Устройство для внутрикостного блокирующего остеосинтеза большеберцовой кости

 

Изобретение относится к травматологии, ортопедии и может применяться при лечении переломов, остеотомий, несращений и ложных суставов большеберцовой кости. Техническим результатом от использования изобретения является повышение надежности и уменьшение травматичности внутрикостного остеосинтеза большеберцовой кости. Устройство для блокирующего внутрикостного остеосинтеза большеберцовой кости выполнено в виде стержня с отверстиями для блокирования, расположенными в верхней и нижней частях. Нижняя часть стержня выполнена с поперечным сечением в форме шестиугольника, две противоположные стороны которого имеют больший размер, чем остальные. Оси отверстий нижней части стержня расположены перпендикулярно к противолежащим сторонам, имеющим больший размер, чем остальные. 6 ил.

Изобретение относится к травматологии, ортопедии и может применяться при лечении переломов, остеотомий, несращений и ложных суставов большеберцовой кости.

Известен универсальный большеберцовый гвоздь [1], представляющий собой трубку с поперечным сечением в форме листа клевера и прорезью по всей длине конструкции. В верхнем и нижнем концах гвоздя выполнены отверстия 5,0 мм для введения блокирующих болтов.

Конструкция имеет следующие недостатки.

1. Большая жесткость гвоздя на изгиб во всех плоскостях, проходящих через его центральную продольную ось, обусловленная как размерами, так и формой поперечного сечения конструкции. Отсутствие возможности гвоздя в достаточной степени упруго деформироваться, не заклиниваясь и не повреждая отломки при введении в искривленный канал большеберцовой кости, приводит к необходимости рассверливания костной полости с целью приблизить ее форму к геометрии гвоздя. Рассверливание значительно увеличивает травматичность внутрикостного остеосинтеза, приводя к некрозу 50-70% компактной кости, что, в свою очередь, существенно повышает риск инфекционных осложнений, замедленной консолидации и несращений.

2. Низкий полярный момент инерции поперечного сечения гвоздя, обусловленный наличием прорези по всей длине конструкции и, как следствие, значительная деформация гвоздя под действием скручивающих моментов при его введении в канал большеберцовой кости. Интраоперационная деформация кручения делает невозможным выполнение в показанных случаях блокирования нижнего конца гвоздя (дистального блокирования) шурупами с использованием направляющих устройств, присоединенных к верхнему концу конструкции. Дистальное блокирование выполняется в условиях рентгенологического контроля с применением электронно-оптического преобразователя (ЭОПа), что сопровождается лучевой нагрузкой на пациента и операционную бригаду.

3. Трубчатое строение гвоздя, т.е. наличие в нем полости, играющей роль мертвого пространства, где могут расти бактерии, а защита минимальна, также увеличивает риск инфекционных осложнений.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является большеберцовый стержень [2], не требующий рассверливания (UTN), который на наибольшем своем протяжении имеет монолитное поперечное сечение в форме треугольника с изогнутым основанием и максимальными размерами 8 и 9 мм. Осевая и ротационная стабильность соединения стержня с отломками достигается только за счет блокирующих болтов, вводимых в 4-миллиметровые отверстия в верхнем и нижнем концах стержня во всех случаях остеосинтеза им.

Недостатками данной конструкции являются следующие.

1. Значительная по величине (до 19 мм в переднезаднем и до 14 мм в боковом направлениях) и непредсказуемая по направлению деформация изгиба стержня при введении его в канал большеберцовой кости, являющаяся следствием неоптимального сочетания геометрических и механических свойств стержня и анатомических особенностей канала большеберцовой кости. Выполнение дистального блокирования в этих условиях становится возможным либо с использованием ЭОПа со всеми вытекающими отсюда указанными выше негативными последствиями, либо путем непосредственного определения величины отклонения нижнего конца стержня в плоскости, перпендикулярной направлению предполагаемого блокирования с целью внести корректировку в положение направляющего устройства, присоединенного к верхнему концу конструкции. Последний прием увеличивает травматичность операции, т. к. для его реализации необходимо сделать дополнительное крупное отверстие в большеберцовой кости.

2. Невозможность обеспечить ротационную стабильность соединения стержня с отломками большеберцовой кости без блокирующих болтов, что также обусловлено его формой и размерами поперечного сечения. Необходимость во всех случаях использования стержня, даже при опорных переломах, блокирования обоих его концов винтами повышает травматичность операции. Кроме того, перенос значительной внешней нагрузки на блокирующие болты с диаметром тела 3,4 мм и сам стержень на уровне отверстий, ослабляющих его поперечное сечение, приводит в 10,0-31,0% случаев к перелому блокирующих винтов, а в 0,6-6,0% случаев - к перелому стержня на уровне отверстия и, стало быть, потере стабильности соединения, что может быть причиной несращения, деформации, укорочения.

Техническим результатом от использования данного изобретения является повышение надежности, уменьшение травматичности внутрикостного остеосинтеза большеберцовой кости.

Данный технический результат достигается тем, что устройство для блокирующего внутрикостного остеосинтеза большеберцовой кости выполнено в виде стержня с отверстиями для блокирования в его верхней и нижней частях, при этом нижняя часть стержня выполнена с поперечным сечением в форме шестиугольника, две противолежащие стороны которого имеют больший размер, чем остальные, а оси отверстий нижней части стержня расположены перпендикулярно к этим противолежащим сторонам.

На фиг.1 представлено устройство для внутрикостного блокирующего остеосинтеза большеберцовой кости, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - взаимодействие проекций поперечных сечений канала большеберцовой кости на разных уровнях в плоскости, перпендикулярной оси суженного участка канала (истмальной оси); на фиг.6 - схема деформации устройства при введении в искривленный канал большеберцовой кости.

Устройство для блокирующего внутрикостного остеосинтеза выполнено в виде стержня с отверстиями для блокирования 1 в верхней 2 и нижней 3 частях, причем поперечное сечение нижней части выполнено в форме шестиугольника, имеющего две оси симметрии, две противолежащие стороны 4 и 5 которого имеют больший размер, чем остальные, и расположены перпендикулярно к осям отверстий.

Для доказательства достижения указанного технического результата рассмотрим трехмерную модель взаимодействия предлагаемого стержня с костным каналом большеберцовой кости (фиг.5 и 6) при условии, что размеры поперечного сечения стержня максимальны для данной кости, т.е. наибольший размер поперечного сечения стержня максимально приближен к размеру поперечного сечения узкой части канала (истмуса) в плоскости, параллельной широким граням конструкции. При этом ось стержня на уровне его взаимодействия с истмусом будет параллельна оси узкой части канала (истмальной оси). Можно спроецировать контуры поперечных сечений канала в зоне его сужения 6 (фиг.5 и 6), верхнего 7 и нижнего 8 расширений на плоскость, перпендикулярную истмальной оси, и систему координат с истмальной осью в центре. Видно, что размер зоны объединения проекций этих сечений канала (заштрихована на фиг.5), с которой стержень взаимодействует при введении в костную полость большеберцовой кости, уменьшен по сравнению с проекцией поперечного сечения истмуса за счет искривления канала 9 (фиг.5) в плоскости (показана стрелками), перпендикулярной медиальной грани большеберцовой кости, что имеет место в 69% наблюдений. В плоскости, параллельной медиальной грани большеберцовой кости, ее канал не искривлен, его проекционное изображение 10 (фиг.5) имеет форму "песочных часов", а размер зоны объединения проекций поперечных сечений канала Q на плоскость, перпендикулярную истмальной оси, максимален. Таким образом, стержень с поперечным сечением шестиугольной формы и двумя противолежащими широкими гранями при введении в костный канал этими гранями параллельно медиальной площадке большеберцовой кости будет подвергаться преимущественно деформации изгиба на величину Р (фиг.6) в плоскости, перпендикулярной медиальной грани большеберцовой кости, т.к. в этой плоскости ее канал имеет максимальное искривление, а стержень - минимальный размер поперечного сечения и, следовательно, наименьшую жесткость. В плоскости широких граней конструкция имеет наибольший размер и жесткость на изгиб, которая в зависимости от конкретных параметров костной полости и стержня может в несколько раз превышать жесткость на изгиб UTN. Благодаря этому, совмещая плоскость широких граней стержня с плоскостью, в которой канал имеет наибольший размер зоны объединения проекций сечений и не искривлен (плоскость, параллельная медиальной грани большеберцовой кости), удается избежать существенных деформаций изгиба стержня в плоскости его широких граней и решить задачу блокирования с применением направляющего устройства, присоединенного к верхнему концу устройства (не показано). Деформация изгиба стержня в плоскости, перпендикулярной его широким граням, не создает значимых препятствий для блокирования, т. к. оси отверстий для блокирования и, следовательно, плоскость введения блокирующих болтов F (фиг.6) совмещена с плоскостью деформации стержня. Отказ от использования ЭОПа и дополнительных измерительных отверстий в кости уменьшает лучевую нагрузку и травматичность операции. Уплощенная форма конструкции придает ей дополнительные антиротационные свойства при взаимодействии с искривленным каналом большеберцовой кости и стромой метаэпифизов. Это позволяет существенно снизить показания к использованию блокирования обоих концов устройства за счет перераспределения нагрузки с блокирующих компонентов на стержень, значительно в большей степени сопротивляющийся усталостным разрушениям, повысить надежность остеосинтеза и дополнительно уменьшить его травматичность.

С устройством работают следующим образом. Делают разрез длиной 2,5 см выше бугристости в проекции внутреннего края связки надколенника, которую оттягивают кнаружи. Над бугристостью ниже уровня плато на 1,0 см формируют канал в губчатой кости верхнего отломка в направлении костной полости. В сформированный канал вводят стержень до места перелома, совмещая его широкие грани с плоскостью, параллельной медиальной грани большеберцовой кости. После закрытой репозиции стержень продвигают в нижний отломок. По направителю вводят сначала спицу Киршнера или сразу блокирующий винт в отверстия нижнего конца стержня или обоих его концов.

Клинический пример. Больной А. 44 лет, госпитализирован 03.09.99 в БСМП им. Н. В. Соловьева (г. Ярославль) через 1 час после дорожно-транспортного происшествия. Диагноз - закрытый неосложненный многооскольчатый двойной перелом левой большеберцовой кости в с/3 и в/3, оскольчатый перелом в/3 левой малоберцовой кости со смещением. 20 дней лечился скелетным вытяжением. 23.09.99 выполнен закрытый внутрикостный остеосинтез предлагаемым устройством с проксимальным и дистальным блокированием винтами без ЭОПа (продолжительность операции - 1 ч 20 мин). Послеоперационное течение гладкое. Функции опоры и движения восстановлены в течение 10 недель. 26.01.2000 - удаление дистальных винтов с целью динамизации системы. Переломы срослись. Результат лечения по Шварцбергу - 3,0 (отлично).

Источники информации 1. Мюллер М.Е., Алльговер М., Шнайдер Р., Вилленеггер Х. Руководство по внутреннему остеосинтезу. - М.: Ad Marginem, 1996. - С. 296.

2. Мюллер М.Е., Алльговер М., Шнайдер Р., Вилленеггер Х. Руководство по внутреннему остеосинтезу. - М.: Ad Marginem, 1996. - С. 361 и 362.

Формула изобретения

Устройство для блокирующего внутрикостного остеосинтеза большеберцовой кости, выполненное в виде стержня с отверстиями для блокирования, расположенными в его верхней и нижней частях, отличающееся тем, что нижняя часть стержня выполнена с поперечным сечением в форме шестиугольника, две противолежащие стороны которого имеют больший размер, чем остальные, а оси отверстий нижней части стержня расположены перпендикулярно к этим противолежащим сторонам.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 16.06.2007

Извещение опубликовано: 27.01.2009        БИ: 03/2009

---