устройство для заднего спондилодеза

Формула изобретения

1 Устройство для заднего спондилодеза, включающее рабочую часть, отличающееся тем, что рабочая часть выполнена в виде проволочной петли, концы которой параллельны друг другу и имеют S-образную форму, из материала, проявляющего эффект термомеханической памяти формы при температурах 37 55С с интервалом между прямым и обратным превращением в диапазоне 15 25С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в нейротравматологии, ортопедии, вертебрологии при переломах позвоночника, вывихах позвонков, в частности при переломах зубовидного отростка аксиса (С II) и заднем вывихе атланта (С I).

Известны многочисленные устройства, предназначенные для фиксации и стабилизации позвонков при операциях на шейном отделе позвоночника [1] Основными недостатками известных устройств являются их громоздкость, трудность установки во время операции и опасность миграции, что вызывает повреждение мягких тканей, сосудов и нервов, других образований шеи, приводит ко вторичной деформации позвоночника и повторному травмированию спинного мозга. Как правило, известные устройства сложны в изготовлении, они не обеспечивают надежной внутренней стабилизации и поэтому нуждаются в дополнительной наружной жесткой фиксации. Указанных недостатков лишены устройства, выполненные из материала, проявляющего эффект памяти формы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является фиксатор для заднего атланто-аксиального спондилодеза выбранный авторами в качестве наиболее близкого аналога [2]

Известный фиксатор выполнен из материала, обладающего эффектом памяти формы и проявляющего его при температурах менее +37^oС. Для осуществления прямого фазового перехода (с целью придания устройству формы, удобной для его установки) фиксатор охлаждают хлорэтилом до температур -10^o -30^oС. Конструктивно фиксатор состоит из пластины с фиксирующими элементами на концах в виде вилки с загнутыми концами и остроконечным выступом и незамкнутого кольца. Между фиксирующими элементами пластина образует компенсационную петлю. Известный фиксатор осуществляет выравнивание вывиха атланта, позволяет сократить по сравнению с другими известными устройствами для спондилодеза время операции и уменьшить вероятность осложнений и несостоятельность спондилодеза.

Однако фиксатор для заднего атланто-аксиального спондилодеза обладает рядом недостатков.

1. Фиксатор сложен в изготовлении и установке. Проблемы при установке связаны с тем, что требуется поочередное "срабатывание" разных частей установленного в организм фиксатора, изготовленного из материала, проявляющего эффект памяти формы при температурах ниже температуры человеческого тела (+37^oС).

2. При внедрении остроконечного выступа фиксатора в остистый отросток аксиса возможно разрушение костной ткани.

3. Конструкция фиксатора требует четкого совпадения геометрических параметров устройства с размерами различных частей позвонков и степенью смещения атланта, что практически обеспечить невозможно, а поэтому жесткость и надежность фиксации позвонков и их фрагментов не всегда бывает достаточной.

Задачей изобретения является создание устройства, лишенного перечисленных недостатков, обеспечивающего вправление вывиха, надежную стабилизацию и фиксацию позвонков, более простого по конструкции, изготовлении и установке, снижающего травматичность и сокращающего продолжительность операции.

Поставленная задача решена за счет выполнения устройства в виде проволочной петли, концы которой параллельны и имеют S-образную форму, изготовленной из материала, проявляющегося эффект памяти формы при температуре +37^o +55^oС и с интервалом температур между прямым и обратным мартенситными превращениями (гистерезисом) 15^o 25^o. В рабочем состоянии после установки S-образные концы располагаются параллельно друг другу в сагиттальной плоскости, симметрично с обеих сторон от остистых отростков позвонков.

Изготовление устройства такой формы из материала с указанными характеристиками позволяет вправлять вывихи позвонков и устранять смещения их фрагментов, фиксировать поврежденный двигательный сегмент позвоночника (С I

С II) к двум другим cмежным позвонкам, используя принципиально иную систему установки с опорой не менее чем на 7 основных точек.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено устройство в рабочем состоянии, вид сбоку, на (фиг. 1) вид сзади (фиг. 2), а также два вида схемы установки сбоку (фиг. 3) и сзади (фиг. 4).

Устройство состоит из петли, концы которой представляют собой два S-образных элемента 1, расположенных симметрично и параллельно друг другу и соединенных между собой дугообразной перемычкой 2. Для изготовления устройства используются материалы, проявляющие эффект памяти формы при температурах +37^o +55^o и имеющие интервал температур между температурами прямого и обратного фазовых превращений (гистерезис) 15^o 25^o.

Применение при изготовлении устройства материала, проявляющего эффект памяти формы при температурах более +37^oС, делает возможным производить различные варианты деформирования устройства при его установке. Хирург не ограничен во времени, так как исключено самопроизвольное "срабатывание" по причине преждевременного восстановления формы устройством из-за низких температурных параметров.

Причем для перевода материала в низкотемпературное (мягкое) состояние не требуется специального охлаждения устройства, достаточно держать его при комнатной (+20^o +25^oС) температуре. Такой материал начинает проявлять эффект памяти формы и восстанавливать заданную ему ранее форму только при нагреве до температуры +37^oС. Увеличение температуры конца интервала проявления памяти формы более +55^oС нежелательно, поскольку может привести к ожогам тканей пациента.

В случае использования для устройства материала с более низкими значениями температур фазового перехода, например сплава ТН-10, ТН-IА, ТН-IК, возможно проявление материалом эффекта памяти формы в процессе установки, что помимо технических трудностей может привести к крайне нежелательным для исхода операции и для здоровья пациента последствиям.

Использование материала с малым гистерезисом (менее 15^o) может привести к тому, что устройство после зашивания раны при температуре +36^o +37^oС может находиться в двухфазном состоянии, что приведет к ухудшению его функциональных свойств. Увеличение гистерезиса более 25^o может привести к тому, что устройство не будет переходить в мягкое состояние при комнатной температуре.

Выполнение концов петли устройства в виде S-образных элементов, располагаемых параллельно друг другу и симметрично с обеих сторон от остистых отростков позвонков, направлено на обеспечение одновременной динамической фиксации трех позвонков, равномерного распределения сил и одинаковых перемещений правой и левой стороны поврежденного позвонка. Надежная фиксация и вправление вывихов обеспечивается конструкцией устройства и схемой его установки.

Предлагаемое устройство изготавливают из проволоки диаметром 2 3 мм из материалов, обладающих эффектом памяти формы, например сплавов на основе никелида титана, марок ТН-1, ТН-20 с незначительным избытком никеля. Придание устройству необходимой формы осуществляется при температуре +550^o +650^oС. Для обеспечения проявления эффекта памяти формы в интервале +37^o +55^oС и гистерезиса 15^o 25^o изделие подвергают термическим обработкам по известным режимам [3] Окончательная обработка проводится химическим травлением.

Используется предлагаемое устройство следующим образом.

Осуществляется обычный задний доступ к шейному отделу позвоночника. Устройство охлаждают до +20^oС и придают ему форму, удобную для установки. Обе S-образные части (концы петли) подводят под дужку С II позвонка, при этом они упираются снаружи в дужки С I и C III позвонков с обеих сторон остистых отростков, а самой петлей (перемычкой) устройство упирается на остистый отросток С III позвонка.

При прогреве устройства (например, подогретым стерильным физиологическим раствором) в интервале температур +37^o +55^oС оно восстанавливает первоначальную форму и верхние части правого и левого S-образных элементов одновременно перемещаются вперед, смещают С I позвонок, устраняют его вывих, смещая при этом зубовидный отросток С II позвонка, и фиксируют позвонки в нужном положении.

Применение предлагаемого устройства позволяет достичь надежной первичной послеоперационной стабильности и практически полностью восстановить функцию шейного отдела позвоночника, поскольку из движения исключается только один позвоночный сегмент С I С II. Устройство позволяет сократить продолжительность лечения, так при отсутствии неврологических нарушений пострадавший может приступить к работе уже через 3 месяца.