Гвоздь для фиксации положения и формы сломанных длинных костей

 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии. Изобретение обеспечивает снижение травматизации медуллярной полости и исключает термический стресс в кости и костном мозге. Гвоздь имеет стержень (1) с идущим(и) вдоль по его длине одним или более камероподобными элементами расширения, в которых может быть увеличено давление путем использования жидкости или газа, чтобы элементы расширялись наружу в радиальном направлении. Несколько элементов расширения расположены вокруг основной секции и вытянуты по длине стержня. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к гвоздю для фиксации положения и формы сломанных длинных костей.

До настоящего времени для внутренней стабилизации сломанных длинных костей используются относительно большие стальные гвозди, имеющие заданное заранее U-образное или V-образное поперечное сечение. Гвозди стабилизируют кости в соответствии с принципом обеспечения поддержки в трех точках, а именно в начале, в конце и в средней секции гвоздя. Для того, чтобы расположить такие гвозди, через поверхность кости, а затем через медуллярную полость кости должны быть сделаны большие отверстия, совпадающие с диаметром имплантированного гвоздя. Этот способ имеет следующий недостаток: почти все медуллярные полости должны рассверливаться для того, чтобы сделать такое отверстие, и в результате, в частности, ухудшается снабжение кости кровью. Кроме того, из-за поддержки в трех точках, усилие передается через сравнительно малую область, и для обеспечения вращательной стабильности необходимо использовать дополнительные механизмы, такие как скрепляющие шурупы и т.п.

Удаление внутримедуллярного гвоздя после того, как кость срослась, также является процедурой, требующей сравнительно высокой степени усилий. Гвоздь заклинен в медуллярной полости и должен быть выбит из полости с использованием специальных инструментов и с приложением сравнительно больших усилий. Опять-таки в этом процессе медуллярная полость может испытывать значительные повреждения.

Из DE-C-32 01 056 известен внутримедуллярный гвоздь, в котором стержень состоит из полого корпуса, выполненного из сплава с памятью формы, который может принимать две возможные формы в зависимости от температуры. Затем, когда он уже установлен, внутримедуллярный гвоздь может быть преобразован из имеющего малое поперечное сечение в имеющий большое поперечное сечение, и наоборот. Недостаток этого существующего типа внутримедуллярного гвоздя заключается в том, что применение тепла, требуемого для расширения диаметра стержня гвоздя, также вызывает термический стресс в кости и в костном мозге.

Гвоздь в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения известен из патента США 5102413. В этом известном гвозде единая расширяющаяся камера окружает основное тело гвоздя полностью.

Задачей настоящего изобретения является создание гвоздя для фиксации положения и формы сломанных длинных костей, который обеспечивает хорошую стабилизацию, может быть имплантирован без значительных повреждений в медуллярной полости и который также не создает никакого термического стресса в кости и костном мозге.

Эта задача решается в соответствии с изобретением с помощью гвоздя, имеющего характеристики, описанные в п. 1 формулы изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением, гвоздь в нерасширенном состоянии, т. е. пока он еще имеет малый диаметр, может быть введен через сравнительно небольшой корковый канал внутрь медуллярной полости. Нет необходимости рассверливать медуллярную полость, повреждая тем самым большие ее секции. Когда гвоздь полностью имплантирован, поперечное сечение расширяется без применения тепла до требуемого размера в целях стабилизации сломанной кости. Поддерживающие усилия тогда распределяются по большой области. Вращательная стабильность также достигается через контакт поверхностей и через последующую адаптацию к данной форме медуллярной полости.

Поскольку увеличение поперечного сечения обратимо, как описано в п. 2 формулы изобретения, имплантант может быть удален способом, который особенно безопасен для тканей, когда кость срастается.

Дальнейшие выгодные выполнения изобретения являются предметом остальных зависимых пунктов формулы изобретения.

Предпочтительные выполнения изобретения теперь будут описаны на основе приложенных чертежей, которые показывают: фиг. 1 - выполнение гвоздя в соответствии с изобретением, показанного в продольном сечении; фиг. 2 - поперечное сечение по линии В-В на фиг.1; фиг. 3 - поперечное сечение по линии А-А на фиг.1; фиг. 4 - еще одно поперечное сечение по линии А-А с убранными и расширенными элементами расширения; фиг. 5 - поперечное сечение, соответствующее сечению на фиг. 4, другого выполнения основного сечения стержня и элементов расширения; фиг. 6 - поперечное сечение, соответствующее сечению на фиг. 4, другого выполнения основного сечения стержня и элементов расширения; фиг. 7 - поперечное сечение, соответствующее сечению на фиг. 4, выполнения, имеющего центральный элемент расширения, с ребрами жесткости, радиально выступающими в осевом направлении, прикрепленными снаружи; фиг. 8 - поперечное сечение, соответствующее сечению на фиг. 4, выполнения, одинакового с выполнением на фиг. 7, имеющего ребра жесткости, выполненные вместе с центральным элементом расширения в конфигурации, одинаковой с конфигурацией на фиг. 7; фиг. 9 - поперечное сечение, соответствующее сечению на фиг. 4, выполнения с элементами расширения, сложенными на нем в нерасширенном состоянии;
фиг. 10 - выполнение клапана в продольном сечении, использованного в головке гвоздя, показанного на фиг. 1;
фиг. 11 - вид, соответствующий виду на фиг. 10, выполнения, в котором головка гвоздя изготовлена как часть клапана;
фиг. 12 - выполнение, одинаковое с выполнением на фиг. 11, имеющее сферу вместо поршня как уплотняющее тело;
фиг. 13 - выполнение, имеющее пригодную для протыкания мембрану вместо клапана;
фиг. 14 - вид в изометрии гвоздя по фиг. 1;
фиг. 15а и 15b - выполнение гвоздя в соответствии с изобретением в продольном сечении и частичном виде сбоку соответственно с винтовым концом;
фиг. 16а и 16b - вид сбоку и вид спереди, со стороны винтового конца гвоздя, имеющего выступающие элементы на конце.

Гвоздь для длинных костей, как показано на фиг.1, содержит стержень 1, имеющий центральную основную секцию 2, выполненную предпочтительно из совместимого с тканями пластика. Эта основная секция 2 практически стабильна по своим размерам, но предпочтительно обладает определенной упругостью на изгиб. В выполнении, показанном здесь, она круглая в поперечном сечении и снабжена тремя канавками 3, идущими вдоль по длине и разнесенными на 120^o друг от друга снаружи по окружности секции. В этих канавках установлены трубчатые (камероподобные) элементы 4 расширения, также предпочтительно выполненные из совместимого с тканями пластика, которые предпочтительно являются эластично расширяемыми в поперечном сечении. Таким образом, элементы 4 расширения расположены вокруг основной секции 2 и вытянуты по длине стержня 1. При отсутствии внутреннего давления элементы 4 расширения предпочтительно не выступают из внешнего контура основной секции 2. Головка 5 гвоздя выполнена как приемник для наполняющего и разгружающего клапана, как показано на фиг. 10, и снабжена соответствующей резьбой 6 для клапана. На конце гвоздя расположена концевая насадка 7, предпочтительно конической формы, для облегчения введения гвоздя. Насадка предпочтительно содержит металлический штырь 8, который виден при рентгеноскопии, облегчая введение гвоздя. Также возможно использование металлической полоски, тянущейся по всей длине гвоздя.

Когда в элементах 4 расширения, каждый из которых имеет форму камеры, при нахождении их в кости создается внутреннее давление путем закачивания в них газа или жидкости - с медицинской точки зрения идеален физиологический раствор соли - они расширяются в радиальном направлении, как показано на фиг. 4, так что поперечное сечение стержня 1 гвоздя увеличивается по всей окружности. Формируется структура с формой примерно в виде звезды в поперечном сечении. Части, выступающие дальше всего, заполняют только часть описанного вокруг них поперечного сечения, так что остается достаточно пространства, в которое может быть перемещен костный мозг. На тип и размер области контакта с костью можно повлиять путем изменения поперечного сечения элементов расширения. Упругость на изгиб основной секции 2 и, таким образом, стержня 1 в целом позволяет стержню также следовать неровностям медуллярной полости и совместно с характером элементов расширения гарантирует однородный контакт с костью в продольном направлении.

Фиг. 5 показывает выполнение, в котором элементы расширения, сходные с камерами, имеют форму не гибких элементов, но сложенных элементов, которые в этом случае лежат в вогнутых канавках 3 в отсутствие давления.

Фиг. 6 показывает выполнение, в котором элементы расширения сложены в отсутствие давления, и когда они расширены для формирования формы треугольного поперечного сечения с закругленными концами.

Фиг. 7-9 показывают выполнение стержня 1 гвоздя, в котором центральная основная секция в виде, описанном выше, отсутствует. Вместо этого центральный элемент формируется расширяющимся или в состоянии отсутствия давления сложенным трубчатым элементом 4 расширения, расположенным вдоль продольной оси стержня 1. По окружности элемента 4 расширения сформированы вместе с ним или прикреплены к нему ребра 10, расположенные вдоль продольной оси стержня 1 и радиально выступающие наружу за элемент 4, причем упомянутые ребра стабильны по размерам и имеют требуемую упругость на изгиб. Когда на элементы 4 расширения не воздействуют давлением, ребра 10 расположены близко друг к другу и образуют стержень с малым поперечным сечением. Когда элемент 4 расширения наполняется газом или жидкостью, в особенности физиологическим раствором поваренной соли, расширенный в поперечном сечении элемент 4 расширения определяет поперечное сечение стержня гвоздя, и прикрепленные ребра 10, которые являются элементами, контактирующими с костью, продолжают обеспечивать жесткость стержня гвоздя.

Гвоздь имеет в своей головке 5 клапан для введения или удаления жидкости или газа с целью увеличения или уменьшения размера поперечного сечения стержня гвоздя. Для расширения стержня гвоздя, например, использован клапан в головке 5 гвоздя, как показано на фиг. 10. В выполнениях, показанных на фиг. 11 и 12, головка 5 гвоздя выполнена таким образом, что она сама является частью клапана. Тот же клапан также используется для устранения давления в элементе или элементах 4 расширения, т.е. для изъятия среды расширения, которой был(и) заполнен(ы) упомянутый(ые) элемент или элементы.

В особенно выгодном выполнении изобретения, как показано на фиг. 13, головка 5 гвоздя содержит только пригодную для протыкания мембрану 12 для полой иглы 14, посредством которой жидкость или газ могут быть закачаны внутрь для заполнения элементов расширения. Когда они расширены, полая игла 14 вынимается и пригодная для протыкания мембрана 12 автоматически герметизируется. Для удаления расширяющей жидкости, когда процесс срастания завершен, полая игла снова вводится через мембрану и жидкость снова удаляется. Таким образом элементы 4 расширения могут быть возвращены в нерасширенное состояние, когда гвоздь еще установлен в кости.

Фиг. 14 показывает вид в изометрии гвоздя в продольном сечении фиг. 1. Гвоздь имеет обычную длину от 25 до 35 см в соответствии с длиной бедренной кости.

Фиг. 15а и 15b показывают выполнение гвоздя, имеющего винтовой конец 16, который допускает специальное крепление гвоздя в кости, что осуществляется также приспособлением 18 с распорками, показанным в выполнении, проиллюстрированном на фиг. 16а и 16b.

В предпочтительной конструкции гвоздь выполнен из материала, который может рассасываться телом. Это делает ненужным удаление гвоздя после того, как срастание закончилось.

Формула изобретения

1. Гвоздь для фиксации положения и формы сломанных длинных костей, имеющий стержень (1) с центральной основной секцией (2) и камероподобный элемент (4) расширения, установленный в основной секции и вытянутый по длине стержня, причем в упомянутом элементе расширения посредством жидкости или газа может быть создано внутреннее давление, когда он находится в кости, что заставляет его расширяться в радиальном направлении, отличающийся тем, что несколько элементов (4) расширения расположены вокруг основной секции и вытянуты по длине стержня.

2. Гвоздь по п. 1, отличающийся тем, что элемент или элементы (4) расширения может(гут) быть возвращены в нерасширенное состояние, когда гвоздь еще установлен в кости.

3. Гвоздь по п. 1 или 2, отличающийся тем, что гвоздь имеет в своей головке клапан для введения или удаления жидкости или газа с целью увеличения или уменьшения размера поперечного сечения стержня гвоздя.

4. Гвоздь по п. 1 или 2, отличающийся тем, что гвоздь имеет в своей головке пригодную для протыкания мембрану (12) для введения полой иглы (14) с целью введения или удаления жидкости или газа.

5. Гвоздь по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что гвоздь имеет винтовой конец (16).

6. Гвоздь по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что гвоздь имеет конец с приспособлением (18) с распорками.

7. Гвоздь для фиксации положения и формы сломанных длинных костей, содержащий стержень (1), имеющий камероподобный элемент расширения, расположенный вдоль продольной оси стержня и выполненный с возможностью наполнения его внутренней полости и увеличения поперечного сечения в радиальном направлении путем подачи текучей среды внутрь указанного элемента расширения при размещении стержня в кости, отличающийся тем, что указанный элемент расширения содержит ребра (10), расположенные вдоль указанной продольной оси и радиально выступающие наружу за указанный элемент расширения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16