устройство для остеосинтеза

Формула изобретения

Устройство для остеосинтеза из никелида титана с эффектом памяти формы, содержащее продолговатый остов из двух, свитых в жгут, проволок с распределенными по его длине парами полуволновых изгибов каждой проволоки, совместно и оппозитно выстоящими из жгута, и с концами для внутрикостной фиксации, причем последние отогнуты встречно в одной плоскости, отличающееся тем, что плоскости односторонне выстоящих полуволновых изгибов ориентированы в плоскости устройства, сонаправленно отогнутым концам для внутрикостной фиксации, и предназначены для размещения внутри кости, оппозитные полуволновые изгибы каждой пары ориентированы ортогонально плоскости устройства, попеременно в противоположные стороны по длине остова, а угол отгиба концов для внутрикостной фиксации равен 100-120°.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано в лечении переломов трубчатых костей.

Остеосинтез - операция восстановления целостности сломанной кости - процесс, дифференцированный по стадиям выполнения и перечню подзадач на каждой стадии. Отломки кости необходимо правильно сопоставить, сомкнуть, сжать, зафиксировать и обеспечить режим покоя на довольно длительный срок. Сложность каждой подзадачи зависит от особенностей перелома. К примеру, при косых переломах трубчатых костей, когда при компрессии отломков действует эффект соскальзывания, техническое средство кроме компрессии должно обеспечить одновременно радиальную и осевую неподвижность отломков.

Известно устройство для остеосинтеза в виде разомкнутого кольца из никелида титана с эффектом памяти формы [Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. Изд. Томского университета, Томск, 1998, с.214-215]. Использование его при оперативном лечении косых и оскольчатых переломов диафизарных участков трубчатых костей выгодно из-за относительной простоты действий хирурга.

Подбирают кольцо с внутренним диаметром (в холодном состоянии) на 5-10% меньше усредненного диаметра кости в месте перелома. После репозиции отломков устройство накладывают, используя эффект памяти формы (фиг.1). Для длинных косых переломов применяют наложение нескольких автономных или объединенных колец (фиг.2).

Недостаток устройства - узость области применения. Успех операции зависит от вида перелома, и целесообразность его использования требует хорошей продуманности и большой предосторожности.

При переломах трубчатых костей с короткой плоскостью излома используют устройство с интрамедуллярным фиксатором [Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. Изд. Томского университета, Томск, 1998, с.234]. Компрессию сомкнутых отломков осуществляет действием эффекта памяти формы меандрообразный участок скобы (фиг.3), которую внедряют в кость встречно подогнутыми ножками. Одна ножка значительно удлинена и, будучи расположена внутри кости вдоль нее, служит фиксатором для предотвращения соскальзывания отломков. Таким образом, в устройстве сочетаются акции фиксации и компрессии. Недостатком является возможная миграция интрамедуллярной ножки, т.е. ненадежность фиксации соскальзывающих отломков.

Известно технологически простое и, при корректном выборе тактики операции, достаточно эффективное устройство для остеосинтеза [Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. Изд. Томского университета, Томск, 1998, рис.4.54], выбранное по наибольшему сходству в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Оно содержит продолговатый остов, образованный двумя свитыми в жгут проволоками из никелида титана (фиг.4) со встречно подогнутыми концами - ножками для внутрикостной фиксации. На длине остова выполнены полуволновые изгибы каждой проволоки, локально совмещенные и оппозитно направленные, образующие, таким образом, петли. Плоскости петель ориентированы ортогонально плоскости устройства и служат вместе с остовом накостной опорой устройства. Другая функция петель - создание компрессии в зоне перелома. Для этого охлажденное устройство деформируют продольным растяжением петель, накладывают на перелом транскортикальным внедрением ножек и оставляют для нагрева и срабатывания эффекта термодинамического восстановления исходной формы.

Остеосинтез таким устройством не требует широкого операционного доступа и скелетирования сломанной кости. Однако отсутствие отдельного элемента осевой стабилизации отломков создает риск соскальзывания и вынуждает тщательно выбирать позицию устанавливаемого устройства (или нескольких устройств) по конфигурации перелома.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение фиксирующей способности устройства при лечении косых и оскольчатых переломов трубчатых костей.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для остеосинтеза из никелида титана с эффектом памяти формы, содержащем продолговатый остов их двух свитых в жгут проволок с распределенными по его длине парами полуволновых изгибов каждой проволоки, совместно и оппозитно выстоящими из жгута, причем концы продолговатого остова отогнуты в одной плоскости, встречно, под углом 100-120° для внутрикостной фиксации, плоскости односторонне выстоящих полуволновых изгибов, предназначенных для размещения внутри кости, ориентированы в плоскости устройства, сонаправленно отогнутым концам для внутрикостной фиксации, оппозитные полуволновые изгибы каждой пары ориентированы ортогонально плоскости устройства, попеременно в противоположные стороны по длине остова.

Предлагаемое устройство, изображенное на фиг.5, применяют следующим образом.

При остеосинтезе косого перелома трубчатой кости во время операции обнажают место перелома 7 (фиг.6), удаляют рубцовую ткань (при позднем переломе) и сопоставляют костные отломки 5 и 6. В обоих костных отломках в продольном направлении через линию 7 боковой проекции перелома пропиливают паз 8, длина которого соответствует длине остова между крайними изгибами, а ширина - плотной посадке в него полуволновых изгибов 2.

На виртуальной линии продолжения паза, симметрично, на расстоянии, на 5-10% превышающем длину остова в кортикальном слое, выполняют отверстия 9. В течение 5-10 с орошают хлорэтилом избранное устройство для остеосинтеза, охлаждая его до температуры ниже +10°С. С помощью, например, крампонных щипцов растягивают остов в продольном направлении за счет деформации полуволновых изгибов, а отогнутые концы остова деформируют до прямого угла. Затем устройство незамедлительно погружают в подготовленные отверстия и паз и удерживают в этом положении 20-30 с.

За это время, в связи с контактным нагреванием никелида титана до 35°С, проявляется эффект памяти формы его, при этом растянутые полуволновые изгибы 2, 3 сокращают продольный размер остова, обеспечивая динамическую компрессию отломков. Фиксация устройства в кости и фиксация заданной позиции отломков осуществляется напряжением отогнутых концов 4, которые стремятся к исходному, подогнутому, состоянию, и жестким соединением отломков с устройством за счет защемления полуволновых изгибов 2 в пазу 8 и накостного ограничения миграции полуволновыми изгибами 3.

После сращения перелома устройство удаляют следующим образом. Обнажают его внекостную часть и орошают ее в ране хлорэтилом, вследствие чего никелид титана становится пластичным. Тракцией за остов извлекают концы и полуволновые изгибы из костных отверстий и паза.

Таким образом, указанный технический результат достигается за счет внедрения деталей остова в костный паз и образования жесткого каркаса, блокирующего соскальзывание отломков косого перелома. При длинных косых и многооскольчатых переломах используют несколько устройств, чтобы парировать смещение отломков во всех возможных направлениях. Индивидуальный выбор и подгонка устройства по конкретному перелому предписывают "штучный" характер технологии. В этих условиях производство изделия должно быть максимально приближено к операционной.

Конструкция устройства отвечает таким условиям, т.к. исходным материалом является тривиальная проволока, а изготовление методом горячего гнутья не требует высокой квалификации исполнителя и сложного слесарного инструментария.

На иллюстрациях представлено:

фиг.1 - внешний вид кольцевого устройства для остеосинтеза и схема его установки;

фиг.2 - устройство для остеосинтеза со спаренными кольцами;

фиг.3 - устройство для остеосинтеза с интрамедуллярной фиксацией;

фиг.4 - устройство для остеосинтеза (прототип);

фиг.5 - предлагаемое устройство для остеосинтеза переломов трубчатых костей: 1 - остов, 2 - внутрикостные полуволновые изгибы, 3 - накостные полуволновые изгибы, 4 - отогнутые концы остова - ножки для внутрикостной фиксации;

фиг.6 - схема наложения устройства для остеосинтеза при косых переломах трубчатых костей: 5, 6 - костные отломки, 7 - линия перелома, 8 - костный паз, 9 - отверстия для фиксации устройства.

Устройство после экспериментальных испытаний использовано в клинических условиях.

Пример конкретного использования.

Больной К., 25 лет, поступил в клинику Кемеровской государственной медицинской академии с закрытым переломом второй пястной кости в средней трети со смещением отломков. В асептических условиях под местной анестезией больному проведена операция остеосинтеза с использованием предлагаемого устройства (фиг.5).

Изготовленное устройство содержит продолговатый остов, выполненный из двух свитых в жгут никелид-титановых проволок диаметра 1,0 мм. Концы продолговатого остова для внутрикостной фиксации отогнуты на угол 100° каждый от своего дистального направления, встречно друг другу, в одной плоскости. Габаритная длина устройства 25 мм, длина отогнутых концов остова по 8 мм. На длине остова выполнены полуволновые изгибы, локально попарно совмещенные и отстоящие симметрично от концов остова на 10 мм по центрам изгибов. Пара совмещенных изгибов образует опальную петлю с размерами 5×10 мм. Плоскости односторонне выстоящих полуволновых изгибов ориентированы в плоскости устройства, сонаправленно отогнутым концам для внутрикостной фиксации, и предназначены для размещения внутри кости, в специально подготовленном для них пазу. Плоскости оппозитных полуволновых изгибов ориентированы ортогонально плоскости устройства во взаимопротивоположные стороны. Материал устройства - проволочный никелид титана ТН - 10 с температурой фазового перехода 0÷10°С.

Устройство по ходу операции работает следующим образом. Проведена открытая репозиция выделенных отломков и в продольном направлении через линию перелома выполнен паз в кортикальном слое шириной 1,0-1,2 мм, длиной 20 мм. В линию с пазом симметрично по его краям на расстоянии 27 мм друг от друга просверлены отверстия для размещения отгибов остова на глубину, равную диаметру кости.

Устройство охлаждено хлорэтилом до температуры +10°С и с помощью крампонных щипцов растянуто в длину, примерно до 27 мм при разгибании концов остова до прямого угла. В таком виде оно введено в отверстия и паз до касания поверхности кости остовом и накостными полуволновыми изгибами. После нагревания устройства теплом тела больного оно, стремясь к исходной форме, зафиксировалось в кости и сжало отломки до необходимой компрессии остеосинтеза.

Внешняя иммобилизация после операции не проводилась. Активная разработка движений началась со второго дня. Через 3 недели получено полное функциональное восстановление.

После сращения перелома устройство удалено путем охлаждения хлорэтилом обнаженного, выступающего над костью остова и незатруднительной тракции из отверстий и паза.

Успешное применение устройства в клинических условиях, технологическая готовность его к широкому использованию свидетельствуют о соответствии предложения критерию "промышленная применимость".