Композитный эндопротез для реконструкции дефектов нижней челюсти

Композитный эндопротез для реконструкции дефектов нижней челюсти

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к медицине, а именно к реконструктивной челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано в травматологии, ортопедии, и онкологии при эндопротезировании сложных дефектов нижней челюсти.

Как известно, нижняя челюсть состоит из костной ткани, покрытой взаимодействующей с ней надкостницей, содержит две суставные головки, взаимодействующие с суставными ямками височных костей. Успех реконструкции обширного дефекта нижней челюсти в целом зависит от конструктивных особенностей составляющих ее элементов и возможности их взаимодействия.

Известен эндопротез - фиксатор для реконструкции дефектов нижней челюсти, имеющий концевые части в виде стержней, помещаемых внутрикостно, и дугу, связывающую стержни, помещаемую в предварительно подготовленное ложе. (Патент RU №2285500, МПК A61F 2/28).

Однако данный эндопротез предназначен для обеспечения неподвижного соединения с костным фрагментом и рассчитан на интеграцию только с костными структурами.

Известен также имплантат для замещения протяженных костных фрагментов сложной формы из сплава на основе никелида титана, содержащий формоизменяемый опорный базис, выполненный в виде проволочной спирали, укрытой по всей длине сетчатым материалом, и скрепленный с ним элемент связи с окружающей тканью. (Патент RU №2265417, МПК A61F 2/28).

Однако при обширных дефектах нижней челюсти использование данного имплантата также не обеспечивает удовлетворительного замещения дефекта, так как моделирование его контуров с использованием одинарной цилиндрической спирали недостаточно эффективно для восстановления анатомической формы.

Кроме того, применение гранул пористого проницаемого никелида титана в качестве элемента связи с окружающей тканью не обеспечивает реконструкции надкостницы и взаимодействия эндопротеза с сухожильно-мышечными тканями. Это служит причиной изменения пространственного соотношения осей тяги мышц, изменения моментов сил, нарушения биомеханики нижней челюсти. Такие дефекты приводят к необратимым тяжелым функциональным нарушениям и значительно снижают качество жизни и функциональной реабилитации пациентов.

Кроме того, имплантат для замещения протяженных костных фрагментов сложной формы не содержит индивидуального элемента для реконструкции дефекта мыщелка и индивидуального элемента для закрепления на здоровом костном фрагменте.

Задачей изобретения является замещение не только формообразующих и опорных дефектов костного фрагмента нижней челюсти, но и сопутствующих им дефектов надкостницы и мыщелка, а также обеспечение стабильного соединения эндопротеза со здоровым костным фрагментом.

Поставленная задача решена за счет того, что композитный эндопротез для реконструкции дефектов нижней челюсти, выполненный из никелида титана и содержащий опорный базис из проволоки, согласно заявляемому изобретению композитный эндопротез имеет мыщелок, надкостницу и фиксатор, опорный базис соединен с фиксатором и мыщелком, опорный базис выполнен по величине костного дефекта до уровня основания мыщелка - в виде сдвоенной спирали, образованной витками восьмиобразной формы, с продолжением в виде одиночной спирали на отрезке, равном длине шейки мыщелка, фиксатор содержит проволочные стержни и дугу для погружения в здоровый костный фрагмент с одной стороны и две подпружиненные петли для вставления внутрь свободного конца восьмиобразной спирали - с другой стороны, мыщелок содержит с одной стороны головку для имплантации в суставную ямку височной кости, а с другой - шейку для установки в свободный конец одиночной спирали, при этом упомянутая шейка выполнена из двух свитых проволочных ветвей, охватывающих сверху головку мыщелка, надкостница выполнена в виде упругого пористого проницаемого слоя толщиной от 2 до 10 мм, выполненного в виде сетчатого полотна из лигатурных нитей, циркулярно распределенного вокруг поверхности опорного базиса и соединенных с ним фиксатора и мыщелка.

Сетчатое полотно выполнено шириной 40-50 мм из лигатурных нитей толщиной 70-120 мкм, связанных лицевыми петлями с образованием ячеек 1,5-3,5 мм.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен на фиг.1, 2 - опорный базис костного дефекта (вид спереди и слева соответственно); на фиг.3 - фиксатор; на фиг.4 - мыщелок; на фиг.5 - сетчатое полотно, из которого формируется надкостница; на фиг.6 заявляемый эндопротез до формирования упругого проницаемого слоя (надкостницы); на фиг.7 - композитный эндопротез нижней челюсти в сборе.

Композитный эндопротез для реконструкции дефектов нижней челюсти выполнен из никелида титана и согласно заявляемому изобретению содержит:

- опорный базис из проволоки диаметром предпочтительно 2 мм, выполненный по величине костного дефекта до уровня основания мыщелка - в виде сдвоенной спирали 1, образованной витками восьмиобразной формы, с продолжением в виде одиночной спирали 2 на отрезке, равном длине шейки мыщелка (до уровня суставной головки);

- фиксатор 3, содержащий проволочные стержни 4, 5 и дугу 6, погружаемые в здоровый костный фрагмент 7 с одной стороны, и две подпружиненные петли 8, вставляемые внутрь восьмиобразной спирали 1 опорного базиса - с другой стороны, для обеспечения их соединения. Таким образом, через фиксатор опорный базис связан со здоровым костным фрагментом 7;

- мыщелок нижней челюсти, содержащий с одной стороны суставную головку 9 для имплантации в суставную ямку височной кости, а с другой - шейку 10 из двух свитых проволочных ветвей, совокупный диаметр которых соответствует внутреннему диаметру одиночной спирали 2 опорного базиса;

- надкостница 11 - упругоэластичный пористый проницаемый слой, толщиной от 2 до 10 мм, выполненный из сетчатого полотна 12, циркулярно распределенного вокруг поверхности опорного базиса костного дефекта и соединенных с ним фиксатора и мыщелка для индивидуального моделирования анатомической формы и интеграции с окружающими сухожильно-мышечными структурами, приводящими в движение нижнечелюстную кость.

Сетчатое полотно 12 изготавливается из лигатурных нитей диаметром от 70 до 120 мкм способом вязки лицевыми петлями. Тканевая адаптация элементов эндопротеза в области реконструкции дефекта нижней челюсти происходит за счет репаративной регенерации тканей. Экспериментальные исследования показали, что использование нитей диаметром менее 70 мкм нецелесообразно из-за снижения прочности полотна, а при диаметре нитей более 120 мкм снижается эластичность структуры. Оптимальной шириной сетчатого полотна с точки зрения моделирования индивидуальной анатомической формы является 40-50 мм, а для обеспечения наиболее благоприятных условий для клеточной репаративной регенерации и тканевой адаптации сетчатое полотно должно иметь ячейки размером 1,5-3,5 мм.

При индивидуальном изготовлении вышеперечисленных составляющих композитного эндопротеза используются пластиковые прототипы челюстных костей пациентов, полученные на основе данных мультиспирального компьютерного томографа (КТ) с помощью компьютерных 3-D технологий.

Реконструкция дефекта нижней челюсти начинается с формирования на здоровом костном фрагменте 7 фрезой воспринимающего ложа для установки дуги 6 и отверстий под проволочные стержни 4, 5 фиксатора. После этого здоровый костный фрагмент 7 бинтуют двумя витками сетчатого полотна и размещают проволочные стержни и дугу в подготовленное ложе, после чего повторно бинтуют здоровый костный фрагмент 7 поверх элементов фиксатора и оставшуюся часть сетчатого полотна удерживают.

Другой конец фиксатора, выполненный в виде двух одинаковых подпружиненных проволочных петель 8, соединяют с опорным базисом костного дефекта путем введения подпружиненных проволочных петель 8 в соответствующий внутренний диаметр сдвоенной восьмиобразной проволочной спирали 1. Свободный конец опорного базиса, выполненный в виде одинарной спирали 2, соединяют с мыщелком путем внедрения шейки 10 мыщелка во внутренний диаметр одинарной спирали 2. При этом суставную головку 9 мыщелка топографически ориентируют для точной имплантации в суставную ямку височной кости.

Затем, удерживаемую после бинтования здорового костного фрагмента 7 оставшуюся часть сетчатого полотна 12 циркулярно распределяют вокруг всей наружной поверхности твердых структур композитного эндопротеза и формируют надкостницу в виде упругого пористого проницаемого слоя толщиной от 2 до 10 мкм в зависимости от анатомических особенностей конкретного пациента, а именно в зависимости от исходного объема мышечной массы околочелюстных тканей, после чего производят имплантацию суставной головки 9 в суставную ямку височной кости.

Эффективность действия композитного эндопротеза при реконструкции дефектов нижней челюсти подтверждена многочисленными клиническими испытаниями.

Пример.

Челюстно-лицевое отделение ГБ №11, г.Омска, история болезни №177, от 25.02.2005 г. Больной С. 26 лет, болен 6 лет. Диагноз: рецидивирующая нагноившаяся амелобластома нижней челюсти справа с распространением от 34 зуба, поражением тела, ветви, мыщелка, венечного отростка с прорастанием в левую подвисочную область на 2,5 см. Открывание рта на 1 см.

На основе пластикового прототипа костей лицевого черепа, в том числе и нижнечелюстной кости, полученных с помощью мультиспирального КТ и компьютерных 3-D технологий, произведено проектирование, моделирование и припасовка изделий из четырех сочленяемых эндопротезов - опорного базиса костного дефекта, фиксатора, мыщелка и надкостницы.

Под эндотрахеальным наркозом из поднижнечелюстного доступа слева произведено удаление пораженного опухолью фрагмента с экзартикуляцией височнонижнечелюстного сустава. В ходе операции участки мышц, отсеченных от соответствующих поверхностей удаленного фрагмента челюсти, взяты на лигатуры:

а) подподбородочно-подъязычные, дна полости рта, переднего брюшка двубрюшной мышцы;

б) медиальной крыловидной, латеральной крыловидной;

в) жевательной, височной мышц.

На здоровом костном фрагменте было сформировано костное ложе под стержни и дугу фиксатора. После установки стержней и дуги в указанной выше последовательности другой конец фиксатора был сочленен с опорным базисом костного дефекта с помощью двух подпружиненных проволочных петель, вводимых в просвет восьмиобразной проволочной спирали. В дистальный участок опорного базиса костного дефекта, выполненный в виде одинарной спирали, ввели шейку мыщелка, а головку мыщелка, предварительно топографически ориентированную, имплантировали в суставную ямку.

Формирование упругоэластичного проницаемого слоя вокруг общей поверхности собранного эндопротеза осуществлялось путем циркулярного распределения сетчатого полотна и лигирования его элементов.

После полной установки эндопротеза производится пришивание дистальных отделов всех вышеперечисленных групп мышц к поверхности эндопротеза в места их физиологического прикрепления, ушивание мягких тканей над эндопротезом, установка активных дренажей, накладывание швов на кожу.

Послеоперационный период протекал на фоне медикаментозной терапии без воспалительных осложнений. Конфигурация нижней челюсти восстановлена, состояние прикуса адекватное, объем основных функциональных движений челюсти восстановился через 2 месяца. Период отдаленных наблюдений составляет более 2 лет. Данные функционального и клинического обследования достоверно подтверждают наличие мышечной массы, и функционального тонуса, и взаимодействие синергетических и антагонистических групп мышц, прикрепленных к поверхности эндопротеза. Имеются соответствующие рентгенологические данные, прилагаемые к материалам заявки.

Таким образом, изобретение обеспечивает реконструкцию формообразующих и опорных дефектов костного фрагмента и соответствующих ему дефектов надкостницы и мыщелка нижней челюсти, а кроме того, обеспечивает стабильное соединение между эндопротезом и здоровым костным фрагментом, что позволяет достичь анатомическое и функциональное соответствие при эндопротезировании.

1. Композитный эндопротез для реконструкции дефектов нижней челюсти, выполненный из никелида титана и содержащий опорный базис из проволоки, отличающийся тем, что композитный эндопротез имеет мыщелок, надкостницу и фиксатор, опорный базис соединен с фиксатором и мыщелком, опорный базис выполнен по величине костного дефекта до уровня основания мыщелка - в виде сдвоенной спирали, образованной витками восьмиобразной формы, с продолжением в виде одиночной спирали на отрезке, равном длине шейки мыщелка, фиксатор содержит проволочные стержни и дугу для погружения в здоровый костный фрагмент с одной стороны и две подпружиненные петли для вставления внутрь свободного конца восьмиобразной спирали - с другой стороны, мыщелок содержит с одной стороны головку для имплантации в суставную ямку височной кости, а с другой - шейку для установки в свободный конец одиночной спирали, при этом упомянутая шейка выполнена из двух свитых проволочных ветвей, охватывающих сверху головку мыщелка, надкостница выполнена в виде упругого пористого проницаемого слоя толщиной от 2 до 10 мм, выполненного в виде сетчатого полотна из лигатурных нитей, циркулярно распределенного вокруг поверхности опорного базиса и соединенных с ним фиксатора и мыщелка.

2. Композитный эндопротез по п.1, отличающийся тем, что сетчатое полотно выполнено шириной 40-50 мм из лигатурных нитей толщиной 70-120 мкм, связанных лицевыми петлями с образованием ячеек 1,5-3,5 мм.