью фиксирующего блока, устанавливая кронштейны 25 и 27 фиксирующего блока соответственно на другой конец каждого резьбового стержня 15 и 16 минификсатора и фиксируют соединение гайками 21 и 22 соответственно.

После грубой ручной репозиции производят рентгенологический контроль репозиции, во время которого определяют величину возможного смещения отломков нижней челюсти в различных плоскостях, затем осуществляют точную репозицию отломков, предварительно сняв с резьбовых стержней 15 и 16 минификсаторов гайки 21 и 22 и кронштейны 25 и 27 фиксирующего блока.

Взаимное перемещение отломков нижней челюсти относительно друг друга с целью их репозиции производят поворотом резьбовых стержней 15 и 16 минификсаторов относительно осей резьбовых стержней 4 и 8 одного и другого репонирующего блока с помощью кронштейнов 6 и 11, соответственно, и в пределах шарнирного узла, образованного при соединении резьбовых стержней 4 и 8.

Один репонирующий блок обеспечивает перемещение одного отломка, зафиксированного относительно резьбового стержня 15 одного минификсатора, при этом возможен поворот резьбового стержня 15 минификсатора относительно своей оси при ослаблении гайки 21, фиксирующей кронштейн 6, поворот резьбового стержня 15 минификсатора относительно оси резьбового стержня 4, и при необходимости перемещение кронштейна 6 вдоль оси резьбового стержня 4 при ослаблении гаек 7, расположенных на резьбовом стержне 4 по обе стороны кронштейна 6.

Другой репонирующий блок обеспечивает перемещение другого отломка, зафиксированного относительно резьбового стержня 16 другого минификсатора, при этом возможен поворот резьбового стержня 16 другого минификсатора относительно своей оси при ослаблении гайки 22, фиксирующей кронштейн 11, поворот резьбового стержня 8 относительно оси резьбового хвостовика кронштейна 11 при ослаблении фиксирующей его гайки 12, поворот резьбового стержня 4 относительно оси резьбового стержня 8, и при необходимости перемещение резьбового стержня 4 одного репонирующего блока вдоль оси резьбового стержня 8 другого репонирующего блока при ослаблении гаек 12, расположенных по обе стороны кронштейна 9, и поворот резьбового стержня 4 относительно оси резьбового хвостовика кронштейна 9 при ослаблении гайки 29, расположенной на этом хвостовике.

После точной репозиции отломков производят установку фиксирующего блока, соединяя кронштейны 25 и 27 соответственно с резьбовыми стержнями 15 и 16 минификсаторов, и установку нижнечелюстной дуги 3. Резьбовые стержни 35 устанавливают в отверстия, выполненные в нижнечелюстной дуге 3, фиксируют концы спиц 14 относительно концов стержней 35 с помощью паза или крюка, на другой конец стержней 35 надевают шайбу 38, навинчивают гайку 37 и поджимают шайбу 38 до упора в нижнюю поверхность нижнечелюстной дуги 3. Соединение нижнечелюстной дуги 3 с приспособлением 1 позволяет образовать жесткий каркас, фиксирующий репонированные отломки нижней челюсти.

Затем надевают приспособление 2 устройства, регулируя его объем относительно головы, и устанавливают эластичные тяги 32 по одну, а эластичные тяги 33 по другую сторону от головы. Эластичные тяги 33 фиксируют на элементах 31 и 40, а эластичные тяги 32 - на элементах 30, и посредством крюка 34 - на кронштейне 9 в области соединения одной и другой части репонирующего блока, образуя независимый от источников питания единый комплекс - экзоскелет.

Эластичные тяги 32, 33 позволяют экзоскелету обеспечить объем движений нижней челюсти, приближенных к показателям здорового человека. Эластичные тяги 32, 33 используют в экзоскелете для снижения нагрузки на височно-нижнечелюстной сустав и исключения на него отрицательных воздействий.

Экзоскелет прост и безопасен в эксплуатации, позволяет обеспечить точность репозиции, устойчивость и жесткость фиксации фрагментов нижней челюсти в заданном положении с возможностью сохранения подвижности нижней челюсти на весь период лечения и способствующей восстановлению функции жевательных мышц, а также позволяет сократить сроки лечения.