Штифт для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии. Изобретение обеспечивает компрессию фрагментов кости при переломах хирургической шейки плечевой кости и предотвращение повреждения веточек плечевого сплетения и проведения одного из блокировочных винтов вне кости. Штифт имеет круглое сечение, изгиб, участок с наконечником и участок для блокировки проксимальных фрагментов. Последний выполнен с соосным резьбовым отверстием со стороны торца. Штифт выполнен ступенчатым: с участком для блокировки проксимальных фрагментов, имеющим большую площадь поперечного сечения, с участком с наконечником, имеющим меньшую площадь поперечного сечения, и с переходным участком, имеющим коническую форму и расположенным между участками с большей и меньшей площадями поперечного сечения. Изгиб расположен на участке большей площади поперечного сечения с отступом от торца штифта, не меньшим 0,65 длины участка большей площади сечения, и выполнен с углом 5°. Участок, имеющий большую площадь поперечного сечения, выполнен с шестью поперечными отверстиями, при этом, считая от торца штифта, первое, второе, третье, пятое и шестое отверстия предназначены для блокировочных винтов и расположены перпендикулярно оси штифта, а четвертое - для компрессионного винта. Ось первого отверстия расположена в плоскости симметрии. Ось четвертого отверстия расположена в плоскости симметрии штифта, с пересечением оси участка на расстоянии от торца штифта, составляющем половину длины этого участка, под углом к оси штифта, равным 60°. Оси второго и третьего отверстий расположены с отступами от торца, не большими, соответственно, 0,2 и 0,3 от длины участка большей площади сечения, под углом, равным 20° к плоскости симметрии, соответственно против часовой стрелки и по часовой стрелке. Оси пятого и шестого отверстий расположены в плоскости симметрии штифта, с отступом от торца штифта, не меньшим 0,75 от длины участка большей площади сечения, и перпендикулярно к оси участка в месте расположения отверстий. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Реферат

Изобретение относится к области травматологии и может быть использовано при хирургическом лечении переломов, остеотомий, несращений и ложных суставов плечевой кости.

Известны штифты для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости (см., например, пат. US №5480402, опубл. 1996 г., пат. RU №2193369, опубл. 2003 г., пат. RU №2028112, 1992 г., пат. PCT/US 97/03230, 1997 г.).

Штифт по пат. RU №2028112 выполнен с поперечным сечением, требующим различной технологии установки для различных переломов плечевой кости, что усложняет операцию. При этом при блокировке возможно заклинивание штифта в костном канале, а также опасность раскалывания нижнего отломка при вбивании в него штифта, с образованием диастаза между торцами фрагментов. Это ведет к ротационной нестабильности и к необходимости использования компьютерной томографии с трехмерной реконструкцией полости канала плеча, что существенно увеличит стоимость операции и приводит к опасности лучевой нагрузки на пациента и на обслуживающий персонал.

Штифт по пат. RU №2193369 также имеет сложное поперечное сечение, а его изготовление требует дорогостоящего оборудования, что снижает технологичность и увеличивает стоимость штифта.

Штифт по пат. US №5480402 выполнен с круглым поперечным сечением. При этом прямая форма штифта без учета изгибов костно-мозгового канала ведет к заклиниванию штифта в костном канале, к сложности его установки, к недостаточной прочности конструкции штифт-винт-кость и к ротационной нестабильности.

Штифт по пат. PCT/US 97/03230, 1997 г. выполнен с круглым поперечным сечением и изогнут в верхней части по форме костного канала.

Однако он ограничен в возможностях и выполнен с отверстиями под блокирующие винты, расположение которых позволяет обеспечить только лечение переломов в проксимальной области плеча.

Наиболее близким аналогом является штифт для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости, который имеет круглое сечение, изгиб, участок с наконечником и участок для блокировки проксимальных фрагментов, при этом последний выполнен с соосным резьбовым отверстием со стороны торца (см. пат. US №5472444, 1995 г.).

Однако этот штифт ограничен в возможностях, поскольку предназначен для остеосинтеза проксимальных переломов и может быть использован только для лечения головки и шейки плечевой кости. В этом устройстве все отверстия выполнены под блокирующие винты, которые располагаются только во фронтальной плоскости или близи нее, что снижает прочность конструкции штифт-винт-кость и стабильность остеосинтеза. К тому же не предусмотрены средства для создания компрессии, что может привести к сращению фрагментов со смещением. Кроме этого, расположение осей второго и четвертого отверстий от торца штифта под суммарным углом к плоскости симметрии, равным соответственно 30+30° и 45+45°, приводит к опасности повреждения веточек плечевого сплетения и может привести к проведению одного из блокирующих винтов вне плечевой кости. При этом наличие восьми отверстий в штифте под блокирующие винты ведет к повышенной травме кости. В этом устройстве для блокировки используются только винты с однозаходной резьбой, что не позволяет выполнить стягивание фрагментов при установке блокирующих винтов и снижает стабильность остеосинтеза.

К тому же в устройстве не предусмотрено средств для повышения прочности при фиксации блокирующих винтов в спонгиозной (губчатой) костной ткани.

Штифт в устройстве имеет коническую форму и изогнут по дуге и для его изготовления требуется специальное дорогостоящее оборудование, что повышает стоимость штифта.

Задачей предложенного технического решения является повышение прочности конструкции штифт-винт-кость и увеличение стабильности остеосинтеза, при одновременном обеспечении компрессии фрагментов кости при переломах хирургической шейки плечевой кости, а также предотвращении повреждения веточек плечевого сплетения с исключением проведения одного из блокировочных винтов вне кости при одновременном снижении травмы кости, повышении эффективности лечения и снижении стоимости.

Для решения поставленной задачи в предложенном штифте для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости, который имеет круглое сечение, изгиб, участок с наконечником и участок для блокировки проксимальных фрагментов, при этом последний выполнен с соосным резьбовым отверстием со стороны торца, согласно изобретению, штифт выполнен ступенчатым: с участком для блокировки проксимальных фрагментов, имеющим большую площадь поперечного сечения, с участком с наконечником, имеющим меньшую площадь поперечного сечения, и с переходным участком, имеющим коническую форму и расположенным между участками с большей и меньшей площадями поперечного сечения, изгиб расположен на участке большей площади поперечного сечения с отступом от торца штифта, не меньшим 0,65 длины участка большей площади сечения, и выполнен с углом 5°, участок, имеющий большую площадь поперечного сечения, выполнен с шестью поперечными отверстиями, при этом, считая от торца штифта, первое, второе, третье, пятое и шестое отверстия предназначены для блокировочных винтов и расположены перпендикулярно оси штифта, а четвертое - для компрессионного винта, ось первого отверстия расположена в плоскости симметрии, ось четвертого отверстия расположена в плоскости симметрии штифта, с пересечением оси участка на расстоянии от торца штифта, составляющем половину длины этого участка, под углом к оси штифта, равным 60°, оси второго и третьего отверстий расположены с отступом от торца, не большим, соответственно, 0,2 и 0,3 от длины участка большей площади сечения, под углом, равным 20° к плоскости симметрии, соответственно против часовой стрелки и по часовой стрелке, а оси пятого и шестого отверстий расположены в плоскости симметрии штифта, с отступом от торца штифта, не меньшим 0,75 от длины участка большей площади сечения, и перпендикулярно к оси участка в месте расположения отверстий.

Коме того, в предложенном штифте, согласно изобретению, соотношение длины участка большей площади сечения к длине переходного конического участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 17:1:12, а отношение диаметров участка большей площади сечения и участка меньшей площади сечения составляет 1: 0,75, причем наконечник участка меньшей площади сечения имеет коническую форму.

Коме того, в предложенном штифте, согласно изобретению, отношение длины участка большей площади сечения к длине переходного участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 7:1:23-26, отношение диаметров участков большей и меньшей площадей сечения выдержано в пределах 1:0,67-0,75, при этом на участке меньшей площади поперечного сечения выполнены четыре перпендикулярных оси этого участка отверстия для блокировки фрагментов при диафизарных переломах плечевой кости, первое и третье от наконечника участка из которых расположены перпендикулярно плоскости симметрии, а второе и четвертое от наконечника отверстия на этом участке расположены под углом к плоскости симметрии, равным 70° соответственно по часовой стрелке и против часовой стрелки, причем наконечник участка меньшей площади сечения выполнен с односторонним скругленным срезом.

Коме того, предложенный штифт, согласно изобретению, снабжен блокиратором из сверхвысокомоллекулярного материала для сосной установки в соосном резьбовом отверстии штифта, при этом в блокираторе выполнены отверстия, оси которых ориентированы по направлению осей второго - четвертого отверстий участка большей площади сечения для совмещения осей отверстий блокиратора и соответствующих осей этого участка при установке блокиратора.

Коме того, в предложенном штифте, согласно изобретению, блокировочные и компрессионные винты имеют двухзаходную резьбу.

Технический результат состоит в повышении прочности конструкции штифт-винт-кость, увеличении стабильности остеосинтеза за счет обеспечения трехплоскостной фиксации головки плечевой кости при оскольчатых переломах, в обеспечении компрессии фрагментов кости при переломах хирургической шейки плечевой кости, а также в предотвращении повреждения веточек плечевого сплетения с исключением проведения одного из блокировочных винтов вне кости, при одновременном снижении травмы кости, повышении эффективности лечения и снижении стоимости.

На фиг.1 показан вариант штифта, предназначенного для блокировки фрагментов при диафизарном переломе плечевой кости.

На фиг.2 показано сечение по А-А участка большей площади сечения.

На фиг.3 показано сечение по Б-Б участка большей площади сечения.

На фиг.4 показано сечение по В-В участка большей площади сечения.

На фиг.5 показано сечение по Г-Г участка меньшей площади сечения.

На фиг.6 показано сечение по Д-Д участка меньшей площади сечения.

На фиг.7 показано сечение по Е-Е участка меньшей площади сечения.

На фиг.8 показан вариант штифта, предназначенного для блокировки фрагментов при переломе в проксимальной области плечевой кости.

Штифт выполнен ступенчатой формы: с участком 1 (11) для блокировки проксимальных фрагментов (см. фиг.1, фиг.8), с участком 2 (21), имеющим наконечник 3 (31). Участки 1 (11) и 2 (21) соединены переходным участком 4 конической формы.

Участок 1 (11) для блокировки проксимальных фрагментов имеет большую площадь поперечного сечения. Длина L1 и диаметр D участка 1 и 11 для вариантов штифта, показанных на фиг.1 и фиг.8, имеют равные значения. Участок 2 (21) имеет меньшую площадь поперечного сечения. Для фиг.1 и фиг.8, длины участка 2 (21) меньшей площади обозначены соответственно - L2 и L21, а диаметры - соответственно - d и d1. Участок большей площади поперечного сечения имеет изгиб 5, пересекающий ось этого участка штифта под углом 5° к оси участка, с отступом от его торца 6, расположенным на расстоянии, составляющем не менее 0,65 длины участка L1. Участок 1(11) большей площади поперечного сечения выполнен с шестью поперечными отверстиями: 7, 8, 9, 10, 11, 12, считая от торца 6 штифта, это - отверстия: соответственно: первое - отверстие 7, второе - отверстие 8, третье - отверстие 9, четвертое - отверстие 10, пятое - отверстие 11 и шестое - отверстие 12. В торце 6 штифта выполнено соосное резьбовое отверстие 13, предназначенное для скрепления штифта с направителем (не показан) или для установки блокиратора 14 из сверхвысокомоллекулярного материала.

В варианте, показанном на фиг.8, участок 21 штифта меньшей площадей выполнен без отверстий, что предназначено для лечения переломов проксимального отдела плечевой кости.

Соответственно варианту, показанному на фиг.1, участок 2 меньшей площади поперечного сечения штифта выполнен с блокировочными отверстиями 15, 16, 17, 18.

Плоскость пересечения осей участков 1 и 2 (11 и 21) образует плоскость 19 симметрии штифта.

Предложенный штифт используется следующим образом. Выполняют репозицию сместившихся фрагментов перелома плечевой кости. Над большим бугорком плечевой кости выполняют разрез длиной 1-2 см. Далее на 0,5 см проксимальнее и медиальнее верхушки большого бугорка плечевой кости вскрывают костно-мозговой канал, в который вводят штифт. Штифт под контролем электронно-оптического преобразователя (ЭОП) продвигают в костно-мозговом канале до уровня расположения наконечника штифта в дистальном фрагменте плечевой кости, который контролируют по положению торца 6 участка 1 (11). Торец 6 должен заглубиться в головку плечевой кости на 1-5 мм, что контролируется ЭОПом и по положению конца спицы, которая вводится по направителю (не показаны).

Штифт выполнен ступенчатым и имеет со стороны торца 6 штифта участок 1 (11) для блокировки проксимальных фрагментов с большей площадью поперечного сечения, а со стороны наконечника 3 (31) - участок 2(21) с меньшей площадью поперечного сечения, которые соединены коническим переходным участком 4. Штифт имеет изгиб 5 большей плоскости поперечного сечения штифта, который расположен под углом к оси участка, равным 5°, с отступом от его торца на расстоянии, составляющем не менее 0,65 длины L1 участка. Это позволяет приблизить форму штифта к среднестатистической форме костно-мозгового канала человека, упростить введение штифта в костно-мозговой канал при операции, а также упростить технологию изготовления штифта и снизить его стоимость.

Далее в плечевой кости с помощью направителя сверлом формируют канал, соосный с отверстием 11 участка 1 (11) большей площади сечения штифта. Через этот канал и через отверстие 11 вводят установочный блокирующий винт. Ось отверстия 11 расположена в плоскости симметрии штифта и перпендикулярно к его оси в том месте, где расположено отверстие 11. Введение блокирующего винта в отверстие 11 позволяет фиксировать штифт в данном положении и исключает его ротацию при последующей блокировке.

Далее в плечевой кости сверлом формируют канал, через него и отверстие 10 участка 1 (11) большей площади поперечного сечения штифта вводят стягивающий компрессионный винт. Ось отверстия 10 расположена в плоскости симметрии штифта, под углом к оси штифта, равным 60°, и пересекает ось участка 1 (11) посередине. Это позволяет создать компрессию фрагментов перелома хирургической шейки плечевой кости в направлении, перпендикулярном направлению линии наиболее распространенных переломов, что известно из среднестатистических данных.

Далее в плечевой кости поочередно сверлят каналы, через них и соответственно через первое, второе и третье поперечные отверстия 7, 8, 9 от торца 6 участка 1 (11) большей площади сечения вводят соответствующие блокирующие винты. Ось первого от торца отверстия 7 расположена в плоскости симметрии штифта перпендикулярно его оси, и блокирующий винт вводят и устанавливают соответственно в поперечном направлении. Оси второго и третьего отверстий 8, 9 под блокировочные винты расположены перпендикулярно оси штифта, с отступом, не большим соответственно 0,2 и 0,3 от торца штифта, под углом, равным 20° к плоскости симметрии штифта соответственно против часовой стрелки и по часовой стрелке. Угол 40°(20°+20°) между осями отверстий 8, 9 является оптимальным, поскольку обеспечивает увеличение стабильности остеосинтеза и прочности фиксации. В случае расположения осей этих отверстий 8, 9 под углом, меньшим 40°, уменьшается прочность фиксации. При выборе угла между осями отверстий 8, 9, большим 40°, имеется опасность повреждения сосудов и нервов, а также возможен уход блокирующего винта за пределы головки. Указанное расположение отверстий 7, 8, 9, 10, 11 на участке 1 (11) большей площади поперечного сечения позволяет обеспечить трехплоскостную фиксацию головки плечевой кости при оскольчатых переломах, что повышает прочность конструкции штифт-винт-кость и увеличивает стабильность остеосинтеза.

Последним вводят установочный блокирующий винт в отверстие 12, ось которого расположена в плоскости симметрии штифта перепендикулярно к его оси в том месте, где расположено это отверстие. Это позволяет дополнительно повысить прочность конструкции штифт-винт-кость.

Для блокировки штифта к фрагментам перелома используют двухзаходные блокировочные винты, что создает дополнительную компрессию фрагментов перелома и дополнительно повышает прочность конструкции штифт-винт-кость.

На фиг.8, фиг.1 предложены варианты штифта, позволяющие лечить все виды переломов плечевой кости, что расширяет возможности штифта.

При лечении переломов проксимальной области используют штифт (см. фиг.8), выполненный без отверстий на участке 21 меньшей площади поперечного сечения. В этом случае соотношение длины участка большей площади сечения к длине переходного конического участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 17:1:12, а отношение диаметров участка большей площади сечения и участка меньшей площади сечения постоянно и составляет 1:0,75.

Наконечник 31 участка 21 меньшей площади сечения имеет коническую форму, что облегчает его введение в костно-мозговой канал и исключает повреждение стенок канала.

При лечении диафизарных переломов используют штифт, показанный на фиг.1. В этом случае отношение длины участка большей площади сечения к длине переходного конического участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 17:1:23-36, а отношение диаметров участков большей и меньшей площадей сечения выдержано в пределах 1: 0,67÷0,75. Это позволяет использовать штифт для пациентов, имеющих различную длину и диаметр костно-мозгового канала. На участке 2 меньшей площади поперечного сечения выполнены четыре отверстия 15, 16, 17, 18, что предназначено для блокировки фрагментов при диафизарных переломах плечевой кости. Оси отверстий 18 и 16 (первого и третьего отверстий от наконечника участка) расположены перпендикулярно оси участка меньшей площади сечения и перпендикулярно плоскости симметрии. Оси отверстий 17, 15 (второго и четвертого от наконечника) расположены в плоскости, перпендикулярной оси участка, под углом наклона к плоскости симметрии, равным 70° соответственно по часовой стрелке и против часовой стрелки. Такое расположение осей отверстий 15, 16, 17, 18 позволяет ввести в отверстия блокирующие винты, которые располагаются в сагиттальной плоскости или вблизи от нее, и избежать ятрогенного повреждения лучевого нерва.

Винты, пропущенные через отверстия 7, 8, 9, 10, 11, 12 участка 1 (11), располагаются во фронтальной плоскости или вблизи к ней. Таким образом, обеспечивается фиксация штифта в трех плоскостях, чем повышается прочность конструкции.

Выполнение наконечника 3 участка 2 меньшей площади сечения с односторонним скругленным срезом позволяет облегчить его введение в костно-мозговой канал и избежать его повреждения.

Блокиратор 14 из сверхвысокомоллекулярного материала может быть соосно установлен в отверстие 3 участка 1 (11) большей площади сечения. При установке блокиратора 14 его торец смещают вглубь относительно торца 6 участка 1 (11) на расстояние, составляющее не более 0,14 длины участка 1 (11). В блокираторе выполнены отверстия, оси которых ориентированы по направлению осей 8, 9, 10 отверстий участка большей площади сечения, что требуется для совмещения осей отверстий блокиратора и осей отверстий 8-10 этого участка при проведении блокирующих и компрессионного винтов. Использование блокиратора позволяет повысить прочность фиксации винтов в спонгиозных (губчатых) слоях эпифиза и метадиафиза плечевой кости.

Технико-экономический эффект предложенного устройства состоит в повышении прочности конструкции штифт-винт-кость и в увеличении стабильности остеосинтеза, при одновременном обеспечении компрессии фрагментов кости при переломах хирургической шейки плечевой кости, а также предотвращении повреждения веточек плечевого сплетения с исключением проведения одного из блокировочных винтов вне кости, при снижении травмы кости, повышении эффективности лечения и снижении стоимости.

1. Штифт для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости, который имеет круглое сечение, изгиб, участок с наконечником и участок для блокировки проксимальных фрагментов, при этом последний выполнен с соосным резьбовым отверстием со стороны торца, отличающийся тем, что он выполнен ступенчатым: с участком для блокировки проксимальных фрагментов, имеющим большую площадь поперечного сечения, с участком с наконечником, имеющим меньшую площадь поперечного сечения, и с переходным участком, имеющим коническую форму и расположенным между участками с большей и меньшей площадями поперечного сечения, изгиб расположен на участке большей площади поперечного сечения с отступом от торца штифта, не меньшим 0,65 длины участка большей площади сечения, и выполнен с углом 5°, участок, имеющий большую площадь поперечного сечения, выполнен с шестью поперечными отверстиями, при этом считая от торца штифта: первое, второе, третье, пятое и шестое отверстия предназначены для блокировочных винтов и расположены перпендикулярно оси штифта, а четвертое - для компрессионного винта, ось первого отверстия расположена в плоскости симметрии, ось четвертого отверстия расположена в плоскости симметрии штифта, с пересечением оси участка на расстоянии от торца штифта, составляющем половину длины этого участка, под углом к оси штифта, равным 60°, оси второго и третьего отверстий расположены с отступами от торца, не большими, соответственно, 0,2 и 0,3 от длины участка большей площади сечения, под углом, равным 20° к плоскости симметрии, соответственно против часовой стрелки и по часовой стрелке, а оси пятого и шестого отверстий расположены в плоскости симметрии штифта, с отступом от торца штифта, не меньшим 0,75 от длины участка большей площади сечения, и перпендикулярно к оси участка в месте расположения отверстий.

2. Штифт по п.1, отличающийся тем, что соотношение длины участка большей площади сечения к длине переходного конического участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 17: 1:12, а отношение диаметров участка большей площади сечения и участка меньшей площади сечения составляет 1:0,75, причем наконечник участка меньшей площади сечения имеет коническую форму.

3. Штифт по п.1, отличающийся тем, что отношение длины участка большей площади сечения к длине переходного участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 7:1:23÷36, отношение диаметров участков большей и меньшей площадей сечения выдержано в пределах 1:0,67÷0,75, при этом на участке меньшей площади поперечного сечения выполнены четыре перпендикулярных оси этого участка отверстия для блокировки фрагментов при диафизарных переломах плечевой кости, первое и третье от наконечника участка из которых расположены перпендикулярно плоскости симметрии, а второе и четвертое от наконечника отверстия на этом участке расположены под углом к плоскости симметрии, равным 70° соответственно по часовой стрелке и против часовой стрелки, причем наконечник участка меньшей площади сечения выполнен с односторонним скругленным срезом.

4. Штифт по п.1, отличающийся тем, что он снабжен блокиратором из сверхвысокомолекулярного материала для сосной установки в соосном резьбовом отверстии штифта, при этом в блокираторе выполнены отверстия, оси которых ориентированы по направлению осей второго - четвертого отверстий участка большей площади сечения для совмещения осей отверстий блокиратора и соответствующих отверстий этого участка при установке блокиратора.

5. Штифт по п.1, отличающийся тем, что блокировочные и компрессионные винты имеют двухзаходную резьбу.