Устройство для остеосинтеза при переломах тазовых костей - RU2387402C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к травматологии и может быть использовано для остеосинтеза при переломах тазовых костей.

Известны устройства по пат. RU 1811386, опубл. 1993 г., и пат. RU 2255693, опубл. 2005 г., в которых репозицию и коррекцию костей таза выполняют с помощью устройств внешней фиксации в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Устройства содержат две дуги (или две полудуги), связанные регулировочными резьбовыми стержнями, установленными в соответствующих отверстиях по обе стороны дуг (полудуг). В качестве фиксирующих средств используют стержни-шурупы, введенные в кости таза и скрепленные с полудугами с помощью кронштейнов и втулок.

Недостатком устройств является повышенная травма кости и мягких тканей стержнями-шурупами. Кроме того, громоздкость конструкции и сложность монтажа, связанная с наличием большого количества соединений, увеличивают время операции. В устройстве репозицию и коррекцию смещенных костей таза выполняют перемещением резьбовых стержней по вертикали, во фронтальной и горизонтальной плоскостях. Причем величину перемещения стержней задают манипуляциями положения втулок и кронштейнов, что выполняют визуально. Это ведет к снижению точности репозиции и может привести к отрицательным исходам лечения и к повторным операциям.

Известно устройство для остеосинтеза при переломах тазовых костей (см. пат. RU 2143241, 1999 г.), в котором роль фиксирующих средств выполняет набор металлических накладных пластин различной формы и длины. Пластины выполнены с конусообразными отверстиями для размещения втулок. Втулки могут деформироваться до образования на верхнем конце втулки поверхности, точно повторяющей конусообразную поверхность отверстия пластины, в котором устанавливают втулку с образованием выступа, на который крепится другая пластина. В состав устройства входят винты для крепления пластин к кости и фигурные пальцы с эллипсоидными головками. Фигурные пальцы связывают пластины с получением многозвенных соединений различной конфигурации, повторяющей рельеф таза. Многозвенные соединения крепят к участкам перелома винтами, вводимыми в тазовые кости (см. пат. RU 2143241, 1999 г.). Образованная после деформации эллипсовидная поверхность втулки служит посадочным местом для конусной части головки винта.

Винты вводят через канал, предварительно просверленный в кости до необходимой глубины, а толщину кости определяют с помощью сверл с ограничителями, что нельзя выполнить достаточно точно. К тому же, введение винтов в кость без специальных направляющих средств или без постоянного рентгеновского контроля может вызвать серьезные повреждения с провалами в полость таза и с нарушениями внутритазовых структур. Кроме того, обнажение места перелома при репозиции отломков, наличие большого количества крепежных винтов приводит к повышенной травме кости таза и ведет к повышенной инвазивности с возможностью нагноений и образования в местах введения винтов болезненных ран, что ограничивает мобильность и тяжело переносится пациентами.

При этом технологическая сложность получения многозвенного соединения, имеющего сложный рельеф, а также использование для связи пластин приспособления для развальцовки ведет к повышенной стоимости и ограничивает применение устройства.

Известны пат. RU 2255689, опубл. 2005 г., и пат. ЕР 1211991, опубл. 2002 г., в которых в качестве фиксирующих средств используют спицы. В пат. RU 2255689 фиксацию тазовых костей спицами проводят через подвздошную кость с образованием двойных перекрестов спиц на разных уровнях подвздошной кости, а опорные площадки спиц располагают с противоположных сторон подвздошной кости. Спицы закрепляют на тазовой опоре аппарата посредством спицедержателей и кронштейнов.

Использование спиц в качестве фиксирующих элементов ведет к повышенной травме кости и мягких тканей, к высокой инвазивности, к недостаточной прочности конструкции, что связано с деформацией и изгибом спиц, со снижением жесткости фиксирующей системы, с пониженной надежностью остеосинтеза и с вероятностью повторных операций.

Наиболее близким аналогом (см. пат. ЕР 1211991, опубл. 2002 г.) является устройство для остеосинтеза при переломах тазовых костей, содержащее фиксирующее средство, съемные направитель и рукоятку для введения фиксирующего средства в кость.

Однако это устройство наряду с недостатками, перечисленными в пат. RU 2255689, не обеспечивает стабильной фиксации. Громоздкость конструкции, в которой необходимо выполнение отдельного доступа для введения съемной рукоятки, ведет к повышенной травме при вскрытии зоны перелома и к возможности инфицирования. Кроме того, в этом устройстве велика вероятность повреждения тазовых сосудов, а именно наружной подвздошной артерии и нижней полой вены. При этом возможно лечение переломов только подвздошной кости, но нельзя выполнить остеоситез лонной, седалищной и подвздошной костей в надвертлужной области и вертикального перелома вертлужной впадины, поскольку кость на указанных участках имеет наибольшую толщину и прочность. При введении спицы Киршнера возможна деформация спицы, ее изгиб и даже поломка.

Задачами предложенного технического решения является расширение возможности лечения закрытым остеосинтезом переломов костей таза: седалищной и/или подвздошной, и/или лонной, и/или вертикального перелома вертлужной впадиныи и др. одновременно с минимальной травмой кости и мягких тканей и исключением повреждения тазовых сосудов (наружной подвздошной артерии и нижней полой вены) при одновременном повышении прочности конструкции штифт-кость с обеспечением осевой, ротационной стабильности и хорошей надежности остеосинтеза, создание доступности ко всем перечисленным костям таза, повышение удобства и сокращение времени операции, сокращение длительности стационарного лечения с обеспечением ранней активизации и комфортных условий для пациентов в послеоперационный период.

Для решения поставленных задач в предложенном устройстве для остеосинтеза при переломах тазовых костей, содержащем фиксирующее средство, съемные направитель и рукоятку для введения фиксирующего средства в кость, согласно изобретению, в качестве фиксирующего средства служит штифт, выполненный в виде плоской титановой пластины прямоугольного сечения, которая включает расположенные по разные стороны пластины участок с симметричной заточкой и хвостовик, и размещенный между ними участок с блокировочными отверстиями для блокировки проксимальных и дистальных отломков, при этом угол симметричной заточки пластины равен 35-45°, хвостовик образован выполненными в пластине симметричными боковыми срезами и имеет длину, составляющую 0,1 длины пластины, а оси блокировочных отверстий расположены симметрично вдоль продольной оси перпендикулярно плоскости пластины, при этом съемная рукоятка выполнена в виде прямоугольного бруса с глухим и сквозным пазами, а глухой паз расположен в торце бруса рукоятки, вдоль ее продольной оси и имеет глубину, равную длине хвостовика, и некруглое сечение, ответное сечению хвостовика, который установлен в глухом пазу бруса для ударного воздействия на штифт через брус при введении штифта в отломки, причем сквозной паз расположен перпендикулярно продольной оси бруса, на расстоянии от его торца с глухим пазом, составляющем 3/5-3/4 длины бруса, при этом направитель выполнен с опорным концом и перпендикулярным ему отогнутым концом, в котором выполнены сквозные отверстия под троакар, причем опорный конец направителя установлен в сквозном пазу бруса рукоятки, имеет некруглое поперечное сечение, ответное поперечному сечению сквозного паза, и скреплен с брусом крепежным винтом, а отогнутый конец направителя расположен параллельно пластине штифта с соосным расположением отверстий под троакар в направителе и соответствующих блокировочных отверстий в штифте, причем толщина пластины штифта составляет 0,3-0,5 от ее ширины, длина пластины превышает ширину в 10-11 раз, длина бруса в 2-3 раза более длины пластины, а длина отогнутого конца направителя равна осевой длине участка пластины, выполненного с блокировочными отверстиями, увеличенной на величину, равную 3/5-3/4 осевой длины бруса, при этом диаметр отверстий в пластине под блокирующие винты составляет 0,5-0,7 от ширины пластины. Кроме того, согласно изобретению, число блокировочных отверстий в штифте для блокировки дистального фрагмента не менее двух и равно числу блокировочных отверстий в штифте для блокировки проксимального фрагмента. Кроме того, согласно изобретению, в устройство введены дополнительные штифты для остеосинтеза переломов подвздошной и/или лонной, и/или седалищной, и/или подвздошной кости в надвертлужной области, и/или вертикального перелома вертлужной впадины.

Технический результат состоит в возможности лечения закрытым остеосинтезом костей таза, имеющих поверхность значительной протяженности, толщины и сложного рельефа, в возможности проведения одного или нескольких штифтов через толщу кости, между двумя кортикальными слоями проксимального и дистального отломков тазовых костей: подвздошной и/или лонной, и/или седалищной, и/или подвздошной кости в надвертлужной области, и/или вертикального перелома вертлужной впадины, в креплении штифта к отломкам тазовых костей блокирующими винтами, проведенными через два кортикальных слоя. По сравнению с ближайшим аналогом (в том числе с аппаратами внешней фиксации или накладными пластинами) малый по размеру доступ уменьшает травму кости и мягких тканей. Устройство позволяет исключить повреждение наружной подвздошной артерии и нижней полой вены. Повышение прочности и надежности крепления конструкции штифт-кость достигается выбором формы и параметров фиксирующего средства, позволяющих оптимизировать площадь контакта пластины штифта, введенного в толщу кости, с отломками. Достигается осевая и ротационная стабильность и хорошая надежность остеосинтеза. Компоновка устройства при одновременной простоте и компактности конструкции улучшают доступность к оперируемому участку кости, повышают удобство и одновременно сокращают время операции. Достигается ранняя активизация пациентов после выполнения операций, сокращается длительность постельного режима и стационарного лечения на 12-16%, а пациент получает комфортные условия в послеоперационном периоде.

На фиг.1 показана схема остеосинтеза при переломах подвздошной кости.

На фиг.2 показана пластина штифта, установленная в съемной насадке.

На фиг.3 показан вид сбоку фиг.2.

Устройство содержит штифт 1, предназначенный для закрытого остеосинтеза при лечении переломов костей таза. Штифт выполнен в виде плоской титановой пластины прямоугольного сечения со сквозными блокировочными отверстиями 2 (под блокирующие винты, которые на чертеже не показаны), предназначенными для блокировки штифта к проксимальным и дистальным отломкам. Оси блокировочных отверстий 2 расположены перпендикулярно плоскости пластины штифта 1 вдоль продольной оси. В состав устройства входит съемная рукоятка 3, которая выполнена в виде прямоугольного бруса, и предназначена для ударного воздействия на штифт через рукоятку при введении штифта в кость.

Пластина штифта 1 выполнена с участком, выполненным с равномерной симметричной заточкой 4 с одной стороны, с симметричными боковыми срезами 5 с противоположной, с образованием хвостовика 6 и с участком 7 пластины с блокировочными отверстиями 2, который расположен между хвостовиком и участком с заточкой 4. Хвостовик 6 имеет поперечное сечение вдвое меньше, чем поперечное сечение участка 7 пластины с блокировочными отверстиями 2, а длина L1 хвостовика составляет 0,1 длины пластины (длина хвостовика не менее 1 см, поскольку он в послеоперационный период располагается в мягких тканях). Это исключает инфицирование раны.

Брус рукоятки 3 выполнен с глухим 8 и сквозным 9 пазами. Глухой паз 8 имеет длину L1 и расположен в торце 10 бруса, вдоль его продольной оси, а хвостовик 6 расположен в глухом пазу бруса.

Сквозной паз 9 рукоятки 3 расположен перпендикулярно ее продольной оси, на расстоянии L2 от торца 10 бруса с глухим пазом, составляющим 3/5-3/4 от длины рукоятки L3.

Устройство содержит съемный направитель 11, который выполнен с опорным концом 12 и с перпендикулярным ему отогнутым концом 13. В последнем выполнены сквозные отверстия 14 под троакары 14¹, направляющие введение блокирующих винтов (на чертеже не показаны) через блокировочные отверстия 2 штифта для блокировки штифтом проксимального и дистального отломков. Опорный конец 12 направителя 11 пропущен через сквозной паз 9 рукоятки и скреплен с брусом крепежным винтом 15. Это позволяет регулировать вертикальное положение отогнутого конца 13 относительно плоскости пластины штифта, а также фиксировать его в пазу рукоятки.

Отогнутый конец 13 направителя имеет длину L4, равную сумме, первое слагаемое которой L2 равно 3/5÷3/4 от осевой длины L3 бруса рукоятки, а другое слагаемое равно длине L5 участка 7 пластины. В собранной конструкции оси направляющих отверстий 14 под троакары в отогнутом конце 13 направителя расположены перпендикулярно плоскости пластины штифта и соосно блокировочным отверстиям 2 в пластине штифта. Соосность отверстий 2 и 14 достигается равенством расстояния «с» от торца отогнутого конца 13 направителя до оси ближнего к нему отверстия 14 под троакар и расстояния от острия заточки штифта до оси ближнего к острию блокировочного отверстия 2 в штифте 1, а оси второго и следующего отверстий 14 под троакар расположены на расстоянии от торца отогнутого конца направителя, равном расстоянию от острия заточки штифта до оси соответственно второго и следующего блокировочных отверстий.

Толщина h пластины штифта составляет 0,3-0,5 от ее ширины b, длина пластины L1+L5 превышает ширину b в 10-11 раз. Длина съемной рукоятки L3 в 2-3 раза более длины пластины, причем диаметр d отверстий в пластине под блокирующие винты составляет 0,5-0,7 от ширины b пластины, а число блокировочных отверстий в штифте для дистального фрагмента не менее двух и равно числу блокировочных отверстия штифта для фиксации проксимального фрагмента. Выбор этих параметров, а также выбор формы штифта выполнен с учетом толщины и рельефа плоскости тазовых костей, имеющих значительную протяженность, а также учитывает расположение тазовых сосудов. Это позволяет увеличить площадь контакта штифта с проксимальным и дистальным отломками костей таза, повысить прочность конструкции штифт-кость, обеспечить стабильность остеосинтеза а также исключить повреждения тазовых сосудов (наружной подвздошной артерии и нижней полой вены).

Использование устройства рассмотрено на примере лечения перелома подвздошной кости. Определение места и характера перелома подвздошной кости выполняли с помощью рентгенографии или компьютерной томографии с получением 3-х мерного объемного изображения.

По полученной рентгенограмме проектировали расположение пластины в кости и направление ее введения в проксимальный и дистальный отломки. При этом во избежание сколов костей учитывали морфометрические параметры отломков (ширину, длину и высоту). Толщина тазовых костей колеблется в пределах от 5 до 50 мм.

Перед введением штифта в тело или крыло подвздошной кости под контролем ЭОП выполняли закрытую репозицию отломков. Далее в проекции верхней передней подвздошной ости выполняли доступ длиной 1,5-2 см. Это снижает травму кости и мягких тканей и исключает инфицирование.

Штифт 1 в сборе со съемными рукояткой и направителем накладывали на фрактурированный участок передней верхней ости подвздошной кости, которая по среднестатистическим данным имеет толщину кости около 18 мм, рельеф, шириной около 26 мм, и высоту около 33 мм. Под контролем ЭОП через выполненный доступ штифт вводили в проксимальный отломок равномерной симметричной заточкой 4 вперед и под воздействием усилия, приложенного к брусу рукоятки и через него - к штифту, последний продвигали в толще кости между двумя кортикальными слоями проксимального и дистального отломков. При угле заточки, равном 35°-45°, что соответствует остроконечному углу заточки зубила, штифт легко вводится в кость. При этом легко контролировать направление введения штифта и уменьшить разрушение кости, прилегающей к штифту.

При сложном анатомическом рельефе тазовых костей, имеющих большую протяженность поверхности, средний участок пластины штифта может выйти из кости и расположиться вне кости при обязательном расположении крайних участков штифта в проксимальном и дистальном отломках.

После введения штифта в отломки под контролем ЭОП блокировку пластины к проксимальному и дистальному отломкам перелома выполняли блокировочными винтами. Для этого по направлению спиц, введенных через сквозные направляющие отверстия 14 отогнутого конца 13 направителя 11, троакар 14¹ и соосные, скрытые от глаз хирурга блокировочные отверстия в пластине канюлированным сверлом в указанных отломках кости сверлили каналы. В каналы через два кортикальных слоя вводили блокирующие винты.

Сквозной паз в насадке расположен перпендикулярно ее продольной оси, на расстоянии от торца бруса рукоятки с глухим пазом, составляющем 3/5-3/4 от длины бруса. Длина L4 отогнутого конца направителя, перпендикулярного опорному концу, равна осевой длине участка 7 пластины, выполненного с блокировочными отверстиями, которая увеличена на величину, равную 3/5-3/4 осевой длины рукоятки. Это создает доступность к оперируемому участку кости таза, повышает удобство и одновременно сокращает время операции. Дополнительно это позволяет разместить в штифте не менее двух отверстий для блокировки дистального фрагмента и не менее двух блокировочных отверстий для блокировки проксимального фрагмента. В опорном конце направителя выполнено 4, 6 или 8 отверстий 14, что расширяет возможности крепления штифта в проксимальном и дистальном отломках. Поперечное сечение опорного конца направителя выполнено некруглым и ответным поперечному сечению сквозного паза рукоятки, а некруглое поперечное сечение хвостовика - ответным сечению глухого паза 8, что исключает ротацию хвостовика и опорного конца соответственно в глухом и в сквозном пазах рукоятки и способствует сохранению соосности отверстий в отогнутом конце направителя и в пластине, а следовательно, способствует стабильности остеосинтеза.

В случае нескольких переломов в тазовых костях: в подвздошной и/или седалищной, и/или лобковой выполняли закрытый остеосинтез несколькими штифтами с последовательной блокировкой переломов, которые устанавливают по описанной технологии. Это расширяет возможности устройства.

Технико-экономический эффект устройства состоит в возможности лечения закрытым остеосинтезом переломов тазовых костей, имеющих сложную протяженную поверхность: подвздошной и/или лонной, и/или седалищной, и/или подвздошной кости в надвертлужной области, и/или вертикального перелома вертлужной впадины и др. костей таза, в сведении к минимуму травмы кости и мягких тканей с исключением повреждения тазовых сосудов (наружной подвздошной артерии и нижней полой вены), в снижении инвазивности при одновременном повышении прочности конструкции штифт-кость, обеспечении осевой, ротационной стабильности и хорошей надежности остеосинтеза, в упрощении устройства и повышении удобства, и сокращении времени операции, сокращении длительности постельного режима и стационарного лечения, в обеспечении ранней активизации и комфортных условий для пациентов в послеоперационный период.

Реферат

Изобретение относится к медицине. Устройство для остеосинтеза при переломах тазовых костей содержит фиксирующее средство, съемные направитель и рукоятку для введения фиксирующего средства в кость. В качестве фиксирующего средства служит штифт, выполненный в виде плоской титановой пластины прямоугольного сечения, которая включает расположенные по разные стороны пластины участок с симметричной заточкой и хвостовик, и размещенный между ними участок с блокировочными отверстиями для блокировки проксимальных и дистальных отломков. Угол симметричной заточки пластины равен 35-45°. Хвостовик образован выполненными в пластине симметричными боковыми срезами и имеет длину, составляющую 0,1 длины пластины. Оси блокировочных отверстий расположены симметрично вдоль продольной оси, перпендикулярно плоскости пластины. Съемная рукоятка выполнена в виде прямоугольного бруса с глухим и сквозным пазами. Глухой паз расположен в торце бруса рукоятки вдоль ее продольной оси и имеет глубину, равную длине хвостовика, и некруглое сечение, ответное сечению хвостовика. Хвостовик установлен в глухом пазу бруса для ударного воздействия на штифт через брус при введении штифта в отломки. Сквозной паз расположен перпендикулярно продольной оси бруса, на расстоянии от его торца с глухим пазом, составляющем 3/5-3/4 длины бруса. Направитель выполнен с опорным концом и перпендикулярным ему отогнутым концом, в котором выполнены сквозные отверстия под троакары. Опорный конец направителя установлен в сквозном пазу бруса рукоятки, имеет некруглое поперечное сечение, ответное поперечному сечению сквозного паза и скреплен с брусом крепежным

Формула