Устройство транспедикулярного полиаксиального винта
Полезная модель относится к медицине, а именно к вертебрологии, нейрохирургии, ортопедии, травматологии, в частности к области создания транспедикулярных полиаксиальных винтов и гаек, входящих в состав устройств фиксации позвоночника. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство транспедикулярного полиаксиального винта содержит собственно винт, головку, вставку и гайку-блокиратор. Винт имеет рабочую часть с резьбой на одном конце и сферическое утолщение на другом конце и установлен в головку, имеющую сквозное отверстие с внутренней прямоугольной упорной резьбой и паз с шириной, позволяющей установить в него продольный стержень. Винт при этом имеет возможность поворота относительно головки, а в его сферическом утолщении содержится элемент, позволяющий создать крутящий момент относительно оси винта. В головку установлена вставка, препятствующая выпадению винта из головки и имеющая с одной стороны сферическую поверхность, соответствующую сферическому утолщению винта, с другой стороны паз с возможностью установки в него продольного стержня, а со сторон, соприкасающихся с внутренней частью головки два оппозитно расположенные глухие отверстия, причем на одной оси с этими отверстиями в головке расположены другие два глухих отверстия. Гайка-блокиратор содержит наружную прямоугольную упорную резьбу, соответствующую внутренней резьбе на головке и элемент, позволяющий приложить крутящий момент для вворачивания гайки в головку. На торце гайки-блокиратора, который может соприкасаться с продольным стержнем выполнено кольцевое ребро. Для лучшего прилегания кольцевого ребра к продольному стержню и лучшей блокировки стержня в головке, шероховатость поверхностей кольцевого ребра может быть выполнена на два класса ниже, чем шероховатость остальных поверхностей гайки-блокиратора, а кольцевое ребро может иметь угол 90°. Профиль резьбы рабочей части винта переменный и представляет собой неравнобедренную трапецию. Наружный диаметр рабочей части винта постоянен, а внутренний уменьшается от головки к кончику. На головке выполнена кольцевая трапецеидальная проточка и четыре уступа. Все детали устройства транспедикулярного полиаксиального винта изготовлены из биосовместимого титанового сплава.
Полезная модель относится к медицине, а именно к вертебрологии, нейрохирургии, ортопедии, травматологии, в частности к области создания транспедикулярных полиаксиальных винтов и гаек-блокираторов, входящих в состав устройств фиксации позвоночника и применяемых при стабилизации деформаций, травматических поражениях позвоночника, а также при нестабильности различной этиологии в грудном, поясничном и крестцовом отделах.
Известен полиаксиальный транспедикулярный винт (патент US 6.660.004, A611317/70 от 09.12.2003), содержащий собственно транспедикулярный винт, имеющий резьбовую часть с одной стороны и сферическое утолщение с другой стороны, головку, имеющую сквозное отверстие с резьбой и паз с возможностью установки в него продольного стержня, две вставки, установленные в головку и препятствующие выпаданию винта из головки и гайку-блокиратор, которая вворачивается в головку и фиксирует продольный стержень.
Недостатком данного устройства является невысокая степень фиксации продольного стержня, возможность самопроизвольного выкручивания гайки и отсюда ослабление фиксации продольного стержня.
Наиболее близким по технической сущности аналогом, то есть прототипом является полиаксиальный транспедикулярный винт (патент US 6869433, A61B 17/70 от 22.03.2005), содержащий собственно транспедикулярный винт, имеющий резьбовую часть с одной стороны и сферическое утолщение с другой стороны, головку, имеющую сквозное отверстие с резьбой и паз с возможностью установки в него продольного стержня, вставку, имеющую с одной стороны сферическую поверхность и предотвращающую выпадение винта из головки, и две гайки, которые вворачиваются внутрь и снаружи в головку и фиксируют продольный стержень.
Недостатком данного устройства является невысокая степень фиксации продольного стержня, возможность самопроизвольного выкручивания гайки и отсюда ослабление фиксации продольного стержня, сложность установки, вследствие большого количества деталей и отсюда повышенный риск травматизации тканей.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство транспедикулярного полиаксиального винта содержит собственно винт, головку, вставку и гайку-блокиратор. Винт имеет рабочую часть с резьбой на одном конце и сферическое утолщение на другом конце и установлен в головку, имеющую сквозное отверстие с внутренней прямоугольной упорной резьбой и паз с шириной, позволяющей установить в него продольный стержень. Винт при этом имеет возможность поворота относительно головки с общим углом отклонения в радиальном положении до 55 градусов, а в его сферическом утолщении содержится элемент, позволяющий создать крутящий момент относительно оси винта. Этим элементом может быть внутренний шестигранник или торкс, представляющий собой шестилучевую звезду. В головку установлена вставка, препятствующая выпадению винта из головки и имеющая с одной стороны сферическую поверхность, соответствующую сферическому утолщению винта, с другой стороны паз с возможностью установки в него продольного стержня, а со сторон, соприкасающихся с внутренней частью головки два оппозитно расположенные глухие отверстия, причем на одной оси с этими отверстиями в головке расположены другие два глухих отверстия. Фиксация вставки, относительно головки осуществляется за счет того, что наплывы металла головки входят в два оппозитных отверстия вставки при приложении нагрузки специальным инструментом через два оппозитных отверстия в головке. Гайка-блокиратор содержит наружную прямоугольную упорную резьбу, соответствующую внутренней резьбе на головке и элемент, позволяющий приложить крутящий момент для вворачивания гайки в головку. В качестве такого элемента может служить отверстие типа «ромашка», представляющего собой центральное отверстие и шесть канавок по его периметру с одинаковым интервалом между ними или торкс, представляющий шестилучевую звезду. Угол профиля наружной упорной резьбы гайки-блокиратора и внутренней резьбы в головке может составлять 90° и шаг 1,25 мм. На торце гайки-блокиратора, который может соприкасаться с продольным стержнем выполнено кольцевое ребро. Для лучшего прилегания кольцевого ребра к продольному стержню и лучшей блокировки стержня в головке, шероховатость поверхностей кольцевого ребра может быть выполнена на два класса ниже, чем шероховатость остальных поверхностей гайки-блокиратора, а кольцевое ребро может иметь угол 90°. Профиль резьбы рабочей части винта переменный и представляет собой неравнобедренную трапецию, причем основания трапеции уменьшаются от сферического утолщения винта к его кончику. Углы неравнобедренной трапеции профиля резьбы рабочей части винта могут составлять 10° и 40°. Профиль резьбы рабочей части винта может изменяется от трапециевидного у сферического утолщения винта к треугольному у его кончика. Наружный диаметр рабочей части винта постоянен, а внутренний уменьшается от головки к кончику. Возможные размеры шага резьбы рабочей части винта могут составляет 2,5 мм, при наружном диаметре рабочей части винта в пределах 4,5-5,5 мм, а в случае наружного диаметра рабочей части винта в пределах 6,0-7,5 мм шаг резьбы рабочей части винта может составлять 3,0 мм. На головке выполнена кольцевая трапецеидальная проточка и четыре уступа.
Все детали устройства транспедикулярного полиаксиального винта изготовлены из биосовместимого титанового сплава. Конструкция устройства транспедикулярного полиаксиального винта позволяет получить новый технический результат, который заключается в повышении надежности фиксации продольных стержней, что обеспечивается увеличением площади соприкосновения элементов гайки-блокиратора с поверхностью продольных стержней и создания геометрии наружной резьбы гайки-блокиратора и внутренней резьбы на головке винта, которая гарантирует невозможность самопроизвольного выкручивания гайки-блокиратора и ослабления фиксации продольных стержней. Удобство установки устройства транспедикулярного полиаксиального винта и его повышенная прочность обеспечиваются за счет изменения пространственно-геометрических характеристик рабочей части винта по сравнению с аналогами. Устройство обеспечивает хирургу интраоперационную гибкость в планировании в зависимости от клинической ситуации.
Устройство транспедикулярного полиаксиального винта является составной частью устройств фиксации позвоночника и работает следующим образом. В позвонки, требующие фиксации, вворачивают винты, содержащие резьбу. Для вворачивания используется специальный инструмент, который входит во внутренний шестигранник или торкс, расположенный в сферическом утолщении винта. В головки винтов, расположенные на разных позвонках устанавливают продольные стержни цилиндрообразной формы, которые фиксируют с помощью гаек-блокираторов с наружной упорной резьбой. Установка гаек-блокираторов выполняется с помощью ключа, который входит в элемент гайки, позволяющий выполнить закручивание и создание крутящего момента, обеспечивая жесткость конструкции. В качестве такого элемента может служить отверстие типа «ромашка», представляющего собой центральное отверстие и шесть канавок по его периметру с одинаковым интервалом между ними или торкс, представляющий шестилучевую звезду. При вворачивании гайки-блокиратора головку фиксируют специальным инструментом, который входит в четыре уступа на головке. Кольцевое ребро на торце гайки обеспечивает надежную фиксацию продольных стержней.
На фиг. 1 представлено устройство транспедикулярного полиаксиального винта в сборе (продольный разрез), на фиг. 2 представлен полиаксиальный винт, на фиг. 3 представлен элемент «А» - фрагмент резьбы рабочей части транспедекулярного полиаксиального винта, на фиг. 4 представлена головка в аксонометрии, на фиг. 5 представлена головка в сечении, на фиг. 6 представлена гайка-блокиратор (в сечении), на фиг. 7 - вид сверху гайки-блокиратора, на фиг. 8 представлена вставка (половина вставки в сечении), на фиг. 9 -сферическое утолщение винта в аксонометрии.
Устройство транспедикулярного полиаксиального винта содержит винт 1, головку 2, вставку 3 и гайку-блокиратор 4. Винт 1 имеет рабочую часть с резьбой 5 на одном конце и сферическое утолщение 6 на другом конце и установлен в головку 2, имеющую сквозное отверстие 7 с внутренней прямоугольной упорной резьбой 8 и паз 9 с шириной, позволяющей установить в него продольный стержень 10. Шероховатость сферического утолщения 6 может быть на два класса ниже, чем шероховатость остальных поверхностей устройства. Винт 1 при этом имеет возможность поворота относительно головки 2 с общим углом отклонения в радиальном положении до 55 градусов, а в его сферическом утолщении 6 содержится элемент 11, позволяющий создать крутящий момент относительно оси винта. Этим элементом 11 может быть внутренний шестигранник или торкс, в виде шестилучевой звезды. В головку 2 установлена вставка 3, препятствующая выпадению винта 1 из головки 2 и имеющая с одной стороны сферическую поверхность 12, соответствующую сферическому утолщению 6 винта 1, с другой стороны паз 13 с возможностью установки в него продольного стержня 10, а со сторон, соприкасающихся с внутренней частью головки 2 два оппозитно расположенные глухие отверстия 14, причем на одной оси с этими отверстиями в головке 2 расположены другие два глухих отверстия 15. Фиксация вставки 3, относительно головки осуществляется за счет того, что наплывы металла головки 2 входят в два оппозитных отверстия вставки 14 при приложении нагрузки специальным инструментом через два оппозитных отверстия 15 в головке 2. Гайка-блокиратор 4 содержит наружную прямоугольную упорную резьбу 16, соответствующую внутренней резьбе 8 на головке 2 и элемент 17, позволяющий приложить крутящий момент для вворачивания гайки-блокиратора 4 в головку 2. В качестве такого элемента 17 может служить отверстие типа «ромашка», представляющего собой центральное отверстие 18 и шесть канавок 19 по его периметру с одинаковым интервалом между ними или торкс в виде шестилучевой звезды. Угол профиля наружной упорной резьбы 16 гайки-блокиратора 4 и внутренней резьбы 8 в головке 2 может составлять 90°, а шаг 1,25 мм. На торце гайки-блокиратора 4, который может соприкасаться с продольным стержнем 10 выполнено кольцевое ребро 20. Для лучшего прилегания кольцевого ребра 20 к продольному стержню 10 и лучшей блокировки стержня 10 в головке 2 шероховатость поверхностей кольцевого ребра 20 может быть выполнена на два класса ниже, чем шероховатость остальных поверхностей гайки-блокиратора 4, а кольцевое ребро 20 может иметь угол 90°. Профиль резьбы рабочей части 5 винта 1 переменный и представляет собой неравнобедренную трапецию 21, причем основания трапеции 21 уменьшаются от сферического утолщения 6 винта 1 к его кончику 22. Углы неравнобедренной трапеции 21 профиля резьбы рабочей части 5 винта 1 могут составлять 10° и 40°. Профиль резьбы рабочей части 5 винта 1 может изменяется от трапециевидного у сферического утолщения 6 винта 1 к треугольному у его кончика 22. Наружный диаметр рабочей части 5 винта 1 постоянен, а внутренний уменьшается от сферического утолщения 6 к кончику 22. Возможные размеры шага резьбы рабочей части 5 винта 1 могут составляет 2,5 мм, при наружном диаметре рабочей части 5 винта 1 в пределах 4,5-5,5 мм, а в случае наружного диаметра рабочей части 5 винта 1 в пределах 6,0-7,5 мм шаг резьбы рабочей части винта может составлять 3,0 мм. На головке 2 выполнена кольцевая трапецеидальная проточка 23 и четыре уступа 24.
Опытное опробование предлагаемого технического решения показало высокую прочность устройства транспедикулярного полиаксиального винта и надежность фиксации продольного стержня, что обеспечивается увеличением площади соприкосновения элементов гайки с поверхностью продольного стержня. Геометрические параметры наружной резьбы гайки и внутренней резьбы на головке винта гарантируют невозможность самопроизвольного выкручивания гайки и ослабления фиксации продольных стержней.
Хорошие результаты получены при испытании на вырывание транспедикулярного полиаксиального винта из тела позвонка. Способность винта удерживаться в теле позвонка при воздействии силы, направленной на вырывание превосходит способность винтов-аналогов.
1. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта, содержащее винт, головку, вставку, гайку-блокиратор, причем винт имеет рабочую часть с резьбой на одном конце и сферическое утолщение на другом конце и установлен в головку, имеющую сквозное отверстие с внутренней прямоугольной упорной резьбой и паз с шириной, позволяющей установить в него продольный стержень, причем винт имеет возможность поворота относительно головки с общим углом отклонения в радиальном положении до 55 градусов, а в его сферическом утолщении содержится элемент, позволяющий создать крутящий момент относительно оси винта, в головку установлена вставка, препятствующая выпадению винта из головки и имеющая с одной стороны сферическую поверхность, соответствующую сферическому утолщению винта, с другой стороны паз с возможностью установки в него продольного стержня, а со сторон, соприкасающихся с внутренней частью головки два оппозитно расположенных глухих отверстия, причем на одной оси с этими отверстиями в головке расположены другие два глухих отверстия, а гайка-блокиратор содержит наружную прямоугольную упорную резьбу, соответствующую внутренней резьбе на головке и элемент, позволяющий приложить крутящий момент для вворачивания гайки-блокиратора в головку, отличающееся тем, что на торце гайки-блокиратора, который может соприкасаться с продольным стержнем выполнено кольцевое ребро, профиль резьбы рабочей части винта переменный и представляет собой неравнобедренную трапецию, причем основания трапеции уменьшаются от сферического утолщения к его кончику, при этом наружный диаметр рабочей части винта постоянен, а внутренний уменьшается от сферического утолщения к кончику, а на головке выполнена кольцевая трапецеидальная проточка.
2. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что на головке выполнены четыре уступа.
3. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что кольцевое ребро на торце гайки-блокиратора имеет угол 90°.
4. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что шероховатость поверхностей кольцевого ребра на торце гайки-блокиратора, на сферическом утолщении на винте, сферической поверхности вставки на два класса ниже, чем шероховатость остальных поверхностей устройства транспедикулярного полиаксиального винта.
5. Устройство транспедекулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что углы неравнобедренной трапеции профиля резьбы рабочей части винта составляют 10° и 40°.
6. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что угол профиля наружной упорной резьбы гайки-блокиратора и внутренней резьбы в головке винта составляет 90°.
7. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что шаг резьбы рабочей части винта составляет 2,5 мм, при наружном диаметре рабочей части винта 4,5-5,5 мм.
8. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что шаг резьбы рабочей части винта составляет 3,0 мм, при наружном диаметре рабочей части винта 6,0-7,5 мм.
9. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что элемент, позволяющий приложить крутящий момент для вворачивания гайки-блокиратора в головку, представляет собой центральное отверстие и шесть канавок по его периметру с одинаковым интервалом между ними.
10. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что элемент, содержащийся в сферическом утолщении винта и позволяющий создать крутящий момент относительно оси винта, представляет собой внутренний шестигранник.
11. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что элемент, позволяющий приложить крутящий момент для вворачивания гайки-блокиратора в головку, представляет собой торкс в виде шестилучевой звезды.
12. Устройство транспедикулярного полиаксиального винта по п. 1, отличающееся тем, что элемент, содержащийся в сферическом утолщении винта и позволяющий создать крутящий момент относительно оси винта, представляет собой торкс в виде шестилучевой звезды.
