аппарат внешней фиксации

Формула изобретения

1. Аппарат внешней фиксации, содержащий блоки-фиксаторы, винт-стяжку и основание продольной формы с направляющим пазом, каждый блок-фиксатор равен по ширине основанию и выполнен в виде ползуна с продольным выступом и размещенной на нем прижимной пластины, которые скреплены с образованием отверстий под резьбовые блокирующие стержни на сопряженных сторонах ползуна и прижимной пластины, причем оси этих отверстий расположены перпендикулярно оси блоков-фиксаторов, а винт-стяжка расположен вдоль продольной оси основания, выполнен с регулировочным отверстием под ключ, блоки-фиксаторы скреплены с основанием, отличающийся тем, что основание имеет сечение двутавра со стенкой, разделяющей основание на верхнюю и нижнюю полости и выполненной с направляющим пазом, а каждый блок-фиксатор снабжен фиксирующей планкой, причем выступ ползуна и соответствующая фиксирующая планка блоков-фиксаторов расположены один под другим, соответственно, в верхней и нижней полостях двутавра основания, по разные стороны от его стенки, и имеют сечения, ответные по форме сечениям соответствующих полостей двутавра, а отверстий под резьбовые блокирующие стержни выполнено не менее четырех, в прижимной пластине, ползуне и фиксирующей планке блоков-фиксаторов выполнены соосные, сообщенные между собой крепежные отверстия, оси которых расположены симметрично, перпендикулярно и с чередованием относительно осей отверстий под резьбовые блокирующие стержни, винт-стяжка расположен в двух проушинах и связан с одной из проушин резьбовым соединением, а проушины выполнены с крепежным отверстием и установлены на прижимных пластинах соседних блоков-фиксаторов и скреплены с ними болтом, пропущенным через крепежное отверстие проушины, через соосное ему отверстие, выполненное в соответствующей прижимной пластине, и закрепленным на резьбе в соответствующем отверстии ползуна, причем блоки-фиксаторы скреплены с основанием болтом, пропущенным через выполненные в прижимной пластине и ползуне крепежные отверстия, проведенным через направляющий паз стенки двутавра и закрепленным на резьбе в соответствующем соосном отверстии фиксирующей планки, длина основания и его высота связаны соотношением 17,5:1, а длина направляющего паза равна разности длины основания и удвоенного расстояния от края блоков-фиксаторов до ближайшей к нему точки отверстия под болт, выполненного в прижимной пластине.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что отверстия под резьбовые блокирующие стержни, образованные сопряженными сторонами прижимной пластины и ползуна блоков-фиксаторов, имеют ромбовидную форму.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он содержит не менее трех блоков-фиксаторов, при этом прижимная пластина, ползун и фиксирующая планка этих блоков-фиксаторов выполнены в виде унифицированных деталей, а каждое вертикальное крепежное отверстие в прижимной пластине, служащее для крепления блоков-фиксаторов к основанию, выполнено ступенчатым и имеет со стороны ползуна ограничительную ступень, диаметр которой меньше диаметра головки болта, скрепляющего блоки-фиксаторы с основанием, равен диаметру соответствующего отверстия в ползуне и равен диаметру отверстия, выполненного в прижимной пластине и служащего для крепления проушин винта-стяжки с блоками-фиксаторами, а также равен диаметру крепежного отверстия в проушине.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для чрескостного остеосинтеза.

Известно устройство по пат. СН № 663347, 1984 г., содержащее основание в виде двух частей продольной формы, которые связаны между собой продольным звеном, имеющим встроенный винт-стяжку. Каждая продольная часть служит в качестве блоков-фиксаторов и обеспечивает фиксацию установленных в кости блокирующих стержней. В одну из этих частей встроен шарообразный блок опоры.

Однако выполнение устройства из нескольких частей и наличие сложного опорного блока приводит к повышенной сложности устройства и снижает его надежность в работе, а сложность совмещения узлов устройства по одной оси может привести к потере стабильности фиксации в процессе лечения. На практике это устройство не может обеспечить высокого качества репозиции, так же как и удлинения кости винтом-стяжкой, а следовательно, устройство не обеспечивает стабильного остеосинтеза.

Наиболее близким аналогом выбран аппарат внешней фиксации, содержащий блоки-фиксаторы, винт-стяжку и основание продольной формы с направляющим пазом, каждый блок-фиксатор равен по ширине основанию и выполнен в виде ползуна с продольным выступом и размещенной на нем прижимной пластины, которые скреплены с образованием отверстий под резьбовые блокирующие стержни на сопряженных сторонах ползуна и прижимной пластины, причем оси этих отверстий расположены перпендикулярно оси блоков-фиксаторов, а винт-стяжка расположен вдоль продольной оси основания, выполнен с регулировочным отверстием под ключ, блоки-фиксаторы скреплены с основанием (см. пат ЕР 0880942, опубл. 1998 г.).

Однако это устройство, как и предыдущее, содержит только два блока-фиксатора, что исключает использование устройства для замещения дефекта кости после ее остеотомии.

В устройстве один из блоков-фиксаторов связан с винтом-стяжкой, а при поворотах винта-стяжки этот блок имеет возможность только малых перемещений относительно основания. Этот блок-фиксатор не имеет возможности свободных перемещений относительно основания, что создает сложности для крепления введенных в кость резьбовых стержней к устройству. При этом в устройстве может быть использовано не более трех резьбовых блокирующих стержней, которые, к тому же, расположены на расстоянии, соответствующем анатомии трубчатых костей ребенка. Скрепление пластины с ползуном блоков-фиксаторов выполнено только одним болтом, что допустимо только для элементов малых размеров, т.е. при лечении переломов у детей. Указанные обстоятельства исключают использование устройства для лечения переломов и дефектов костей у пациентов различных возрастных групп. К тому же сквозной направляющий паз в устройстве выполнен только под один блок-фиксатор, и длина паза относительно основания ограничивает возможности удлинения конечности.

К тому же расположение винта-стяжки внутри корпуса устройства, под блоками-фиксаторами, усложняет эксплуатацию устройства, его сборку и демонтаж и приводит к снижению надежности остеосинтеза. При этом основание, выполненное в виде цельного бруса, имеет значительный удельный вес, создает неудобства при операции.

Задачей предложенного устройства является расширение функциональных возможностей, повышение прочности фиксации и надежности остеосинтеза при лечении сложных переломов, а также при удлинении длинных трубчатых костей, для замещения дефекта кости после ее остеотомии, для пациентов разного возраста (как у взрослого человека, так и у ребенка), при одновременном повышении удобств эксплуатации, упрощении технологии изготовления устройства, повышении надежности работы и увеличении сроков эксплуатации.

Для решения поставленной задачи в предложенном аппарате внешней фиксации, содержащем блоки-фиксаторы, винт-стяжку и основание продольной формы с направляющим пазом, каждый блок-фиксатор равен по ширине основанию и выполнен в виде ползуна с продольным выступом и размещенной на нем прижимной пластины, которые скреплены с образованием отверстий под резьбовые блокирующие стержни на сопряженных сторонах ползуна и прижимной пластины, причем оси этих отверстий расположены перпендикулярно оси блоков-фиксаторов, а винт-стяжка расположен вдоль продольной оси основания, выполнен с регулировочным отверстием под ключ, блоки-фиксаторы скреплены с основанием, согласно изобретению основание имеет сечение двутавра со стенкой, разделяющей основание на верхнюю и нижнюю полости и выполненной с направляющим пазом, каждый блок-фиксатор снабжен фиксирующей планкой, причем выступ ползуна и соответствующая фиксирующая планка блоков-фиксаторов расположены один под другим соответственно в верхней и нижней полостях двутавра основания по разные стороны от его стенки и имеют сечения, ответные по форме сечениям соответствующих полостей двутавра, а отверстий под резьбовые блокирующие стержни выполнено не менее четырех, в прижимной пластине, ползуне и фиксирующей планке блоков-фиксаторов выполнены соосные сообщенные между собой крепежные отверстия, оси которых расположены симметрично, перпендикулярно и с чередованием относительно осей отверстий под резьбовые блокирующие стержни, винт-стяжка расположен в двух проушинах и связан с одной из проушин резьбовым соединением, а проушины выполнены с крепежным отверстием, установлены на прижимных пластинах соседних блоков-фиксаторов и скреплены с ними болтом, пропущенным через крепежное отверстие проушины, через соосное ему отверстие, выполненное в соответствующей прижимной пластине, и закрепленным на резьбе в соответствующем отверстии ползуна, причем блоки-фиксаторы скреплены с основанием болтом, пропущенным через выполненные в прижимной пластине и ползуне крепежные отверстия, проведенным через направляющий паз стенки двутавра и закрепленным на резьбе в соответствующем соосном отверстии фиксирующей планки, длина основания и его высота связаны соотношением 17,5:1, а длина направляющего паза равна разности длины основания и удвоенного расстояния от края блоков-фиксаторов до ближайшей к нему точки отверстия под болт, выполненного в прижимной пластине. Кроме того, согласно изобретению отверстия под резьбовые блокирующие стержни, образованные сопряженными сторонами прижимной пластины и ползуна блоков-фиксаторов, имеют ромбовидную форму. Кроме того, согласно изобретению аппарат содержит не менее трех блоков-фиксаторов, при этом прижимная пластина, ползун и фиксирующая планка этих блоков-фиксаторов выполнены в виде унифицированных деталей, а каждое вертикальное крепежное отверстие в прижимной пластине, служащее для крепления блоков-фиксаторов к основанию, выполнено ступенчатым и имеет со стороны ползуна ограничительную ступень, диаметр которой меньше диаметра головки болта, скрепляющего блоки-фиксаторы с основанием, равен диаметру соответствующего отверстия в ползуне и равен диаметру отверстия, выполненного в прижимной пластине и служащего для крепления проушин винта-стяжки с блоками-фиксаторами, а также равен диаметру крепежного отверстия в проушине.

Технический результат предложенного решения состоит в расширении функциональных возможностей и использовании устройства в качестве статического фиксатора, дистрактора или при остром укорочении кости, или для удлинения кости, при одновременной возможности использования устройства для замещения дефекта кости после ее остеотомии, в подборе формы и параметров устройства, позволяющих обеспечить надежный и стабильный остеосинтез при лечении переломов и удлинения длинных трубчатых костей для пациентов разного возраста, при одновременном повышении прочности фиксации и надежности устройства, упрощении операции и сокращении времени ее проведения, а также в увеличении удобств в эксплуатации и в увеличении сроков службы устройства.

На фиг.1 приведена конструктивная схема предложенного устройства.

На фиг.2 приведено сечение по А-А.

На фиг.3 приведен разрез по Б-Б.

На фиг.4 приведен вид В.

На фиг 5 приведен вид Г на дет. 4.

Устройство содержит несущее основание 1 продольной формы под блоки-фиксаторы 2, предназначенные для фиксации резьбовых блокирующих стержней 3. Резьбовые блокирующие стержни 3 служат для введения в отломки кости и взаимодействия с отломками кости при операции и лечении переломов. В состав устройства входит винт-стяжка 4, который предназначен для выполнения компрессии или дистракции, а также для удлинения или укорочения кости.

Основание 1 длиной L и высотой Н едино для всех блоков-фиксаторов 2. Каждый блок-фиксатор скреплен с устройством с возможностью подвижности относительно основания 1. Основание 1 имеет сечение двутавра, полки 1¹¹ которого разделены стенкой 1¹ , с образованием верхней и нижней полостей 5, 6. Это существенно снижает вес основания, стоимость устройства и одновременно повышает удобства эксплуатации - при использовании в операциях. В стенке 1¹ соосно основанию 1 выполнен сквозной направляющий паз 7.

Каждый блок-фиксатор 2 содержит ползун 8 с расположенной на нем прижимной пластиной 9 и фиксирующую планку 10. На сопряженных сторонах ползуна 8 и прижимной пластины 9 выполнено не менее четырех отверстий 11 под резьбовые блокирующие стержни 3. Эти отверстия предназначены для упрочнения крепления стержней в кости и одновременно расширяют возможности удлинения кости в использовании для пациентов разного возраста.

Ползун 8 выполнен с направляющим выступом 12, который и фиксирующая планка 10 расположены соответственно в верхней и нижней полостях 5, 6 двутавра основания 1 по разные стороны от разделяющей стенки 1¹¹ двутавра. Выступ 12 ползуна 8 и фиксирующая планка 10 имеют сечения, ответные по форме сечениям полостей 5, 6 двутавра основания 1, что увеличивает удобство и повышает надежность крепления блоков-фиксаторов к основанию при операции.

Прижимная пластина 9, ползун 8 и фиксирующая планка 10 пересечены рядами сосных крепежных отверстий 13к и 13с. Ряды отверстий 13к служат для скрепления блоков-фиксаторов 2 с основанием 1. Ряды отверстий 13с скрепляют винт-стяжку с блоками-фиксаторами.

Длина основания L и его высота Н находятся в соотношении 17,5:1, что выбрано из учета применении к пациентам разных возрастов и позволят расширить возможности эксплуатации устройства.

На фиг.1 приведен пример устройства, в каждом из блоков-фиксаторов которого выполнены четыре отверстия 11 под резьбовые блокирующие стержни 3 и выполнены два ряда соосных крепежных отверстий 13к и один расположенный между ними ряд сосных крепежных отверстий 13с. Оси рядов крепежных отверстий 13к и 13с расположены симметрично и взаимно перпендикулярно относительно друг друга чередуются с осями отверстий 11 под блокирующие стержни. Это позволяет сделать устройство унифицированным, увеличивает удобство пользования, повышает надежность крепления и упрощает сборку.

Винт-стяжка 4 служит для скрепления двух соседних блоков-фиксаторов. Скрепление блоков выполняется проушинами 14, 15, которые закреплены на прижимных пластинах соответствующих блоков-фиксаторов. В проушинах выполнены доступные крепежные отверстия 16, что удобно при сборке и демонтаже. Болт 17 скрепляет пластину 9, ползун 8 и фиксирующую планку 10 каждого блока-фиксатора 2, пропущен через крепежное отверстие 13п.к., выполненное в прижимной пластине 9, через соосное ему крепежное отверстие 13пол.к. ползуна 8, проведен через направляющий, паз 7 и закреплен в соответствующем соосном резьбовом отверстии 13пл. к. фиксирующей планки 10. При этом при ослабленном креплении планки достигается подвижность блоков-фиксаторов с возможностью фиксации винтом 17 в любом месте основания, упрощается крепление резьбовых блокирующих стержней к основанию, повышается надежность крепления блоков-фиксаторов на основании, повышается удобство выполнения операции и сокращается ее время.

Проушины 14 или 15 закреплены на соответствующих блоках-фиксаторах другим болтом 18. Болт 18 пропущен через крепежное отверстие 16 соответствующей проушины, через соосное ему отверстие 13п.с. в соответствующей прижимной пластине и закреплен на резьбе в соосном крепежном отверстии 13 пол.с. ползуна 8 блока фиксатора.

Блоки-фиксаторы 2 выполнены унифицированными, имеют ширину, равную ширине основания 1. Крепежные отверстия 13п.к в прижимных пластинах 9 выполнены ступенчатыми, имеют ограничительную ступень 19 со стороны ползуна 8. Диаметр D этой ступени меньше диаметра головки крепежного болта 17, равен диаметру соосного отверстия 13 пол.к. ползуна 8 и равен диаметру отверстия 13 п.с. пластины 9, а также равен диаметру крепежного отверстия 16 проушины. Использование унифицированных элементов в устройстве обеспечивает взаимозаменяемость деталей при снижении их номенклатуры, облегчает эксплуатацию, снижает затраты на обслуживание и способствует продлению сроков службы устройства. В сочетании с подвижностью блоков-фиксаторов относительно основания облегчается замена блоков или элементов при ремонте и упрощается эксплуатация.

Расстояние между осями отверстий 11 под блокирующие стержни 3 равно высоте бруса М=Н, что повышает прочность и позволяет применить устройство для пациентов разного возраста.

Длина направляющего паза 7 равна разности длины основания L и удвоенного расстояния (2L1) от края блоков-фиксаторов до ближайшей к нему точки отверстия под болт крайнего ряда, выполненного в прижимной пластине 9, чем повышается удобство пользования.

С одного из торцов винта-стяжки 4 выполнено регулировочное отверстие 20 (см. фиг.5) под ключ, имеющий, например, шестигранную форму.

Устройство используется следующим образом.

После выполнения репозиции отломков, с помощью дрели в отломках кости в горизонтальной плоскости формируют поперечные каналы под резьбовые блокирующие стержни 3 (например, под винты Шанца). Блокирующие стержни 3 вводят в эти каналы и проводят через два кортикальных слоя кости на расстоянии, соответствующем расположению отверстий 11, образованных в аппарате сопряженными сторонами ползуна 8 и прижимной пластины 9 блоков-фиксаторов 2.

Затем введенные в отломки кости блокирующие стержни 3 фиксируют в аппарате. Для этого нужно ввести блокирующие стержни 3 в отверстия 11 блоков-фиксаторов 2, что выполняют при ослабленных болтах 17, 18. При этом прижимная пластина 9 и фиксирующая планка соответственно выходят из жесткого контакта с ползуном 8 блоков-фиксаторов, что позволяет свободно перемещаться блокам-фиксаторам 2 относительно основания 1 и легко ввести концы стержней 3 в отверстия 11. Отверстия 11 могут иметь ромбовидную форму, что облегчает установку, позволяет использовать стержни разных диаметров, расширяет возможности устройства и позволяет повысить надежность крепления.

Фиксацию стержней 3 с устройством выполняют болтами 17 путем зажима стержней между пластиной 9 и ползуном 8 блоков-фиксаторов. Перемещением фиксирующих планок 10 в полости 6 двутавра подбирают соосное расположение резьбового отверстия 13 пл.к. в планке 10 и болта 17, которым скрепляют планку 10 с ползуном 8 (с выступом 12 ползуна). Таким образом, выполняют фиксацию блока-фиксатора 2 к основанию 1. Очевидно, что для подвижности блока-фиксатора относительно основания нужно только ослабить болт 17.

При использовании устройства в качестве статического фиксатора, дистрактора или при остром укорочении или при удлинении кости используют основание с двумя блоками-фиксаторами 2, в которых фиксируют стержни, введенные в кость. В этом случае стержни вводят в отломки кости по разные стороны относительно перелома. Фиксацию стержней с аппаратом выполняют с помощью блоков-фиксаторов, как описано выше. Блоки-фиксаторы связывают между собой винтом-стяжкой, пропущенным через отверстия проушин. Один из блоков-фиксаторов неподвижно скреплен с основанием, и его фиксирующая планка 10 винтом 17 плотно прижата снизу к стенке 1¹ двутавра На другом блоке-фиксаторе закреплена проушина, с которой винт-стяжка связан на резьбе. У этого блока-фиксатора ослаблением винта 17 планку 10 выводят из плотного контакта со стенкой 1¹ двутавра, чем обеспечивают этому блоку-фиксатору подвижность относительно основания и неподвижно связанного с ним блока-фиксатора. На 5-7 сутки после проведения операции закрепления стержней, введенных в отломки кости, с аппаратом малыми поворотами специального шестигранного ключа (не показан), взаимодействующего с шестигранным торцевым отверстием 20 (фиг.5), имеющимся в винте-стяжке 4, добиваются малых перемещений подвижного блока-фиксатора, а следовательно, малых перемещений связанных с ним отломков кости. Таким образом обеспечивают компрессию или дистракцию отломков в процессе лечения переломов или при остром укорочении сегмента или при удлинении кости. Винт-стяжка закреплен снаружи устройства, доступен для настройки при операции, а также для сборки-демонтажа при ремонте и замене элементов. Это повышает удобство при лечении.

При удлинении кости пациенту несложно самому обеспечить повороты винта-стяжки указанным выше ключом, установленным в торцевое отверстие 20. Дистракцию сегмента производят обычно в режиме 1 мм в сутки, выполняя один полный поворот винта-стяжки. На практике установлено, что уменьшение боли у пациента при удлинении сегмента наступает, если дистракцию проводить 4 раза в сутки на 1/4 оборота.

В случае замещения дефекта кости после ее остеотомии используют устройство с тремя блоками-фиксаторами 2 и с винтом-стяжкой, закрепленным на двух соседних блоках -фиксаторах. Соотношение длины L основания 1 к его высоте Н, равное 17,5:1, позволяют это сделать для пациентов разного возраста и расширяет возможности аппарата.

В этом случае остеотомию выполняют заранее. Стержни вводят в отломки с одной стороны дефекта кости по разные стороны остеотомии и закрепляют их соответственно в двух блоках-фиксаторах. Стержни, введенные с другой стороны дефекта кости, закрепляют в третьем блоке-фиксаторе аппарата. Два соседних блока-фиксатора, расположенных по разные стороны дефекта кости, соединяют винтом-стяжкой. Крепление стержней в блоках-фиксаторах выполняют, как было описано выше. При этом на 5-7 сутки после операции ключом, установленным в отверстие 20, можно выполнять компрессию или дистракцию отломков в процессе лечения. При выполнении дозированного перемещения винта-стяжки кости в сторону сближения отломков (уменьшения костного дефекта) в плоскости остеотомии наблюдается дозированное самообразование костного регенерата. Постепенным восполнением костного дефекта выполняют полное восстановление поврежденной кости. Этим расширяют возможности устройства и повышают эффект лечения.

Технико-экономический эффект предложенного устройства состоит в расширении функциональных возможностей, в подборе формы и параметров устройства, в том числе его веса, позволяющих обеспечить надежный и стабильный остеосинтез при лечении переломов, при замещении дефекта кости после ее остеотомии и при удлинении длинных трубчатых костей для пациентов разного возраста, при одновременном упрощении операции, повышении удобства ее проведения и сокращении ее времени, а также при упрощении и снижении затрат на эксплуатацию, повышении надежности, прочности фиксации и увеличении сроков службы устройства.