стержневой аппарат для чрескостного остеосинтеза большеберцовой кости

Формула изобретения

Стержневой аппарат для чрескостного остеосинтеза большеберцовой кости, содержащий кольца с отверстиями, соединенные между собой резьбовыми штангами, репонирующие элементы, выполненные в виде кронштейнов, фиксированных на кольцах и оснащенных чрескостными стержнями, отличающийся тем, что аппарат оснащен репонирующими узлами, выполненными каждый в виде резьбовых стержней с шарниром, состоящим из двух кронштейнов с нарезным отверстием у основания и сквозным отверстием для чрескостного стержня, при этом чрескостный стержень установлен в сквозных отверстиях кронштейнов с возможностью ротационных и осевых перемещений и фиксации с помощью гаек, а резьбовые концы репонирующих узлов размещены с возможностью перемещений и фиксации гайками в отверстиях кронштейнов, размещенных на внутренних поверхностях колец аппарата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, используется в травматологии-ортопедии для чрескостного остеосинтеза длинных трубчатых костей.

Известны различные устройства, используемые для этой цели, в частности наиболее широко применяющееся за рубежом устройство [1] для чрескостного остеосинтеза. Однако оно имеет следующие недостатки: при введении опорных штифтов в костные отломки штифты необходимо устанавливать строго параллельно друг к другу с определенными, по размерам струбцин, расстояниями между собой. При этом возникают технические трудности, связанные с установкой аппарата, и удлиняется продолжительность операции.

Другим аналогом может служить стержневой аппарат чрескостного остеосинтеза В.В.Фурдюка [2]. Недостатком данного аппарата является сложность конструкции, вследствие чего возникают трудности совмещения резьбовых втулок узлов фиксации и репозиции, расположенных по одной оси на противоположных сторонах аппарата.

Известен аппарат В.В.Фурдюка [3] для чрескостного остеосинтеза длинных трубчатых костей, включающий в себя удлиненную раму с прорезями, на параллельных стенках которых установлены узлы репозиции и фиксации. При этом узлы репозиции выполнены в виде ползунов с распорными резьбовыми втулками и гайками перемещения на корпусах ползунов. Также недостатком этого аппарата является техническая сложность конструкции, которая возникает при установке аппарата.

Наиболее близким по своему техническому решению к заявляемому является принятый за прототип компрессионно-дистракционный аппарат Г.А.Илизарова [4] для репозиции и остеосинтеза длинных трубчатых костей. Аппарат включает в себя кольца, соединенные между собой резьбовыми штангами, а с костями и их отломками или осколками - спицами. Благодаря универсальному набору деталей конструкции наружного остеосинтеза, состоящей из колец, дуг, резьбовых штанг, из аппарата Г.А.Илизарова можно создавать множество вариантов в зависимости от назначения.

Однако несмотря на преимущество данного аппарата по сравнению с приведенными выше аналогами он, в свою очередь, также имеет ряд недостатков. Аппарат громоздок, чем причиняет существенные неудобства больному при остеосинтезе верхней трети бедренной кости. Жесткость фиксации отломка в кольцевой опоре со спицами зависит от величины прогиба каждой из спиц под воздействием определенной силы. Для предупреждения скольжения отломков кости по спице при действии силы в направлении ее оси необходима установка второй спицы и в этом случае тоже возникает прогиб, но только уже одной спицы, в то время как вторая из-за низкого сопротивления скольжению практически не участвует в фиксации. Аналогичное смещение кости происходит и при воздействии сил на обе спицы. При этом прогиб спиц и скольжение по ним отломка возникают одновременно. Таким образом, использование парных спиц в каждой опоре в 2 раза повышает травматичность и усложняет выполнение операции по сравнению с результатами, когда применяют только одну спицу. При этом, однако, двукратного повышения жесткости не происходит. При наложении аппарата Илизарова угол перекреста спиц в пределах 30-60 градусов приводит к резкому падению жесткости фиксации костных фрагментов в направлении острого угла, особенно если в качестве опоры используется дуга. Проведение спиц для фиксации кости является ключевым моментом в наложении аппарата. Проведение спиц должно быть выполнено с абсолютной точностью, потому что оно определяет позицию и стабильность аппарата. Более того, во время проведения спицы ее острый конец проникает в ткани различной плотности, скрытые от глаз хирурга. Особенности этих тканей способны изменить траекторию спицы, приводя к повреждению жизненно важных структур (сосудов и нервов). При проведении спицы для предотвращения ограничения подвижности и контрактуры сустава мышцы должны находиться в положении функционального удлинения. Чем ближе спица проходит к суставу, тем больше надо следовать этому правилу. При проведении спиц в дистальной части голени стопе должно придаваться положение сгибания (подошвенной флексии), когда спица проводится через передние фасциально-мышечные футляры, а при проведении ее через задние фасциально-мышечные футляры стопа должна находиться в положении разгибания (тыльной флексии). Также целесообразно при этом придавать положение сгибания в коленном суставе. Не случайно при этом многие исследователи [5, 6] вместо спиц используют стержни. В кольцевых опорах аппарата Илизарова прогиб спиц возрастает из-за подвижности стыковых соединений полуколец или перемещения спиц в спицедержателях. Этому способствует и функциональная нагрузка на конечность, при которой возникает эффект дополнительного натяжения спиц. При этом очевидны допустимые, относительно небольшие уровни деформации спиц при их проведении через кость и монтаже аппарата. Образующиеся при этом зоны концентрации напряжений в местах изгиба спиц при выходе их из кости вызывают ее направленную резорбцию. Натянутая спица постепенно распрямляется и удлиняется, ее натяжение падает. Для поддержания необходимого уровня жесткости фиксации необходимо 1 раз в 7-10 дней перенатягивать спицы. Малая площадь поверхности спиц повышает величину давления в области их соприкосновения с тканями (кожей и костью), приводит к резорбции в зоне избыточного давления и снижению фиксирующей способности. На фоне скольжения мягких тканей по спицам возникает довольно много инфекционных и других осложнений - от 12 до 60% вплоть до развития спицевого остеомиелита - до 2% случаев. Все это уменьшает преимущества спицевых аппаратов - малая травматичность и универсальность применения.

Стержневая наружная фиксация, с учетом данных специальной литературы, обеспечивает постоянную жесткую компрессию (дистракцию) отломков костей, увеличивает стабильность фиксации при множественных переломах бедренной, большеберцовой, плечевой и других длинных трубчатых костей, уменьшает массу и габариты аппарата внешней фиксации, позволяет приступить к разработке движений на 2-3 день после операции, т.к при остеосинтезе стержневым аппаратом чрескостные стержни проводятся через кожу, большеберцовую кость, а фасциально-мышечные футляры остаются интактными, поэтому в коленном и голеностопном суставах сохраняется полный объем движений, можно приступить к ранним нагрузкам поврежденной конечности, сократить время пребывания пациентов на постельном режиме и в стационаре, осуществлять дополнительные хирургические вмешательства без снятия аппарата. Основными биомеханическими условиями для консолидации перелома являются точная репозиция и прочная фиксация костных отломков, а также сохранение функции конечности в процессе лечения.

Преимуществами данного стержневого аппарата являются: простота монтажа на сегменте конечности, сокращение времени операции, уменьшение количества кожных ран, односторонний монтаж чрескостных стержней, отсутствие необходимости в транссегментарном проведении чрескостного стержня, что позволяет уменьшить опасность повреждения сосудисто-нервных образований и увеличить количество вариантов мест проведения стержней. Одностороннее расположение чрескостных стержней позволяет применять комплексную реабилитационную терапию для поврежденной конечности.

Некоторые авторы к недостаткам метода стержневой внешней фиксации относят: неравномерность фиксации в различных плоскостях, использование метода преимущественно в травматологии и реже в ортопедии, низкие репозиционные возможности аппаратов (О.В.Бейдик).

Предлагаемый нами стержневой аппарат просто и эффективно решает любые репозиционно-фиксационные задачи оптимально с точки зрения биомеханики, позволяет достичь полной и точной репозиции костных отломков благодаря наличию репозиционных узлов в аппарате. При применении кольцевых опор в стержневом аппарате при компрессии вдоль оси кости между отломками происходит равномерное распределение давления по периметру кости, а при применении дуговых опор в стержневом аппарате при компрессии между отломками большее давление концентрируется на стороне дуговых опор, а на противоположной стороне давление уменьшается.

Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения искомого технического результата, а именно снижения травматичности операции, ее упрощения, улучшения репозиционных качеств аппарата, обеспечивающих повышение эффективности оперативного лечения.

Эта сущность заключается в том, что стержневой аппарат для чрескостного остеосинтеза большеберцовой кости, содержащий кольца с отверстиями, соединенные между собой резьбовыми штангами, и репонирующие элементы, выполненные в виде кронштейнов с нарезным отверстием у основания, фиксированных на кольцах и оснащенных чрескостными стержнями, отличающийся тем, что он оснащен репонирующими узлами, выполненными каждый в виде резьбовых стержней с шарниром, состоящим из двух кронштейнов с нарезным отверстием у основания и сквозным отверстием для чрескостного стержня, при этом чрескостный стержень установлен в сквозных отверстиях кронштейнов с возможностью ротационных и осевых перемещений и фиксации с помощью гаек, а резьбовые концы репонирующих узлов размещены с возможностью перемещений и фиксации гайками в отверстиях кронштейнов, размещенных на внутренних поверхностях колец аппарата и фиксированных с помощью болтов. Взаимно перпендикулярное расположение резьбовых стержней с шарниром, проходящих через их отверстия чрескостных стержней, обеспечивает после предварительного устранения ротационных смещений полную и точную регулируемую закрытую репозицию костных фрагментов в этих плоскостях.

На чертеже изображен аппарат для чрескостного остеосинтеза большеберцовой кости с узлами репозиции.

Стержневой аппарат для чрескостного остеосинтеза большеберцовой кости содержит кольца 1 с отверстиями, соединенные между собой резьбовыми штангами 2. На кронштейнах 3 с нарезным отверстием у основания, установленных на внутренних поверхностях колец 1 и фиксированных к кольцу с помощью болтов 12, размещены чрескостные стержни 4. Кронштейны 3 и 5 с нарезным отверстием у основания к кольцам фиксируются с помощью болтов 12. На внутренних поверхностях средних колец 1 на кронштейнах 5 с нарезным отверстием у основания установлены репонирующие узлы 6. Резьбовые концы репонирующих узлов 6 размещены с возможностью перемещений и фиксации гайками 7 в отверстиях кронштейнов 5. В отверстиях шарниров 11, состоящих из двух кронштейнов 9 с нарезным отверстием у основания репонирующих узлов 6, установлены, с возможностью перемещений и фиксации, чрескостные стержни 10. Рабочие части чрескостных стержней на чертеже погружены в костные муляжи.

Аппарат применяется следующим образом: после устранения ротационного смещения костных отломков в верхней трети большеберцовой кости через микроинцизию вводят троакар до кости, извлекают стилет, через трубку рассверливают канал для введения чрескостного стержня 4 через оба кортикального слоя перпендикулярно оси большеберцовой кости и вводят чрескостный стержень, который фиксируется к кольцу 1 с помощью кронштейна 3 с нарезным отверстием у основания и болта 12. Монтируются четыре кольца 1 от аппарата Илизарова, кольца соединяются между собой резьбовыми штангами 2. Аналогично устанавливают чрескостный стержень 4 на дистальном отломке большеберцовой кости ближе к суставу строго в одной плоскости ранее введенному чрескостному стержню, и фиксируют к нижнему кольцу с помощью кронштейна и болта. Вторую пару чрескостных стержней 10 вводят ближе к линии перелома строго параллельно друг другу. На них монтируют репонирующие узлы 6, надевая их отверстиями, расположенными в шарнирах 11, состоящих из двух кронштейнов 9 с нарезным отверстием у основания и резьбовых стержней 8, и фиксируют гайками 7. Репонирующие узлы 6 посредством кронштейнов 5 и болтов 12 фиксируются к внутренней поверхности средних колец 1. Кольца 1 соединяют между собой резьбовыми штангами 2. Под рентгеновским контролем осуществляют репозицию путем перемещения элементов репонирующих узлов 6 гайками 7 в перпендикулярных направлениях, т.е. манипулируя непосредственно их резьбовыми стержнями 8 и чрескостными стержнями 10.

При правильном расположении костных фрагментов большеберцовой кости производят их сближение с компрессией посредством резьбовых штанг 2, соединяющих кольца 1. Для стабилизации достигнутой репозиции вводят дополнительно по одному чрескостному стержню в каждый фрагмент под углом 60 град. к его оси, а чрескостные стержни 4 фиксируют к кольцам с помощью кронштейнов 3.

Источники информации

1. Патент Швейцарии № 0684928, кл. А61В 17/60, 1995.

2. Фурдюк В.В. А.С. № 1766390, А61В 17/60, 1993.

3. Фурдюк В.В. RU 2152190 С1, А61В 17/66, 23091998.

4. Ткаченко С.С. «Остеосинтез» Л., Медицина, 1987. - c.122-123.

5. Голяховский В., Френкель В. «Руководство по чрескостному остеосинтезу методом Илизарова», Санкт-Петербург, 1999 г, - с.84-98.

6. Бейдик О.В., Котельников Г.П., Островский Н.В. «Остеосинтез стержневыми и спицестержневыми аппаратами внешней фиксации», Самара, 2005, - с.17-27.