Металлоконструкция для остеосинтеза костей (интрамедуллярная спица)

Авторы патента:

A61B17/72 - интрамедулярные устройства

Полезная модель относится к области медицины, в частности к травматологии и предназначена для хирургического лечения переломов длинных трубчатых костей, имеющих интрамедуллярный канал.

Интрамедуллярная спица для остеосинтеза, включает стержень, имеющий диафизную часть с поперечным сечением, выполненным в форме овала, и дистальный конец, представляющий собой наконечник, изогнутый во внутрь и сплюснутый с двух сторон, имеющий в плане форму конуса, причем спица выполнена из наноструктурного технически чистого титана и имеет размеры: длина диафизной части стержня составляет (0,7-0,75) общей длины стержня, ширина овала составляет 1,1 диаметра стержня, высота овала составляет 0,9 диаметра стержня.

Применение предложенной интрамедуллярной спицы для остеосинтеза позволит:

повысить надежность использования спицы за счет увеличения площади соприкосновения спицы с отломками длинных трубчатых костей и исключения возможности ротационных смещений внутри костномозгового канала

повысить биосовместимость спицы и костной ткани и исключить токсическое действие легирующих добавок ванадия за счет применения наноструктурного технически чистого титана.

использовать спицы меньших по размеру диаметров за счет применения высокопрочного наноструктурного технически чистого титана

Известна спица для интрамедуллярного армирования длинных трубчатых костей (патент РФ 2324450, МПК А61В 17/72, опубл. 20.05.2008 г.), содержащая изогнутое тело с рабочим и свободным концами, при этом рабочий конец имеет закругленную торцевую поверхность, отличающаяся тем, что изгиб тела выполнен радиусом не менее 100 мм, диаметр тела равен 1,5-3 мм, а длина тела равна от 200-500 мм, участок рабочего конца отклонен в сторону вогнутости, а свободный конец загнут в сторону вогнутости, причем тело выполнено металлическим и имеет биоактивное покрытие. Недостатком данной спицы является недостаточный контакт между цилиндрической поверхностью спицы и внутренней поверхностью костных отломков, а также дополнительное раздражение костномозгового канала при введении спицы.

Известна упругая титановая спица TEN - по классификации Международной ассоциации остеосинтеза, (www.intramedullercivilemekursi.org, SYNTHES), состоящая из стержня круглого сечения, имеющего на дистальном конце изогнутый во внутрь и сплюснутый с двух сторон наконечник, имеющий в плане форму конуса. Основным недостатком данной спицы является то, что она изготовлена из титановых сплавов Ti-6Аl-4V или Тi-6Аl-7Nb, где легирующие добавки ванадия оказывают токсическое действие на человеческий организм, алюминия - приводят к образованию соединительно-тканной прослойки вокруг имплантата и к значительному загрязнению тканей. К другим недостатком данной спицы можно отнести возможность ротационных смещений внутри костномозгового канала и небольшую площадь соприкосновения штифта с отломками кости.

Задачей полезной модели является разработка конструкции интрамедуллярной спицы для остеосинтеза, обладающей повышенной надежностью за счет увеличенной площади соприкосновения спицы с отломками длинных трубчатых костей и исключения возможности ротационных смещений внутри костомозгового канала, а также повышенной биосовместимостью за счет применения наноструктурного технически чистого титана.

Поставленная задача решается при помощи интрамедуллярной спицы для остеосинтеза, включающей стержень, имеющий диафизную часть с поперечным сечением, выполненным в форме овала, и дистальный конец, представляющий собой наконечник, изогнутый во внутрь и сплюснутый с двух сторон, имеющий в плане форму конуса, причем спица выполнена из наноструктурного технически чистого титана и имеет размеры: длина диафизной части стержня составляет (0,7-0,75) общей длины стержня, ширина овала составляет 1,1 диаметра стержня, высота овала составляет 0,9 диаметра стержня.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлен эскиз интрамедуллярной спицы для остеосинтеза и поперечное сечение диафизной части стержня. Интрамедуллярная спица для остеосинтеза включает стержень 1, диафизную часть 2 стержня, дистальный конец 3 спицы с наконечником 4. Диафизная часть 2 стержня имеет в сечении овальную форму. Длина диафизной части стержня составляет (0,7-0,75) общей длины стержня, ширина овала составляет 1,1 d, где d - диаметр стержня, высота овала составляет 0,9 d. Наконечник 4 отогнут вовнутрь на величину Н=2,2 d, а радиус скругления наконечника R=4 d.

На основании имеющейся статистики переломы в основном характерны у детей в возрасте от 6 до 14 лет. С целью минимизации травмирования при проведении малоинвазивных операций, а также принимая во внимание размеры диаметров бедренной кости (костномозгового канала) у детей возможно использование спиц меньших диаметров, с размерами 1,25; 1,75; 2,0; 2,25; 2,5 мм по сравнению с серийноизготавливаемыми спицами ТЕN диаметром 2,0-4,0 мм, так как предел прочности наноструктурного технически чистого титана более 1250 МПа, а у титанового сплава Тi-6Аl-4V или Тi-6Аl-7Nb предел прочности не более 900 МПа

Интрамедуллярную спицу используют для лечения переломов длинных трубчатых костей следующим образом. Предварительно подбирают спицу необходимой длины и диаметра, в зависимости от возраста и размеров костномозгового канала больного. Выбранный диаметр спицы составляет не более 40% от диаметра костномозгового канала, измеренного с помощью рентгена. Затем изгибают на специальном приспособлении диафизную часть стержня с образованием дуги с радиусом, равным 50 d. Изгиб выполняется в той части стержня, которая будет контактировать с зоной перелома кости, так, чтобы вершина изгиба находилась на уровне перелома. Изгиб создается хирургом для обеспечения продолжительной коррекционной силы внутри интрамедуллярного канала на уровне перелома. Эта коррекционная сила является результатом характерной памяти металла, обнаруженной в наноструктурном технически чистом титане. Данная память металла, называемая эластичностью, является потенциальной энергией, вынуждающей спицу напрягаться, пытаясь вернуть предоперационный изгиб, созданный хирургом, и который затем заключен в области слишком узкой, чтобы позволить физически выразить этот изгиб. Больному под наркозом через перфорированное отверстие в кости вводят дистальный конец стержня в костномозговой канал длинной трубчатой кости. Благодаря изогнутому и сплюснутому в форме конуса наконечнику, спицу свободно проводят через костномозговой канал, не упираясь в его стенки. Когда спица введена на длину всей костномозговой полости, она частично выпрямляется и оказывает давление изнутри на кость, стремясь к своей первоначальной форме. Для уравновешивания таких усилий и в итоге создания стабильной внутренней напряженной системы необходимо провести вторую подобную спицу с изгибом идентичным первой спицы, но ориентировать ее изгиб в противоположную сторону от первой интрамедуллярной спицы. Вследствие этого создается напряжение при стремлении концов спицы к разгибанию в костномозговом канале, которое обеспечивает стабильность ее фиксации.

Таким образом применение предложенной интрамедуллярной спицы для остеосинтеза позволит:

- повысить надежность использования спицы за счет увеличения площади соприкосновения спицы с отломками длинных трубчатых костей и исключения возможности ротационных смещений внутри костномозгового канала

- повысить биосовместимость спицы и костной ткани и исключить токсическое действие легирующих добавок ванадия за счет применения наноструктурного технически чистого титана.

- использовать спицы меньших по размеру диаметров за счет применения высокопрочного наноструктурного технически чистого титана

Интрамедуллярная спица для остеосинтеза, включающая стержень, имеющий диафизную часть с поперечным сечением, выполненным в форме овала, и дистальный конец, представляющий собой наконечник, изогнутый во внутрь и сплюснутый с двух сторон, имеющий в плане форму конуса, причем спица выполнена из наноструктурного технически чистого титана и имеет размеры: длина диафизной части стержня составляет (0,7-0,75) общей длины стержня, ширина овала составляет 1,1 диаметра стержня, высота овала составляет 0,9 диаметра стержня.