устройство зверева е.в. - дегтярева а.а. для накостного остеосинтеза

Формула изобретения

Устройство для накостного остеосинтеза, выполненное в виде пластины, содержащей отверстия под винты, оси которых расположены под разными углами к продольной оси пластины, отличающееся тем, что все отверстия выполнены резьбовыми, а их оси расположены в разных плоскостях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, и ортопедии и предназначено для оперативного лечения накостным остеосинтезом переломов, несращений, ложных суставов, остеотомии длинных костей.

Известна пластина /1/ прямоугольного поперечного сечения с круглыми отверстиями под винты, оси которых перпендикулярны центральным осям пластины. Винты, введенные в отверстия пластины, расположены перпендикулярно ей, отверстия в пластине не имеют резьбы. Соединение между отломками достигается путем прижатия пластины к поверхности кости головками винтов, введенных в кости.

Пластина имеет следующие недостатки.

1. Остеосинтез данной пластиной недостаточно надежный из-за опасности повреждения и рассасывания кости в местах резьбового соединения винтов с костью. Прочность остеосинтеза зависит от ряда факторов, в том числе от сил сжатия и трения между головками винтов, пластиной и поверхностью кости. Чем больше силы сжатия развивает винт по своей оси между резьбовым соединением с костью и пластиной, тем больше прижатие пластины к поверхности кости, больше трение и надежнее соединение. В то же время величина сил сжатия не должна превышать сопротивляемость кости разрушению /предел прочности/ в месте резьбового соединения ее с винтом. Опасные /запредельные/ напряжения в этом месте, приводящие к разрушению кости, рассасыванию ее, могут возникнуть во время операции при закручивании винта до упора, в послеоперационном периоде от возникновения дополнительных напряжений при функционировании конечности с исходом в несостоятельность остеосинтеза.

2. Повреждающее действие пластины на поверхность кости. Прижатие пластины к поверхности кости повреждает надкостницу, периостальное кровообращение, поверхность кости, ухудшая условия заживления перелома.

3. Повреждающее действие на поверхность кости способствует развитию несостоятельности остеосинтеза, снижая надежность операции. Кость рассасывается в местах давления на нее пластиной. В результате постепенно уменьшается расстояние между пластиной и резьбовым соединением винтов в кости, а значит, снижается сжимающее усилие вдоль винтов, снижается трение между пластиной и поверхностью кости, создавая условия для возникновения несостоятельности остеосинтеза.

4. Неодновременное противодействие резьбовых соединений винтов с костью внешним нагрузкам, что способствует возникновению несостоятельности остеосинтеза. Неравномерная передача сил через отломки на винты и пластину из-за отсутствия жесткой связи между винтами и пластиной приводит к концентрации перегрузок сначала в одном резьбовом соединении винта с костью, что постепенно приведет к ослаблению связи в этом месте из-за микропереломов и рассасывания кости. Это вызовет еще большую концентрацию нагрузок в другом резьбовом соединении, постепенное ослабление там связи, и так далее, с исходом в несостоятельность остеосинтеза.

5. Недостаточная сопротивляемость винтов выдергивающим силам, то есть силам, смещающим отломки в сторону пластины или от нее, из-за перпендикулярного расположения их к центральной продольной оси пластины и кости.

Известны пластины Перрена /2/ с овальными отверстиями, что позволяет ввести винты под углом к центральным осям пластины и кости. Это увеличивает сопротивляемость винтов выдергивающим силам. В остальном эти пластины имеют те же недостатки, что и вышеописанная пластина, являясь недостаточно надежными для целей остеосинтеза.

Известна пластина LC-DCP /3/ с овальными отверстиями под винты, отличающаяся от второго аналога выемками со стороны контакта с костью для снижения повреждающего действия на поверхность кости.

Из-за недостатков, присущих этой пластине, так же, как и у первого аналога /п. п. 1, 2, 4/, вследствие отсутствия жесткого узла связи между пластиной и винтами, остеосинтез ее недостаточно надежен. Наличие выемок на теле пластины ослабляет ее, подвергая опасности усталостного перелома.

Известно устройство для накостного остеосинтеза - пластина ЦИТО-СОАН /4/. Это пластина с отверстиями под крепежные и прижимные винты. Все отверстия круглые, их продольные оси перпендикулярны центральным осям пластины. Под крепежные винты предусмотрены отверстия без резьбы, расположенные в шахматном порядке. Соосно с этими отверстиями в ближнем кортикале высверливают скользящие отверстия, а в дальних формируют резьбовые. С помощью крепежных винтов пластину плотно прижимают к поверхности кости. Под прижимные винты предусмотрены круглые отверстия с резьбой, расположенные в два ряда: в середине и на концах пластины. Пластину дополнительно фиксируют прижимными винтами через резьбовые отверстия в самой пластине и в ближнем кортикале.

Из-за отсутствия жесткого узла связи между крепежными винтами и пластиной данное устройство имеет те же недостатки, что и первый аналог, а значит, не может считаться надежным для целей остеосинтеза. Прижимные винты не усиливают и не ослабляют сжатие, развиваемое винтами между костью и пластиной, потому что сжимающее действие прижимных винтов ограничивается промежутком между их головками и пластиной.

Наиболее близким по технической сущности аналогом к заявляемому устройству является хирургическая компрессирующая пластина /5/, выполненная с резьбовыми отверстиями под установочные винты, расположенными на ее концах, оси которых перпендикулярны центральной продольной оси пластины, а также имеющей цилиндрические отверстия без резьбы под крепежные винты, оси которых расположены параллельно друг другу и под углом 45^o к центральной продольной оси пластины.

К недостаткам данной пластины относятся следующие.

1. Недостаточная надежность остеосинтеза из-за опасности повреждения и рассасывания кости в резьбовых соединениях крепежных винтов с костью при их закручивании до упора и от дополнительных нагрузок при движениях конечностью, что приводит к несостоятельности остеосинтеза.

2. Недостаточная надежность остеосинтеза из-за слабого фиксирующего действия установочных винтов, так как они не усиливают и не ослабляют сжимающее действие крепежных винтов вследствие того, что их собственное сжимающее действие ограничено промежутком между головками установочных винтов и пластиной.

3. Повреждающее действие пластины на периостальное кровообращение, надкостницу, собственно поверхность кости, ухудшающее условия заживления перелома из-за прижатия ее к поверхности кости крепежными винтами.

4. Недостаточная надежность остеосинтеза из-за неравномерного противодействия резьбовых соединений крепежных винтов с костью нагрузкам. В результате происходит перегрузка сначала одного резьбового соединения крепежного винта с костью с постепенным ослаблением его из-за микропереломов и рассасывания кости. Это вызовет еще большую перегрузку другого резьбового соединения с постепенным его ослаблением, и так далее.

5. Недостаточная надежность остеосинтеза из-за ограниченной сопротивляемости винтов выдергивающим силам в пределах только одной плоскости, параллельной продольной оси пластины и кости.

6. Остеосинтез пластиной невозможен без сильного давления ею на кость, что приводит к ее рассасыванию, ослаблению сил сжатия по оси крепежных винтов и несостоятельности остеосинтеза.

Целью изобретения является повышение надежности остеосинтеза и снижение повреждающего действия конструкции на кость.

Указанная цель достигается тем, что устройство Зверева Е.В. - Дегтярева А. А. для накостного остеосинтеза выполнено в виде пластины, содержащей отверстия под винты, оси которых расположены под разными углами к продольной оси пластины, при этом все отверстия выполнены резьбовыми, а их оси расположены в разных плоскостях.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства для накостного остеосинтеза, на фиг. 2 - разрез пластины по А-А, на фиг. 3, 4, 5, 6, 7, 8 - разрезы пластины по Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е, Ж-Ж соответственно.

Устройство Зверева Е. В. - Дегтярева А.А. для накостного остеосинтеза выполнено в виде пластины, например, прямоугольного поперечного сечения с резьбовыми отверстиями 1 под винты 2, широкая часть 3 отверстия предназначена под голову винта. Резьба в отверстиях пластины предназначена для жесткого соединения пластины с винтами за счет сил сжатия по оси винта между его резьбовыми винтами и резьбовыми витками пластины. Величина силы сжатия при этом может быть больше, чем в традиционной пластине во столько раз, во сколько предел прочности материала, из которого изготовлена пластина, больше предела прочности кости. Например, предел прочности кости 100 кгс/см², предел прочности титанового сплава ВТ6 - 9500 кгс/см². Эффективность скрепления в предлагаемом узле выше традиционного в 95 раз. В то же время это достигается без давления пластины на кость и без сжатия кости в месте резьбового соединения по оси винта, так как сжимающее действие винтов ограничивается промежутком между их головками и пластиной.

В отличие от больших размеров резьбы /шаг, глубина/ кортикальных винтов при остеосинтезе традиционной пластиной, предназначенной для обеспечения сил сжатия по оси винта, резьба в винтах предлагаемой пластины может быть, например, клиновидной формы, меньшей глубины с большим количеством витков, что увеличивает площадь контакта на уровне резьбового соединения винта с костью, уменьшает величину напряжений, снижает опасность переломов кости между витками резьбы, повышает надежность соединения. Расстояние между пластиной и поверхностью кости может регулироваться во время сборки конструкции в ране. В зависимости от варианта перелома, целей остеосинтеза пластину можно удерживать специальным держателем на отрепонированных отломках на нужном расстоянии, например на расстоянии 1-2 мм от поверхности кости, на поверхности кости без давления на нее, на поверхности кости с дозированным давлением на нее.

Продольные оси резьбовых отверстий под винты расположены в разных плоскостях, углы их наклона к центральным осям пластины могут быть сходящимися или расходящимися. Этим достигается максимальная сопротивляемость винтов выдергивающим силам и смещающим силам на отломки по длине, по ширине, по окружности и углом.

Пластина может применяться как самостоятельное средство фиксации при диафизарных переломах, как часть клинковой или опорной пластины или другого накостного устройства.

Работа с устройством осуществляется следующим образом.

Пластину укладывают на кость с сохраненной надкостницей, минимально отсепарированными мышцами и удерживают неподвижно специальным устройством на поверхности кости, или над поверхностью кости, или прижимают к поверхности кости с нужным давлением. Через, например, децентрированные резьбовые отверстия пластины в обоих кортикалах /или ближнем/ высверливают каналы. Через резьбовые отверстия в пластине в каналах кости формируют метчиком резьбу. После этого вворачивают винты в резьбовые каналы кости через резьбовые отверстия пластины до упора головки винта в пластину. Для того, чтобы не сместить ход резьбовых витков в пластине с ходом резьбовых витков в кости, необходимо удерживать пластину относительно кости в одном положении при работе метчиком и при проведении винтов. При использовании самонарезающего винта отпадает необходимость в метчике.

Источники информации

1. M. E. Muller, M. Allgower, R. Schneider, H. Willenegger, Manual of Internal Fixation Techniques", Recommended by the AO-A-SIF; Springer. - Verlag Berlin Heidelberg, 1970, 1979, 1991. Printed in Germany. p.p. 76-77.

2. Там же, стр. 77.

3. Там же, стр. 77.

4. А.с. N 1673088.

5. А.с. N 1502019 /прототип/.