Устройство для остеосинтеза

 

Использование: в экспериментальной медицине, трансплантологии, травматологии и ортопедии для фиксации кости с обеспечением восполнения ее дефекта. Сущность изобретения: устройство содержит трубчатый имплантат из пористой керамики в электретном состоянии, заполненный деминерализованной костной тканью. 1 ил.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, травматологии, травматологии и ортопедии и может быть использовано для восполнения дефекта собственной костной ткани.

Известны способы и устройства для остеосинтеза, в основе которых лежит прием воздействия на репаративную регенерацию с помощью электрического тока, подающегося к кости по электродам [1] [2] Недостатками таких способов являются инвазивность методики, когда в процессе лечения постоянно сохраняется возможность проникновения инфекции в область перелома в местах ввода электродов в мягкую ткань, что часто вызывает серьезные послеоперационные осложнения; техническая сложность выполнения из-за сложности аппаратуры, требующей постоянного контроля; привязанность пациента к месту лечения и необходимость постоянного наблюдения. Перечисленные недостатки приводят к большим затратам на лечение больного.

При этом в указанных случаях происходит не синтез новой кости, а просто индуцированная электрическим током репаративная регенерация, источником которой служат камбиальные слои надкостницы и низко дифференцированые ткани между отломками.

Наиболее близким к изобретению является устройство для остеосинтеза, выполненное в виде перфорированной пластины с поверхностью, покрытой диэлектриком в электретном состоянии с распределением потенциала по поверхности с градиентом 0,1-3,0 В/мм [3] Пластина накладывается на отломки кости и фиксируется с помощью винтов, одновременно стимулируется процесс остеорепарации электрическим полем электрета.

Однако известное устройство обеспечивает процесс репаративного остеогенеза в зоне повреждения кости за счет стимуляции клеток, отвечающих за продукцию кости области межотломкового регенерата, а не синтез новой кости ткани. Его можно использовать только в случаях соединения отломков кости в результате ее перелома, а восполнение дефицита собственной костной ткани и выращивание кости в месте ее дефекта не обеспечивается.

Цель изобретения ускорение заполнения дефекта кости при сохранении ее функции на срок заполнения дефекта.

При осуществлении изобретения аутокость синтезируется в количестве, достаточном для восполнения дефицита ее у больных с дефектами костей и некоторыми другими заболеваниями опорно-двигательного аппарата.

В устройстве для остеосинтеза, выполненном в виде элемента с диэлектриком в электретном состоянии с распределением потенциала по поверхности с градиентом (0,1-3,0) В/мм, элемент выполнен в виде трубчатого имплантата, заполненного деминерализованной костной тканью (ДКТ), в качестве имплантата использована керамика с открытой пористостью, например титанат кальция, с отрицательным электростатическим зарядом на внутренней поверхности трубчатого имплантата и положительным на наружной.

Изобретение поясняется чертежом.

Оно содержит закрепленный на отломках кости 1 трубчатый имплантат 2 из титаната кальция, несущий на наружной поверхности положительный, а на внутренней отрицательный статический заряд с расположенной в нем деминерализованной костной тканью 3. Трубчатый имплантат 2, предварительно заполненный измельченной деминерализованной костной тканью 3, вводят в дефект кости и закрепляют на ее отломках 1. Электрическим полем электрета стимулируют процесс костеобразования в полости имплантата 2, заполненной ДКТ 3. При заполнении дефекта костью имплантат 2 удаляют.

Деминерализованная костная ткань ДКТ представляет собой разновидность костно-пластического материала.

В качестве материала имплантата использована керамика с открытой пористостью.

Высокопористые керамические элементы приготавливают спеканием спрессованных заготовок со сгораемыми в процессе спекания добавками. Сгораемыми компонентами могут являться графит, лигнин, дубовые или еловые опилки. Такие системы характеризуются после спекания комплексной структурой открытых пор, которая обусловлена различием грансостава основного вещества и сгораемых добавок.

В процессе изготовления керамических трубчатых имплантатов использовали графит со средним размером частиц 70 мкм при среднем размере частиц керамики CaTiO₃ 5 мкм.

В экспериментах, проводившихся на 14 животных (кроликах), использовали трубчатые имплантаты из радиотехнической керамики Т-150М (титанат кальция) диаметром 9 мм, длиной 12 мм с толщиной стенки 1 мм.

Кролики были забиты через 2 мес (7 особей) и 3 мес (7 особей) после трансплантации. На месте проведенных операций определялись керамические протезы, частично заполненные вновь образованной костной тканью с примесью хрящевой. При этом новая ткань полностью заполняла открытую часть трубчатого имплантата. При проведении рентгенографических исследований наблюдалась ярко выраженная прямая зависимость рентгеноконтрастности и объема вновь образованной кости от сроков наблюдения: с увеличением продолжительности костное образование становится более плотным.

Из результатов проведенных экспериментов следует, что у кроликов в условиях дефекта лучевой кости для формирования полноценной кости достаточно 4 мес, что примерно в 1,5 раза меньше сроков, известных из литературы, в варианте заполнения дефекта трансплантатом из ДКТ.

Таким образом, разработанный имплантат из радиотехнической керамики Т-150М в сочетании с биоматериалом (ДКТ) позволяет, помимо создания опорной функции, выполнить и формообразующие функции.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА, выполненное в виде элемента с диэлектриком в электретном состоянии с распределением потенциала по поверхности с градиентом 0,1 3,0 В/мм, отличающееся тем, что элемент выполнен в виде трубчатого имплантата, заполненного деминерализованной костной тканью, при этом в качестве материала имплантата использована керамика с открытой пористостью, например титанат кальция, с отрицательным электростатическим зарядом на внутренней поверхности трубчатого имплантата и положительным на наружной.

РИСУНКИ

Рисунок 1