устройство для лечения осложненных переломов трубчатых костей

Формула изобретения

1. Устройство для лечения осложненных переломов трубчатых костей, содержащее цилиндрический ступенчатый штифт с крепежным торцом в ступени большего диаметра для крепления к кондуктору, с наконечником в ступени меньшего диаметра и с выполненными в ступенях поперечными, сквозными, блокировочными отверстиями для расположения блокирующих винтов при блокировке штифта к проксимальным и дистальным отломкам кости, отличающееся тем, что штифт выполнен разборным и состоит из корпуса и съемного наконечника, который выполняет роль пробки и скреплен с корпусом резьбовым соединением, причем в корпусе выполнена соосная сквозная полость, а в наконечнике выполнена глухая полость, сообщенная со сквозной полостью корпуса для размещения бактерицидных средств, при этом в ступени меньшего диаметра штифта выполнены желоба, расположенные на наружной поверхности этой ступени, параллельно оси штифта, а в желобах выполнены проточные отверстия, проходящие через стенку ступени меньшего диаметра под углом наклона осей отверстий к оси штифта в сторону наконечника, не большим 75°, причем отверстия расположены вокруг этой ступени по винтовой линии, с постоянным шагом между осями отверстий, и с диаметром отверстий, плавно уменьшающимся к наконечнику, а в наконечнике выполнены не менее двух равномерно расположенных, проточных отверстий, сообщенных через дно с глухой полостью и расположенных с наклоном осей отверстий к оси штифта под углом, не большим 45°, при этом одно блокировочное отверстие ступени большего диаметра выполнено овальным, а один из блокирующих винтов выполнен с соосным каналом и с двумя проходящими через этот винт взаимно перпендикулярными проточными отверстиями для дополнительной подачи бактерицидного средства через канюлю, причем проточные отверстия, выполненные в указанном винте, расположены в плоскостях, перпендикулярных к оси винта, и равноудалены от оси штифта на расстояние, не большее 1/6 диаметра сквозной полости корпуса, при этом головка указанного блокирующего винта выполнена с шестигранной полостью под ключ для блокировки винта и с полостью с резьбой для крепления канюли к этому винту, а поверхности корпуса и наконечника выполнены с серебряным покрытием.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в сечении ступени меньшего диаметра, перпендикулярном оси штифта, желоба расположены под углом 45° относительно друг друга, а в каждом желобе выполнено 5-6 проточных отверстий.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может применяться в клинической практике при лечении осложненных косых, винтообразных, крупнооскольчатых, многооскольчатых (неопорных) переломов трубчатых костей внутрикостным остеосинтезом.

Известно устройство для лечения открытых переломов костей, осложненных гнойной инфекцией мягких тканей, остеонекрозами, артритами (см. патент RU 2100976, кл. А61В 17/56, 1995). В устройстве чрескостный остеосинтез выполняют наложением на оперируемую конечность аппарата Илизарова, спицы которого проводят через рану, либо через инфильтрированные ткани, а после наложения аппарата создают дистракцию. В процессе операции к костномозговому каналу или в полость сустава подводят емкость с сорбентом с диоксидом, с помощью которого проводят непрямую лимфотропную терапию. После купирования раневой инфекции выполняют компрессию с одновременным наложением вторичных швов. Спицами аппарата Илизарова, в комбинации с указанными мерами, добиваются уменьшения эндогенной интоксикации, подавления присутствующей микрофлоры, предупреждения присоединения вторичной инфекции, развития остеомиелита и местных

гнойно-воспалительных осложнений, чем добиваются сокращения средних сроков пребывания больных в стационаре. Однако после операции в последующие дни необходимо дополнительно выполнить инъекцию антибиотиками широкого спектра действия.

Известно устройство для лечения переломов, костей голени, осложненных инфекцией (см. http://travmatology.narod.ru/tezis01.htm).

Это устройство содержит аппарат внешней фиксации, совместно с которым, как перед операцией, так и после нее, выполняют внутриартериальную осмоэнзиморефлексотерапию. При остеосинтезе и компрессионном артродезировании крупных суставов на очаги инфекции воздействуют электромагнитным излучением повышенной частоты и низкой интенсивности (ЭМИ КВЧ НИ терапия), после чего выполняют костную пластику аллогенным костным матриксом (АКМ), который используют в виде стружки и губки. Этим обеспечивают замену пристеночных костных дефектов в области кортиктомии с первичным заживлением ран, быстрым их очищением от некротических тканей, развитием здоровой грануляционной ткани, что позволяет при этом улучшить кровоток и трофику конечности. Хирургическую обработку гнойных ран выполняют на всю глубину сегмента, включая кость, проводят секвестрнекрэктомию, либо циркулярную резекцию гнойно-некротического очага, с адекватным дренированием или открытым ведением раны.

Однако при повышенной травме кости и мягких тканей чрезвычайно сложно определить степень ликвидации инфекции, и требуется длительное наблюдение опытных специалистов-хирургов за исходом лечения (до 7 лет). С целью профилактики рецидивов гнойных осложнений в послеоперационном периоде дополнительно выполняют раневой диализ растворами антисептиков и антибиотиков, для чего требуется дополнительное дорогостоящее оборудование.

К тому же лечение переломов в перечисленных аналогах выполняют аппаратами внешней фиксации, что приводит к риску возникновения остеомиелита, связанному с использованием спиц для фиксации. Кроме того, повышенные затраты времени на сборку аппарата при операции, а также на уход за аппаратом тяжело переносятся пациентами и создают проблемы для врачей. Аппарат неудобен для больных, ограничивает их мобильность и увеличивает сроки лечения.

В работе http://www.znaj.ru/html/1861_2.html) доказано, что наиболее надежным для лечения осложненных переломов трубчатых костей является закрытый внутрикостный остеосинтез с использованием интрамедуллярного штифта.

Известны устройства лечения переломов трубчатых костей с использованием интрамедуллярного штифта (см. пат RU 2271768, 2006, US 5352228, 1994, US 7056322, 2006).

Наиболее близким аналогом является устройство для лечения осложненных переломов трубчатых костей, содержащее цилиндрический ступенчатый штифт с крепежным торцом в ступени большего диаметра для крепления к кондуктору, с наконечником в ступени меньшего диаметра и, с выполненными в ступенях, поперечными, сквозными, блокировочными отверстиями для расположения блокирующих винтов при блокировке штифта к проксимальным и дистальным отломкам кости (см. пат US 7056322, 2006).

Однако из опыта лечения открытых переломов закрытым остеосинтезом с использованием интрамедуллярного штифта известно что, как правило, этот процесс осложняется инфекцией: некрозом мягких тканей, обширными гнойными ранами, которые могут распространиться на весь сегмент конечности, включая кость. При этом отсутствие средств для лечения инфекции ведет к развитию гнойно-септических осложнений и может привести к необходимости удаления металлических конструкций. Это создает препятствия иммобилизации фрагментов перелома в самый острый период, существенно увеличивает сроки лечения и может привести к ампутации конечности.

Задача предложенного технического решения заключается в обеспечении восстановления опороспособности пациента при переломах трубчатых костей, осложненных инфекцией, в повышении надежности остеосинтеза и сохранении допустимой прочности штифта при одновременной ликвидации очагов инфекции и возбудителей распространения инфекции, в восстановлении больных тканей до полной реконвалистенции, в сокращении сроков лечения при одновременной простоте устройства.

Для решения поставленной задачи в предложенном устройстве для лечения осложненных переломов трубчатых костей, содержащем цилиндрический ступенчатый штифт с крепежным торцом в ступени большего диаметра для крепления к кондуктору, с наконечником в ступени меньшего диаметра и, с выполненными в ступенях, поперечными, сквозными, блокировочными отверстиями для расположения блокирующих винтов при блокировке штифта к проксимальным и дистальным отломкам кости, согласно изобретению штифт выполнен разборным и состоит из корпуса и съемного наконечника, который выполняет роль пробки и скреплен с корпусом резьбовым соединением, причем в корпусе выполнена соосная сквозная полость, а в наконечнике выполнена глухая полость, сообщенная со сквозной полостью корпуса для размещения бактерицидных средств, при этом в ступени меньшего диаметра штифта выполнены желоба, расположенные на наружной поверхности этой ступени, параллельно оси штифта, а в желобах выполнены проточные отверстия, проходящие через стенку ступени меньшего диаметра под углом наклона осей отверстий к оси штифта в сторону наконечника, не большим 75°, причем отверстия расположены вокруг этой ступени по винтовой линии, с постоянным шагом между осями отверстий, и с диаметром отверстий, плавно уменьшающимся к наконечнику, а в наконечнике выполнены, не менее двух, равномерно расположенных проточных отверстий, сообщенных через дно с глухой полостью и расположенных с наклоном осей отверстий к оси штифта под углом, не большим 45°, при этом одно блокировочное отверстие ступени большего диаметра выполнено овальным, а один из блокирующих винтов выполнен с соосным каналом и с двумя, проходящими через этот винт, взаимно перпендикулярными проточными отверстиями для дополнительной подачи бактерицидных средств через канюлю, причем проточные отверстия, выполненные в указанном винте, расположены в плоскостях, перпендикулярных к оси винта и равноудалены от оси штифта на расстояние, не большее 1/6 диаметра сквозной полости корпуса, при этом головка указанного блокирующего винта выполнена с шестигранной полостью под ключ для блокировки винта, и с полостью с резьбой для крепления канюли к этому винту, а поверхности корпуса и наконечника выполнены с серебряным покрытием. Кроме того, согласно изобретению в сечении ступени меньшего диаметра, перпендикулярном оси штифта, желоба расположены под углом 45° друг относительно друга, а в каждом желобе выполнено 5-6 проточных отверстий.

Технический результат предложенного технического решения заключается в упрощении лечения переломов трубчатых костей, осложненных инфекцией за счет возможности интрамедуллярным штифтом, заполненным бактерицидными средствами, одновременно лечить переломы и ликвидировать очаги инфекции, с сохранением допустимой прочности штифта. Выполняя надежный остеосинтез, ликвидируют возбудителей распространения инфекции, восстанавливают больные ткани до полного выздоровления при одновременном повышении прочности кости после регенерации и сокращении сроков лечения.

На фиг.1 приведен общий вид предложенного интрамедуллярного устройства без блокировочных винтов.

На фиг.2 приведен блокирующий винт, предназначенный для дополнительно подачи бактерицидных средств из системы через канюлю.

На фиг.3 показан вид А на овальное блокировочное отверстие в штифте.

На фиг.4 показано сечение штифта по Б-Б.

На фиг.5 показано сечение штифта по В-В.

Устройство содержит цилиндрический ступенчатый штифт 1, имеющий ступень 2 большего диаметра, выполненную с крепежным торцом 3, и ступень 4 меньшего диаметра, выполненную с наконечником 5. В ступенях 2, 4 выполнены поперечные сквозные блокировочные отверстия 6 под блокирующие винты (винты на чертежах не показаны). Один из блокирующих винтов 7 (см. фиг.2) предназначен для дополнительной подачи бактерицидных средств. Одно блокировочное отверстие 8, расположенное в ступени 2 большего диаметра штифта, выполнено овальном, что предназначено для осевой компрессии, которую проводят через некоторое время после операции. Крепежный торец 3 штифта служит для скрепления с кондуктором 9 при блокировке штифта к проксимальным и дистальным отломкам или для введения заглушки (на чертеже не показана).

Штифт 1 выполнен разборным и состоит из двух частей: корпуса 10 и указанного наконечника 5. Последний выполняет роль пробки и может быть скреплен с корпусом 10 резьбовым соединением 11. В корпусе 10 выполнена сквозная полость 12, а в наконечнике 5 выполнена глухая полость 13, сообщенная с полостью 12, что предназначено для размещения бактерицидных средств. В ступени 4 меньшего диаметра выполнены равномерно расположенные по поверхности этой ступени параллельные оси штифта желоба 14 (см. фиг.1, фиг.5). В желобах выполнены проточные отверстия 15. Проточные отверстия 15 проходят через стенку ступени 4 меньшего диаметра под углом наклона осей отверстий к оси штифта в строну наконечника, не большим 75°. Эти отверстия огибают ступень 4 по винтовой линии с постоянным шагом между осями отверстий и с диаметром отверстий, плавно уменьшающимся к наконечнику.

В наконечнике 5 выполнены не менее двух проточных отверстий 16, которые через дно 13¹ сообщают глухую полость 13 с костномозговым каналом. Угол наклона осей проточных отверстий 16 к оси штифта не больше 45°.

Блокирующий винт 7 выполнен с соосным каналом 17 и с двумя проходящими через этот винт 7 взаимно перпендикулярными проточными отверстиями 18, 19, оси которых расположены в плоскостях, перпендикулярных оси винта 7, и равноудалены от оси штифта на расстояние, составляющее 1/6 диаметра d сквозной полости 12 корпуса 10, что предназначено для равномерной подачи бактерицидных средств от канюли в костномозговой канал. В головке 20 винта 7 выполнены шестигранная полость 21 под ключ для ввинчивания винта 7 при блокировке и полость 22 с резьбой для крепления канюли 23.

В крепежном торце 3 штифта выполнено отверстие 24 с резьбой, в котором после блокировки штифта и удаления кондуктора 9 устанавливается заглушка (на чертеже не показана). Это отверстие 24 сообщено со сквозной полостью 12 корпуса 10.

Устройство используется следующим образом. Перед операцией проводят ревизию очагов инфекции и возможность ее распространения по мягким тканям, в том числе по тканям, пораженным пиогенными бактериями. Определяют поражение инфекцией костной ткани. Выбор антибиотиков, антисептиков, фибринолитически активной плазмы (ФАП), гидроксиапатита и их дозировка зависят от бактериологической диагностики заболевания, а для каждого конкретного случая от состояния очага поражения пациента. Учитывают чувствительность флоры пациента к назначаемому препарату и его возраст.

Наконечник 5, служащий пробкой, свинчивают с корпуса 10. Открывшуюся полость 12 корпуса 10 штифта 1 на первом этапе заполняют антибиотиком или гидроксиапатитом с антибиотиками в требуемой пропорции. Антибиотики и гидроксиапатит с антибиотиками используются в виде гранул или в виде геля. Диаметр проточных отверстий 15 ступени меньшего диаметра штифта уменьшен к наконечнику от 2,5 до 2,0 мм, что исключает выливание или просачивание лекарств при заполнении штифта 1. После этого полость 12 корпуса 10 штифта 1, заполненную бактерицидными средствами, закрывают пробкой, которой служит наконечник 5.

Больного размещают на операционном столе и после репозиции отломков, под контролем ЭОП выполняют доступ в костномозговой канал травмированной кости. Штифт 1, заполненный указанными бактерицидными средствами, через подготовленный доступ под контролем ЭОП вводят в костномозговой канал этой кости.

Блокировку штифта в костномозговом канале выполняют по известной технологии (см пат. RU 2271768, 2006) с помощью кондуктора 9, скрепленного с крепежным торцом 3 штифта с помощью спиц и троакара. Штифт блокируют блокирующими винтами к проксимальным и дистальным отломкам. Блокирующие винты водят через соответствующие блокировочные отверстия 6. Установку блокирующего винта 7 выполняют ключом (на чертеже не показан), который при блокировке вводят в шестигранную полость 21 головки 20 винта 7, что повышает удобство и способствует сокращению времени операции.

Лечение переломов происходит одновременно с лечением очагов инфекции и выполняется интрамедуллярным штифтом. При этом антибиотики или гидроксиапатит с антибиотиками, пройдя через полость 12 корпуса 10 и через проточные отверстия 15, попадают в желоба 14 в виде бактерицидной смеси. Оси проточных отверстий 15 проходят через стенку ступени меньшего диаметра под углом относительно оси штифта в сторону наконечника 5, не меньшим 75°, что позволяет бактерицидной смеси легко вытекать из полости 12 через отверстия 15 и равномерно распределяться по желобам 14. Распределение осей проточных отверстий 15 вокруг ступени 4 меньшего диаметра выполнено по винтовой линии с постоянным шагом между осями этих отверстий 15, что связано с сохранением допустимой прочности штифта. Одновременно этим достигается равномерное заполнение желобов смесью с созданием в костномозговом канале слоя бактерицидной смеси для ликвидации очагов инфекции.

В одном из вариантов предложенного устройства в ступени меньшего диаметра штифта выполнено 8 желобов, т.е. в сечении ступени меньшего диаметра, перпендикулярном оси штифта, оси желобов расположены под углом 45° друг относительно друга, а в каждом желобе выполнено 5-6 проточных отверстий. При проведении операций с использованием этого устройства получены хорошие результаты остеосинтеза и эффективная ликвидация очагов инфекции, а также обеспечены допустимые механические характеристики штифта.

Оси проточных отверстий 16 наконечника 5 расположены под углом 45° к оси штифта, у дна 13¹ глухой полости 13. Это позволяет бактерицидной смеси из глухой полости 13 легко стекать по отверстиям 16 в костномозговой канал. Наличие не менее двух отверстий позволяет равномерно распределяться смеси в костномозговом канале вокруг наконечника 5.

Опыт проведенных операций позволил выбрать наиболее эффективные для лечении инфекции антибиотики, которые были испытаны на всех стадиях

гнойно-некротических форм инфекции и дали наилучшие результаты. Это - цефазолин, гентамицин, ципрофлоксацин, тиенам. Указанные средства из сквозной и глухой полостей 12, 13 соответственно корпуса 10 и наконечника 5, поступившие в костномозговой канал в виде бактерицидной смеси, охватывают все фрагменты, пораженные инфекцией. При этом происходит резорбирование участков, пораженных инфекцией, а дефекты, в том числе костных тканей, полностью восполняются новообразованной тканью, не допуская гипертрофии. Гидроксиапатит, используемый с антибиотиками, управляет процессом, коррегируя метаболизм костной ткани, и повышает прочность кости после регенерации. Одновременно повышается надежность лечения интрамедуллярным остеосинтезом.

Спустя 2-3 недели для восполнения израсходованных бактерицидных средств канюлю 23, связанную с системой подачи бактерицидных средств (на чертеже не показана), подсоединяют через винт 7 к полости 12. Для скрепления канюли с винтом 7 канюлю ввинчивают в полость 22 с резьбой, которая выполнена в головке 20 винта 7, что повышает удобство и сокращает время операции. Блокирующий винт 7 (см. фиг.2) может быть размещен в одном из круглых отверстий 6 или в овальном отверстии 8, ступени большего диаметра штифта, как это показано в предложенном устройстве, что связано с расположением очагов инфекции. Из системы через канюлю, канал 17 и проточные отверстия 18, 19 блокирующего винта 7 бактерицидные средства поступают в полость 12 корпуса 10 штифта. Расположение осей отверстий 18, 19 в плоскостях сечения, перпендикулярных оси винта 7, на равных расстояниях от оси штифта, на расстоянии от оси штифта, равном 1/6 диаметра d сквозной полости 12 корпуса 10, обеспечивает равномерную подачу бактерицидных средств и равномерное их перемешивание в полости 12. Далее полученная бактерицидная смесь, как было описано выше, из полостей 12, 13 через проточные отверстия 15, 16 стекает в костномозговой канал. В качестве бактерицидных средств, поступающих от канюли, при дополнительной подаче используют ФАП, антибиотики: цефазолин, гентамицин, ципрофлоксацин, тиенам и антисептики. ФАП служит для «расплавления» тромбов, а также предупреждает их дальнейшее развитие и рост, открывает доступ к крови. Опыт проведенных операций позволил выбрать антисептики, которые были опробированы для лечения на всех стадиях гнойно-некротических форм инфекции и показали наилучшие результаты. Это - хлоргекседин, лавасепт.

Одновременно с лечением переломов интрамедуллярным штифтом ликвидируют инфекцию.

В устройстве предусмотрена еще одна дополнительная подача бактерицидных средств в костномозговой канал. Для этого в резьбовое отверстие 24 на место заглушки устанавливают капельницу (на чертеже не показана), которую через дополнительную канюлю подключают к системе подачи бактерицидных средств. Это расширяет возможности лечения.

Поверхность корпуса и крышки штифта выполнены с серебряным покрытием. Наличие желобов на поверхности ступени 4 меньшего диаметра увеличивает площадь поверхности штифта, увеличивая воздействие бактерицидных свойств серебра на участки, пораженные инфекцией, с полной ликвидацией возбудителей распространения инфекции. При этом в кости и в мягких тканях поддерживается требуемая концентрация бактерицидной смеси, повышается внутриклеточный обмен продуктами роста восстановленной ткани. Серебряное покрытие штифта полностью уничтожает болезнетворные бактерии, вирусы, грибки, распространяя свое действие более чем на 650 видов бактерий (для сравнения - спектр действия любого антибиотика 5-10 видов бактерий).

От серебра не погибают полезные бактерии, как это происходит при лечении антибиотиками, что исключает дисбактериоз.

Предложено устройство для лечения бедренной, большеберцовой и плечевой кости, хотя это не ограничивает притязаний заявителя, и устройство может быть использовано для лечения переломов, осложненных инфекцией других трубчатых костей. При этом для лечения бедренной кости предложенный штифт имеет длину 285-480 мм при наружном диаметре 10 мм. Для лечения большеберцовой кости предложен штифт, который имеет длину 280-420 мм при наружном диаметре 9 мм, а штифт для лечения плечевой кости имеет длину 205-300 мм при наружном диаметре 8 мм.

Технико-экономический эффект предложенного устройства состоит в лечении переломов трубчатых костей с одновременной ликвидацией очагов инфекции и нагноительных процессов интрамедуллярным штифтом, заполненным бактерицидными средствами, в сохранении допустимой прочности штифта, в совмещении преимуществ интрамедуллярного остеосинтеза и упрощении процесса устранения очагов инфекции, а также в сокращении сроков лечения переломов, осложненных инфекцией до полной реконвалистенции