Устройство для остеосинтеза

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии. Изобретение обеспечивает возможность перемещения по нескольким осям и фиксации костных винтов в устойчивом состоянии под углом относительно костной пластины без необходимости каких-либо дополнительных механических элементов. Устройство содержит сквозное отверстие, выполненное с возможностью размещения регулируемой по нескольким осям втулки для костного винта и втулку, выполненную с возможностью введения в сквозное отверстие, имеющую центральный канал, выполненный с возможностью размещения в нем костного винта. Сквозное отверстие имеет центральную ось. Канал имеет продольную ось. Периферийная наружная сторона втулки выполнена с возможностью вхождения в контакт с внутренней поверхностью сквозного отверстия. Втулка выполнена с возможностью радиального сжатия и радиального расширения. Поперечное сечение, проходящее перпендикулярно центральной оси, имеет не круговую форму. Поперечное сечение втулки, проходящее перпендикулярно продольной оси, имеет форму, которая по существу соответствует форме поперечного сечения сквозного отверстия, так что втулка, введенная в сквозное отверстие, защищена от поворота относительно продольной оси, одновременно сохраняя возможность регулирования своей угловой ориентации относительно сквозного отверстия. 32 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к устройству для остеосинтеза согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Узлы такого типа служат для свинчивания вместе элементов, таких как стеблевые винты или стеблевые крюки, неподвижно в нескольких осевых направлениях и используются, в частности, в области позвоночника. Однако их можно применять также для наложения пластин. Дополнительные области применения включают их использование в комбинации с наружными фиксаторами и межпозвоночными имплантатами.

Устройство этого типа уже известно из US 6235033, в котором головка винта и отверстие костной пластины удерживаются вместе с помощью регулируемой по углу кольцевой втулки, которую можно сжимать и разжимать с помощью прорези для обеспечения улучшенного закрепления винта в пластине. Однако это известное устройство имеет тот недостаток, что используемая втулка имеет круговую форму, так что она может поворачиваться вместе с винтом при ввинчивании винта, что затрудняет его фиксацию внутри пластины. Втулка может даже полностью поворачиваться внутри отверстия в пластине, так что ее неправильная сторона обращена вверх (внутренний конус сужается в неправильном направлении).

Приведенное выше указание уровня техники предназначено лишь для иллюстрации фона изобретения и не означает, что в момент подачи данная заявка или ее приоритет уже были опубликованы в уровне техники или были известны из других источников.

Изобретение предназначено для устранения этого недостатка. В соответствии с этим целью данного изобретения является создание устройства для остеосинтеза, в котором обеспечивается возможность перемещения по нескольким осям и фиксации костных винтов в устойчивом состоянии под углом относительно костной пластины без необходимости каких-либо дополнительных механических элементов.

Согласно изобретению эта задача решена с помощью устройства, имеющего признаки пункта 1 формулы изобретения.

В последующем понятие «не круговое» распространяется на любое поперечное сечение, отклоняющееся от точно круговой поверхности, и относится, в частности, к призматическим или эллиптическим поперечным сечениям.

Обеспечиваемые этим преимущества состоят в том, что втулка больше не может поворачиваться вокруг своей собственной оси во время ввинчивания винта в кость. Поворот указанной втулки в действительности не приводит больше к относительному перемещению между втулкой и винтом, поэтому нет необходимости в раздвигании втулки и, следовательно, становится возможной фиксация винта. Другое преимущество состоит в том, что в отличие от устройства согласно US 6235033, нет необходимости в дополнительном фиксирующем винте.

В одном частном варианте выполнения поперечное сечение сквозного отверстия, образованного в устройстве для остеосинтеза, которое реализовано предпочтительно в виде костной пластины, является многоугольным, предпочтительно шестиугольным, так что указанное сквозное отверстие имеет форму призмы, предпочтительно шестиугольной призмы. В случае шестиугольного выполнения костный винт можно одновременно перемещать в трех плоскостях внутри шестиугольного сквозного отверстия, что обеспечивает возможность регулирования и фиксации винта под любым желаемым углом. Указанный угол ограничен лишь толщиной пластины и упиранием втулки в уменьшенное поперечное сечение. Естественно, можно использовать также костные пластины, имеющие несколько сквозных отверстий.

В другом варианте выполнения диаметр центрального отверстия втулки сужается в одном направлении, а канал предпочтительно выполнен в форме конуса. Эта конфигурация позволяет расширять втулку с помощью соответствующего противоконуса. Однако канал, образованный во втулке, можно выполнять также с круговой цилиндрической формой.

Канал втулки предпочтительно снабжен внутренней винтовой резьбой. Это обеспечивает фиксацию втулки.

Проходящее перпендикулярно центральной оси поперечное сечение сквозного отверстия, образованного в устройстве остеосинтеза, которое реализовано предпочтительно в виде костной пластины, может иметь также эллиптическую форму.

В специальном варианте выполнения поперечное сечение сквозного отверстия состоит из двух неполных полукругов, соединенных друг с другом с помощью некруговых линий. В этом случае втулка снабжена двумя выступами, образованным на ее наружной поверхности, которые можно вводить в канавки, образованные в сквозном отверстии с помощью некруговых линий.

Для обеспечения возможности радиального сжатия и радиального расширения втулка может быть снабжена непрерывной прорезью, проходящей предпочтительно параллельно продольной оси втулки. В качестве альтернативного решения втулка может иметь также несколько ненепрерывных прорезей, проходящих предпочтительно параллельно продольной оси.

Поверхность втулки, предпочтительно в зоне ее периферийной наружной стороны, выполнена подходящим образом шершавой, например, с помощью пескоструйной обработки. Сквозное отверстие, образованное в костной пластине, может быть выполнено также шершавым, например, с помощью пескоструйной обработки. Однако поверхность втулки, предпочтительно в зоне ее периферийной наружной стороны, может быть также снабжена частью с макроструктурой, например, в виде периферийных гребней. Преимущество этой конфигурации состоит в возможности сцепления между втулкой и костной пластиной.

В другом специальном варианте выполнения сквозное отверстие, образованное в устройстве остеосинтеза, которое реализовано предпочтительно в виде костной пластины, сужается в направлении нижней поверхности, а также предпочтительно в направлении верхней поверхности, что приводит к уменьшению поперечного сечения, что предотвращает выпадение или выдавливание втулки. Уменьшенное поперечное сечение сквозного отверстия и сжимаемость втулки выбирают предпочтительно так, что все еще возможно введение сжатой втулки в сквозное отверстие.

Форма периферийной наружной стороны втулки является выпуклой и предпочтительно цилиндрической.

Устройство остеосинтеза, по меньшей мере, в зоне своего сквозного отверстия, а также в зоне своей периферийной наружной стороны предпочтительно состоит из разных материалов, предпочтительно материалов, отличающихся друг от друга твердостью. Втулка может состоять, например, из биосовместимого пластмассового материала, а устройство остеосинтеза (например, костная пластина) - из биосовместимого металла. Однако втулка может быть также выполнена из металла, а устройство остеосинтеза - из пластмассового материала, предпочтительно армированного пластмассового материала. Различные материалы приводят к пластической деформации и, тем самым, к усилению сцепления.

Высота втулки, измеренная в направлении продольной оси, должна быть меньше высоты сквозного отверстия, образованного в костной пластине, измеренной в направлении центральной оси. Высота втулки составляет между 40 и 85%, предпочтительно между 45 и 65% высоты сквозного отверстия.

Костный винт, подлежащий введению во втулку, предпочтительно имеет коническую винтовую головку, которая снабжена наружной винтовой резьбой. Преимущество этой конфигурации состоит в возможности выполнения раздвигания и фиксации втулки в одной стадии.

Ниже приводится подробное описание со ссылками на чертежи, на которых изображены несколько вариантов выполнения. Все варианты выполнения относятся к устройству остеосинтеза, реализованному в виде костной пластины. Аналогичные применения возможны для стеблевых винтов, стеблевых крюков, наружных фиксаторов или межпозвоночных имплантатов.

На чертежах изображено:

фиг.1 - устройство остеосинтеза, реализованное в виде костной пластины, в изометрической проекции;

фиг.2 - разрез костной пластины согласно фиг.1, с введенной в нее втулкой;

фиг.3 - втулка для использования с устройством остеосинтеза, в изометрической проекции;

фиг.4 - горизонтальный разрез втулки согласно фиг.3;

фиг.5 - втулка для использования с устройством остеосинтеза, в изометрической проекции;

фиг.6 - горизонтальный разрез варианта выполнения костной пластины;

фиг.7 - втулка для использования с устройством остеосинтеза, которая сопрягается с костной пластиной согласно фиг.6, в изометрической проекции;

фиг.8 - продольный разрез костного винта, используемого с устройством остеосинтеза.

Устройство для остеосинтеза, показанное на фиг.1-4, состоит из костной пластины 1, включающей нижнюю поверхность 2, предназначенную для опоры на кость, верхнюю поверхность 3 и сквозное отверстие 4, соединяющее нижнюю поверхность 2 с верхней поверхностью 4, выполненное с возможностью размещения регулируемой по нескольким осям втулки 10 для костного винта 20 (смотри фиг.8), при этом сквозное отверстие 4 имеет центральную ось 5. Втулка 10 (смотри фиг.3), выполненная с возможностью введения в сквозное отверстие 4, имеет центральный канал 11 для приема костного винта 20 (смотри фиг.8), при этом канал 11 имеет продольную ось 12, а также периферийную наружную сторону 17, выполненную с возможностью вхождения в контакт с внутренней поверхностью сквозного отверстия 4. При этом сквозное отверстие 4 снабжено покрытием, выполненным из более твердого материала, чем устройство для остеосинтеза. Поверхность втулки 10, предпочтительно в зоне своей периферийной наружной стороны 17, снабжена покрытием, выполненным из более твердого материала, чем втулка 10. Внутренняя поверхность сквозного отверстия 4 является вогнутой, а периферийная наружная сторона 17 втулки является призматической.

Втулка 10 имеет непрерывную прорезь 13 для обеспечения возможности радиального сжатия и радиального расширения. Сквозное отверстие 4 в костной пластине 1 снабжено в направлении нижней поверхности 2 и в направлении верхней поверхности 3 уменьшенным поперечным сечением 9 для предотвращения выпадения или выталкивания втулки 10. Уменьшенное поперечное сечение 9 сквозного отверстия 4 и сжимаемость втулки 10 предпочтительно выбраны так, что все еще возможно вводить сжатую втулку 10 в сквозное отверстие 4.

Как показано на фиг.3, поверхность втулки 10 снабжена в зоне ее периферийной наружной стороны частью с макроструктурой в виде периферийных гребней 18. В соответствии с этим сквозное отверстие 4 костной пластины 1 снабжено частью с макроструктурой в виде периферийных гребней 19 (смотри фиг.2).

Как показано на фиг.4, поперечное сечение 6 сквозного отверстия 4, проходящее перпендикулярно центральной оси 5, имеет приблизительно шестиугольную, т.е. не круговую форму. Поперечное сечение 6 втулки 10, проходящее перпендикулярно продольной оси 12, имеет форму, по существу соответствующую форме поперечного сечения 6 сквозного отверстия 4 костной пластины 1, так что втулка 10 при размещении в сквозном отверстии 4 является устойчивой к повороту относительно своей продольной оси 12, одновременно оставаясь регулируемой внутри сквозного отверстия 4 в отношении своей угловой ориентации относительно костной пластины 1. Как показано на фиг.2, диаметр канала 11 сужается в направлении нижней поверхности 2 костной пластины 1, так что канал 11 имеет конусную форму. Дополнительно к этому канал 11 снабжен внутренней винтовой резьбой 15. Кроме этого, сквозное отверстие 4 и втулка 10 имеют форму, напоминающую зубчатое колесо.

На фиг.5 показан другой вариант выполнения втулки 10, которая содержит несколько глухих прорезей 14, проходящих параллельно продольной оси 12. Это обеспечивает радиальное сжатие и радиальное расширение втулки 10, не имеющей неразрезной прорези.

На фиг.6 и 7 показан другой вариант выполнения втулки 10 и соответствующей костной пластины 1, в которой поперечное сечение 6 сквозного отверстия 4 задано двумя неполными полукругами 7, соединенными друг с другом с помощью двух некруговых линий 8. В соответствии с этим втулка, показанная на фиг.7, имеет форму кольца, периферийная наружная сторона 17 которого является сферической и снабжена двумя диаметрально противоположными полукруглыми выступами 26. Два выступа 26 размещаются в канавках, образованных некруговыми линиями 8 внутри сквозного отверстия 4 костной пластины 1, которое также является сферическим. При вставлении в костную пластину втулка 10 способна поворачиваться как вокруг двух выступов 26, так и перпендикулярно к оси поворота, так что возможны перемещения регулирования во всех направлениях, за исключением движения в плоскости пластины (карданное соединение).

Во втулке 10 можно размещать костный винт 20, показанный на фиг.8, Костный винт 20 имеет резьбовой стержень (21), обеспечивающий анкеровку внутри кости, ось 23 винта и головку 22 винта для введения в центральный канал 11 втулки 10, которая по существу соответствует форме канала 11. Поперечное сечение головки 22 винта, которое проходит перпендикулярно оси 23 винта, имеет сужающуюся часть вблизи стержня 21 винта с образованием конуса. Головка 22 винта снабжена наружной винтовой резьбой 21, которая соответствует внутренней винтовой резьбе 15 втулки 10. Дополнительно к этому головка 22 винта снабжена шестигранным гнездом для приема торцевого ключа (не изображен на чертеже).

Ниже приводится краткое описание клинического использования устройства остеосинтеза.

Втулку 10 предварительно монтируют в костной пластине 1 или в захвате. Поэтому нет необходимости во вставлении ее хирургом. Костную пластину с предварительно смонтированными втулками накладывают на кость. Это можно выполнять перед или после восстановления нормального положения различных фрагментов кости или позвоночных тел.

Имеются три различных сценария для размещения костных винтов:

a) сверление, нарезание резьбы, ввинчивание;

b) сверление, ввинчивание (с использованием самонарезающих винтов), или

c) ввинчивание (с использованием самосверлящих и самонарезающих винтов).

Можно использовать также устройства наведения или кондукторные втулки. Естественно, нельзя использовать неподвижные устройства наведения, поскольку это будет означать отказ от преимущества регулируемого по углу винта, однако такое устройство наведения полезно в тех случаях, в которых является желательным ограничение диапазона регулирования. Кондукторные втулки необходимы в тех случаях, когда используют несамосверлящие винты и необходимо просверливать отверстие перед введением винта. В этих случаях кондукторные втулки служат для предотвращения повреждения мягких тканей.

Имеются, в основном, два возможных пути размещения нескольких костных винтов:

A) если восстановление нормального положения кости выполнено перед наложением пластины, то винты можно сразу же затягивать,

B) в случаях, когда восстановление нормального положения кости выполняют после наложения пластины, то сначала винты ввинчивают лишь настолько, чтобы зафиксировать пластину на кости, после чего выполняют восстановление нормального положения или коррекцию кости и затем поворачивают винты на несколько угловых градусов для фиксирования внутри пластины.

1. Устройство для остеосинтеза, содержащее

сквозное отверстие (4), выполненное с возможностью размещения регулируемой по нескольким осям втулки (10) для костного винта (20), при этом сквозное отверстие (4) имеет центральную ось (5), втулку (10), выполненную с возможностью введения в сквозное отверстие (4), имеющую центральный канал (11), выполненный с возможностью размещения в нем костного винта (20), при этом канал (11) имеет продольную ось (12), причем периферийная наружная сторона (17) втулки (10) выполнена с возможностью вхождения в контакт с внутренней поверхностью сквозного отверстия (4), отличающееся тем, что втулка (10) выполнена с возможностью радиального сжатия и радиального расширения, поперечное сечение (6), проходящее перпендикулярно центральной оси (5), имеет некруговую форму и поперечное сечение втулки (10), проходящее перпендикулярно продольной оси (12), имеет форму, которая, по существу, соответствует форме поперечного сечения (6) сквозного отверстия (4), так что втулка (10), введенная в сквозное отверстие (4), защищена от поворота относительно продольной оси (12), одновременно сохраняя возможность регулирования своей угловой ориентации относительно сквозного отверстия (4).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечное сечение (6) сквозного отверстия (4) имеет многоугольную, предпочтительно шестиугольную, форму.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что сквозное отверстие (4) имеет форму призмы, предпочтительно шестиугольной призмы.

4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что сквозное отверстие (4) и втулка (10) имеют форму, напоминающую зубчатое колесо.

5. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что диаметр канала

(11) сужается в одном направлении и канал (11) предпочтительно выполнен в форме конуса.

6. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что канал (11) втулки (10) выполнен с круговой цилиндрической формой.

7. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что канал (11) имеет внутреннюю винтовую резьбу.

8. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что поперечное сечение (6) сквозного отверстия (4) имеет эллиптическую форму.

9. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что поперечное сечение (6) сквозного отверстия (4) задано двумя неполными полукругами (7), соединенными друг с другом с помощью некруговых линий (8).

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что втулка (10) имеет непрерывную прорезь (13).

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, непрерывная прорезь (13) проходит параллельно продольной оси втулки (12).

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что втулка (10) имеет несколько глухих прорезей (14), проходящих предпочтительно параллельно продольной оси (12).

13. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что поверхность втулки (10) предпочтительно в зоне ее периферийной наружной стороны (17) выполнена шершавой предпочтительно с помощью пескоструйной обработки.

14. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что поверхность втулки (10) предпочтительно в зоне своей периферийной наружной стороны (17) снабжена покрытием, выполненным из более твердого материала, чем втулка (10).

15. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что поверхность втулки (10) предпочтительно в зоне своей периферийной наружной стороны (17) снабжена частью с макроструктурой предпочтительно в виде периферийных гребней (18).

16. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что сквозное отверстие (4) выполнено шершавым предпочтительно с помощью пескоструйной обработки.

17. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что сквозное отверстие (4) снабжено покрытием, выполненным из более твердого материала, чем устройство для остеосинтеза.

18. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что сквозное отверстие (4) снабжено частью с макроструктурой предпочтительно периферийными гребнями (19).

19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сквозное отверстие (4) снабжено в направлении нижней поверхности, а также предпочтительно в направлении верхней поверхности уменьшенным поперечным сечением (9), выполненным с возможностью предотвращения выпадения или выдавливания втулки (10).

20. Устройство по пп.10 и 19, отличающееся тем, что уменьшенное поперечное сечение (9) сквозного отверстия (4) и сжимаемость втулки (10) адекватно согласованы друг с другом так, что все еще возможно введение сжатой втулки (10) в сквозное отверстие (4).

21. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что периферийная наружная сторона (17) втулки (10) имеет выпуклую форму.

22. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что внутренняя поверхность сквозного отверстия (4) является вогнутой и что периферийная наружная сторона (17) втулки является призматической.

23. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что устройство для остеосинтеза по меньшей мере в зоне своего сквозного отверстия (4) и втулка (10) по меньшей мере в зоне своей периферийной наружной стороны (17) состоят из разных материалов, при этом указанные материалы предпочтительно имеют разную твердость.

24. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что устройство для остеосинтеза состоит из пластмассового материала, предпочтительно армированного пластмассового материала, а втулка (10) - из металла.

25. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что высота втулки (10), измеренная в направлении ее продольной оси (12), меньше высоты сквозного отверстия (4), измеренной в направлении его центральной оси (5).

26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что высота втулки (10) составляет между 40 и 85%, предпочтительно между 45 и 65% высоты сквозного отверстия (4).

27. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно содержит костный винт (20), имеющий резьбовой стержень (21) для анкеровки внутри кости, ось (23) винта и головку (22) винта, выполненную с возможностью введения в центральный канал (11) втулки (10), при этом указанная головка винта, по существу, соответствует форме канала (11).

28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что поперечное сечение головки (22) винта, проходящее перпендикулярно оси (23) винта, сужается в направлении резьбового стержня (21), при этом сужение является коническим.

29. Устройство по.п.27, отличающееся тем, что головка (22) винта снабжена наружной винтовой резьбой (24).

30. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что устройство для остеосинтеза является костной пластиной (1), включающей нижнюю поверхность (2), выполненную с возможностью опоры на кость, верхнюю поверхность (3) и по меньшей мере одно сквозное отверстие (4), соединяющее нижнюю поверхность (2) с верхней поверхностью (3).

31. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что устройство для остеосинтеза является стеблевым винтом или стеблевым крюком.

32. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что устройство для остеосинтеза является наружным фиксатором.

33. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что устройство для остеосинтеза является межпозвоночным имплантатом.