способ и устройство для комбинированного остеосинтеза

Формула изобретения

1. Способ для комбинированного остеосинтеза, включающий репозицию отломков в соответствии с методом «погружного» остеосинтеза, фиксацию отломков пораженного сегмента конечности и осевую нагрузку на второй день после операции на поврежденную конечность, отличающийся тем, что внешнюю фиксацию поврежденного сегмента конечности осуществляют с помощью устройства для комбинированного остеоситеза по п.2, содержащего два кольца и три спицы, закрепленных на каждом кольце, причем одну из спиц проводят по линии пересечения фронтальной плоскости с горизонтальной плоскостью кольца, а две другие проводят в той же фронтальной плоскости под углом, состовляющим, соответственно, +5 и -5° с горизонтальной плоскостью кольца.

2. Устройство для комбинированного остеосинтеза, содержащее накостный фиксатор и аппарат внешней фиксации, отличающееся тем, что аппарат внешней фиксации выполнен в виде двух колец и трех спиц, закрепленных на каждом кольце, причем одна из спиц расположена в отверстиях каждого кольца по линии пересечения фронтальной плоскости с горизонтальной плоскостью кольца, а две другие спицы установлены на вертикальных кронштейнах, закрепленных на каждом кольце, с возможностью расположения спиц в той же фронтальной плоскости под углом, составляющим, соответственно, +5 и -5° с горизонтальной плоскостью кольца.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии и травматологии, и может быть применимо для лечения переломов длинных трубчатых костей нижней конечности.

Известны два основных способа оперативного лечения переломов длинных трубчатых костей: внутренний или "погружной" остеосинтез - использование различных фиксаторов, расположенных внутри поврежденной конечности в области перелома. Среди методов, применяемых для внутреннего остеосинтеза, различают интрамедуллярный (внутрикостный), накостный и кортикальный остеосинтез (см. "Остеосинтез" под ред. проф. Ткаченко С.С. Ленинград, "Медицина", 1987, с.7).

Примером использования метода "погружного" остеосинтеза при лечении переломов трубчатых костей в патентной литературе может служить "Способ закрытого интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей". Согласно данному способу, включающему репозицию отломков, введение в трубчатую кость проводника ниже уровня переломов, проведение в костно-мозговой канал по проводнику штифта и удаление проводника, перед репозицией отломков в костно-мозговой канал ниже уровня перелома вводят упругую спицу с волнообразно изогнутым концом до соприкосновения с проводником, затем концы проводника и упругой спицы присоединяют к электрической цепи с источником и индикатором тока, а штифт проводят до соприкосновения с упругой спицей, присоединяют электрическую цепь к штифту, после чего отсоединяют электрическую цепь и удаляют упругую спицу (см. а.с. СССР №1102589, кл. А61В 17/18, заявл. 30.03.83, опубл. 15.07.84).

Метод "погружного" остеосинтеза, вообще, и, соответственно, вышеописанное техническое решение обладают следующими недостатками: при многих видах переломов фиксация костных отломков имеет недостаточную механическую прочность, что не позволяет в ранние сроки после операции нагружать оперированную конечность, что, в свою очередь, замедляет реабилитацию пациента и ухудшает качество жизни на протяжении длительного срока. Это заставляет прибегать к внешней иммобилизации (гипсовые и др. повязки), исключающей движения в смежных суставах, что приводит к их тугоподвижности и новым лечебным проблемам.

Метод внеочагового чрескостного остеосинтеза аппаратами внешней фиксации позволяет увеличить механическую прочность фиксации отломков, исключает необходимость применения гипсовых повязок и т.п.

Из патентной литературы известно техническое решение, относящееся к данному методу. Это способ лечения раздробленных переломов длинных трубчатых костей, согласно которому фиксируют отломки пораженного сегмента конечности с помощью компрессионно-дистракционного аппарата с проведением фиксирующих элементов через проксимальный и дистальный отломки. Восстанавливают соосность проксимального и дистального отломков. Производят дистракцию проксимального и дистального отломков с натяжением мякготканного футляра пораженного сегмента до ориентации нефиксируемых отломков кости вдоль ее продольной оси (см. патент России №2190369, кл. А61В 17/56, заявл. 09.02.98, публ. 10.10.2002).

Недостатками метода чрескостного компрессионно-дистракционного остеосинтеза (далее ЧКДО) и вышеуказанного способа, в частности, является то, что не может быть достигнута настолько точная анатомическая репозиция отломков, как при "погружном" остеосинтезе, что приводит к замедленной консолидации, а также к развитию типичных при использовании этого метода поздних осложнений: нестабильность аппарата, нейродистрофический синдром, спицевые осложнения.

Лечение большинства переломов длинных трубчатых костей нижних конечностей традиционными способами сопровождается затруднениями, связанными с невозможностью ранней статической нагрузки на стопу, на зону перелома и на другие отделы нижней конечности. Это обстоятельство увеличивает срок нормализации крово- и лимфообращения, усиливает развитие посттравматического остеопороза, приводит к развитию нейродистрофического синдрома. Удлиняются сроки лечения, в том числе продолжительность пребывания на постельном режиме в условиях стационара.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является аппарат для комбинированного остеосинтеза, который содержит накостный фиксатор, выполненный в виде пластины с отверстиями, и наружный фиксатор, оснащенный стержнедержателями, в которых установлены чрескостные элементы. Накостный и наружный фиксаторы жестко соединены между собой чрескостными элементами, которые установлены в отверстиях пластины и имеют опорную площадку на границе перехода накостной части во внутрикостную в форме увеличения диаметра чрескостного элемента в накостной части (см. патент RU №2214804, публ. 27.10.2003, Кл. А61В 17/68).

Однако данное техническое решение имеет следующие недостатки. Наличие нескольких широких раневых каналов, через которые проходят чрескостные стержни, соединяющие накожную и подкожную часть металлического фиксатора, представляет серьезную опасность инфицирования мягких тканей конечности и микробного обсеменения подкожной части фиксатора (пластины). Внутренняя часть фиксатора в этом случае превращается в массивное инородное тело. Высока опасность генерализации инфекции и развития остеомиелита в зоне перелома. Осложнение, развившись даже в единичных случаях, может полностью нейтрализовать заявленные преимущества упомянутого устройства.

Стандартные винты, которыми рекомендуется крепить к кости наружную часть фиксатора, слишком тонки. Они имеют диаметр тела резьбовой части 3,2 мм, что диктуется в свою очередь неизменными стандартными размерами отверстий металлических пластин. В хирургической практике для обеспечения необходимой прочности консольной фиксации фрагментов аппаратами на нижних конечностях применяются только более прочные стержни диаметром не менее 6,0 мм и, соответственно, почти в 4 раза большей площади сечения.

Отсутствие жесткого блокирования стержней в отверстиях пластины и фиксация их там исключительно за счет силы трения не могут препятствовать циклическим изгибам сегмента кости вогнутостью внутрь при наиболее распространенном варианте эксцентриситета осевой нагрузки. Этот изгиб будет зависеть только от механических характеристик накостной пластины. Механические характеристики наружной части аппарата не будут влиять на этот процесс, поскольку с ней нет жесткой конструктивной связи.

Косвенно это подтверждается информацией авторов в тексте описания изобретения о необходимости периодически в ходе лечения "подкручивать чрескостные стержни". Эта процедура также может привести к внедрению инфекции в мягкие ткани канала вокруг стержня. Существенная разница площади сечения стержней в ограниченной по размеру зоне их контакта с пластиной приводит к концентрации в этом месте механических напряжений, что может вызвать перелом чрескостных стержней на границе их тонкой и утолщенной части, что создает условия для возникновения усталостных переломов при множественных циклах знакопеременных нагрузок. Особенно это вероятно, если больному рекомендуется осевая нагрузка на поврежденную конечность на второй день после операции, т.е. нагрузка задолго до развития механически достаточно прочной костной мозоли.

При одностороннем по отношению к поврежденной конечности (консольном) расположении внешней части фиксатора невозможно адекватно регулировать механический режим нагрузки зоны перелома с целью управления процессом репаративной регенерации, подобно тому, как это осуществляется стандартными способами при наличии опор кольцевого типа.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности раннего, на второй день, безопасного использования опорной функции конечности пациентом после внутреннего остеосинтеза перелома.

Поставленная задача решается тем, что способ для комбинированного остеосинтеза включает репозицию отломков в соответствии с методом «погружного» остеосинтеза, фиксацию отломков пораженного сегмента конечности и осевую нагрузку на второй день после операции на поврежденную конечность.

Согласно изобретению внешнюю фиксацию поврежденного сегмента конечности осуществляют с помощью устройства для комбинированного остеосинтеза, содержащего два кольца и три спицы, закрепленных на каждом кольце, причем одну из спиц проводят по линии пересечения фронтальной плоскости с горизонтальной плоскостью кольца, а две другие проводят в той же фронтальной плоскости под углом, составляющим, соответственно, +5° и -5° с горизонтальной плоскостью кольца.

Техническая задача решается с помощью устройства для комбинированного остеосинтеза, которое содержит накостный фиксатор и аппарат внешней фиксации.

Согласно изобретению аппарат внешней фиксации выполнен в виде двух колец и трех спиц, закрепленных на каждом кольце, причем одна из спиц расположена в отверстиях каждого кольца по линии пересечения фронтальной плоскости с горизонтальной плоскостью кольца, а две другие спицы установлены на вертикальных кронштейнах, закрепленных на каждом кольце с возможностью расположения спиц в той же фронтальной плоскости под углом, составляющим, соответственно, +5° и -5° с горизонтальной плоскостью кольца.

Способ осуществляется с помощью аппарата внешней фиксации облегченной конструкции, поэтому аппарат имеет минимально возможный вес, что облегчает пациенту процесс ходьбы.

С целью максимальной защиты зоны перелома внутреннего остеосинтеза от разрушающих знакопеременных вертикальных нагрузок во время ходьбы пациента в заявляемом техническом решении повышена стабильность аппарата внешней фиксации за счет повышения прочности соединения проксимального и дистального костных фрагментов с соответствующими кольцами.

В многочисленных аналогах спицы расположены в плоскости кольца, т.е. в горизонтальной плоскости. В заявленном техническом решении, при наложении аппарата внешней фиксации, кольца располагают также в горизонтальной плоскости, но три спицы проводят не в горизонтальной, а во фронтальной плоскости.

Для этого концы двух из этих спиц закреплены посредством фиксаторов в отверстиях вертикальных кронштейнов, установленных диаметрально противоположно на каждом кольце и ориентированных вверх и вниз по отношению к горизонтальной плоскости. Две спицы проходят во фронтальной плоскости наклонно, пересекая горизонтальную плоскость под углом 5 градусов. И только третья спица проходит по линии пересечения фронтальной плоскости с горизонтальной плоскостью кольца.

Таким образом, спицы, кронштейны и точки их фиксации к кости объединены в конструкцию из треугольников - фигур, обладающих значительной жесткостью. Плоскости этих треугольников совпадают с вертикальным направлением осевой нагрузки, возникающей при ходьбе с опорой. Расположение плоскости каждого треугольника по вертикали, т.е. параллельно осевой нагрузке, обеспечивается вышеуказанными углами (+5° и -5°), под которыми проводятся наклонные спицы к горизонтальной плоскости кольца.

В известных спицевых аппаратах внешней фиксации стандартом расположения спиц является горизонтальная плоскость. Жесткие треугольные конструкции, ориентированные по вертикали, не создаются, и степень сопротивления вертикальным осевым нагрузкам пропорциональна силе натяжения спиц и их толщине, которые не могут быть увеличены выше известного предела. Конструктивной жесткости не создается.

В отличие от наиболее близкого аналога, где спицы расположены горизонтально, в заявляемом техническом решении спицы, проводимые во фронтальной плоскости, располагаются в передних отделах конечности и поэтому не проходят через большие мягкотканые массивы. При этом снижается возможность инфицирования их устьев. Располагаясь в передней части голени, спицы не блокируют сокращений мышц передней и наружной групп, следовательно, не мешают ходьбе пациента с опорой. Это также способствует назначению ранней осевой нагрузки на поврежденную конечность.

Спицы не имеют контакта с внутренними имплантатами и с патологически измененными тканями в зоне перелома. Использование кольцевых опор, а не консольное их расположение, как в прототипе, облегчает воспроизведение любых биомеханических режимов нагрузки на поврежденную конечность.

Заявленная техника лечения может быть без затруднений воспроизведена в массовом масштабе. Технология применения кольцевых опор используется на порядок чаще, чем консольных и лучше освоена врачебным персоналом, что имеет существенное значение при оказании помощи в экстренном порядке при ограниченном резерве времени, а также в чрезвычайных ситуациях.

Поскольку при использовании предлагаемого способа применяется дополнительная внешняя фиксация повышенной стабильности, компонент "погружного" остеосинтеза может быть наложен упрощенными и наименее травматичными методами, т.е. отмечается взаимное упрощение составляющих операции.

С другой стороны, поскольку при внутреннем остеосинтезе устраняются все виды смещения - не только отломков, но и мягких тканей конечности, то и наложение аппарата проходит в наиболее благоприятных условиях, а именно исключаются конфликты, связанные с натяжением кожи на спицах, приводящие к болям и развитию нейродистрофического синдрома.

Предлагаемый способ создает возможность назначения осевой нагрузки весом на поврежденную конечность на второй день после операции. Функциональные возможности нижних конечностей в раннем послеоперационном периоде зависят от возможности ранней нагрузки весом и наличия или отсутствия болевых ощущений в области устьев спиц. Осевая нагрузка в конечном счете способствует сокращению сроков консолидации перелома.

На фиг.1 представлена схематично часть аппарата внешней фиксации на одном из отделов перелома, проксимальном или дистальном.

На фиг.2 - то же в аксонометрии.

Устройство для комбинированного остеосинтеза содержит накостный фиксатор, например стандартная пластина для «погружного» остеосинтеза (не показано), и аппарат внешней фиксации, который состоит из двух колец 1, накладываемых на проксимальный и дистальный отдел поврежденного сегмента конечности, и трех спиц 2, выполненных с возможностью расположения не в горизонтальной, а во фронтальной плоскости.

Концы двух из этих спиц закреплены посредством фиксаторов 3 в отверстиях вертикальных кронштейнов 4. Две спицы 2 проходят во фронтальной плоскости наклонно, пересекая горизонтальную плоскость под углом 5 градусов. И только третья спица проходит по линии пересечения фронтальной плоскости с горизонтальной плоскостью кольца.

Вышеописанный аппарат при реализации данного способа лечения, в отличие от наиболее близкого аналога, может быть полностью собран заранее, до операции. Это сокращает время пребывания больного на операционном столе и время наркоза. В дальнейшем применяется исключительно режим нейтральной фиксации: в отличие от наиболее близкого аналога не требуются манипуляции по коррекции качества фиксации, а также по устранению остаточных смещений. Не нужен также и перемонтаж аппарата, как это бывает при изолированном использовании аппаратов внешней фиксации.

При ранней осевой нагрузке, связанной с использованием предлагаемого технического решения, у больных не развивается остеопороз и лучше стабилизируются проксимальные сегменты аппаратов.

Способ осуществляется следующим образом. После проведения "погружного" остеосинтеза наименее травматичным из возможных при данной клинической ситуации методом проводится наложение аппарата внешней фиксации. Поскольку к этому моменту были максимально устранены возможные причины развития осложнений, характерных для метода внеочагового остеосинтеза, наложение аппарата происходило в более благоприятных, чем обычно, условиях: устранены все виды смещения не только фрагментов, но и мягких тканей, тем самым исключены конфликты "спицы-кожа" и возможные воспалительные осложнения в будущем.

Болевые ощущения, а также нестабильность аппарата возникают, как правило, в области входа спиц на проксимальной кольцевой опоре, причем кольца наибольшего диаметра и с наибольшей степенью эксцентриситета крепления приходится использовать опять-таки в проксимальных отделах голени.

Поскольку в результате открытой репозиции и внутреннего остеосинтеза окружность сегмента конечности уменьшается и приближается к нормальной, в конструкции аппарата использовались кольца минимально возможного диаметра. Это увеличивало стабильность аппарата и прочность фиксации в целом при переломах костей голени. Верхняя базовая опора выполнена в виде сегмента кольца величиной 270°. Это дает возможность расположить икроножную мышцу в разъеме кольца, выбрать кольцо с наименьшим диаметром и сместить кольцо кнаружи так, чтобы перекрест спиц оказался в геометрическом центре кольца.

Наклонные спицы в каждом кольце проводят во фронтальной плоскости под углом, составляющим +5° и -5° к горизонтальной плоскости кольца. Это также обеспечивало повышение стабильности крепления колец аппарата к кости. Таким образом, спицы не проходят через мышцы голени.

С учетом назначения на второй день после операции значительной осевой нагрузки на каждом уровне проводили не по две, а по три спицы. При этом третью спицу проводили по линии пересечения фронтальной плоскости с горизонтальной плоскостью кольца.

Функциональная нагрузка распределяется на остальные участки голени уже с первых дней лечения. При таком монтаже аппарата икроножная мышца свободна на всем протяжении. Восстановление движений в голеностопном суставе на фоне адаптирования к аппарату не вызывает затруднений.

Через 2-3 дня после операции, после исчезновения болей пациентам разрешалась ходьба с тростью, с дозированной осевой нагрузкой на ногу. Учитывая защищенность зоны остеосинтеза от механических нагрузок и отсутствие болей, больным разрешалась полная осевая нагрузка.