Стержень для чрескостного остеосинтеза
Полезная модель относится к медицине, а именно к погружным фиксирующим устройствам для чрескостного остеосинтеза и может быть использована в травматологии и ортопедии при оперативном лечении переломов костей. Чрескостный стержень имеет наружный слой из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из титана или его соединений с углеродом, толщина которого составляет 0,05-0,15 мкм. Обеспечивается повышение прочностных и трибологических свойств поверхности стержня, ее биосовместимость с прилежащими тканями, исключение расшатывания стержня, за счет улучшения его сцепления с костной тканью, предупреждение воспалительных реакций и резорбции костной ткани. Илл.
Полезная модель относится к медицине, а именно к наружному чрескостному остеосинтезу и может быть использована в травматологии и ортопедии для лечения переломов, несращений костей и других видов костной патологии.
При чрескостном остеосинтезе в аппаратах внешней фиксации в качестве фиксирующих элементов используются спицы, стержни или их сочетание в гибридных версиях аппаратов внешней фиксации (Бейдик О.В. Спице-стержневой чрескостный остеосинтез в лечении некоторых дефектов сегментов конечностей // автореф. дис. канд. мед. наук - Саратов, 1995 - 23 с; Пусева М.Э. Совершенствование методики чрескостного остеосинтеза при лечении повреждений локтевой кости // Гений ортопедии, 2009, 
2, с.77-81).
Известно устройство для репозиции отломков бедренной кости, содержащее металлический стержень один конец которого имеет резьбу для вкручивания в кость, а другой закрепляют в опоре аппарата внешней фиксации (Ав. св. СССР 611612, 1978).
Однако этот стержень, как и стержни других конструкций, изготовленные из сплавов железа или титана, в организме человека подвергаются коррозии, вокруг них развиваются металлозы, возможна костная резорбция, воспаление мягких тканей, а нередко и «спицевой» остеомелит (Омельчук В.П. Влияние на кость силовых воздействий, создаваемых аппаратом для чрескостного остеосинтеза / автореф. дис
канд. мед. наук - Киев, 1991 - 22 с; Ли А.Д., Баширов Р.С. Руководство по чрескостному остеосинтезу, Томск, 2002. - с.307; Карасев А.Г. Ошибки и осложнения при лечении больных с множественными переломами костей конечности // Мат. всеросс. конф. «Ошибки и осложнения в травматологии и ортопедии», Омск, 2011, с.89).
Технический результат - создание для аппарата внешней фиксации стержня с углеродным алмазоподобным покрытием для повышения его фиксирующих свойств, исключения развития металлоза и воспалительных явлений, а также расшатывания стержня в костной ткани.
Для решения поставленной задачи стержень для чрескостного остеосинтеза, выполненный из сплава титана или железа имеет покрытие, состоящее из двух слоев: наружного из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм и внутреннего из титана или его соединений с углеродом толщиной 0,05-0,15 мкм, расположенного между металлическим телом стержня и наружным слоем алмазоподобного углерода.
Применяемый твердый аморфный алмазоподобный материал биологически совместим с тканями живых объектов, не токсичен, обладает остеоинтеграционными свойствами (Thomson L.F., Law F.C, Rushton N. et al. Biocompatibility of diamond-like carbon coatings // Biomaterials, 1991. - V.12. - P.37-40; Chai F., Mathis N., Blanchemain N. et а1. Osteoblast interaction with DLC-coated Si substrates // Acta Biomater., 2008. - V.4. - P.1369-1381; Биоимплантаты на основе пористого титана с алмазоподобными пленками для замещения костной ткани / А.П. Рубштейн, Э.Б. Макарова, И.Ш. Трахтенберг, Ю.М. Захаров. - Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2012. - 136 с).
Покрытие стержня, состоящее из наружного твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм и внутреннего слоя из титана или его соединений с углеродом толщиной 0,05-0,15 мкм, позволяет повысить твердость поверхности стержня и обеспечивает надежное сцепление стержня с костью, повышает остеоинтеграцию, предупреждая расшатывание стержня, что подтверждено доклиническими, токсикологическими и техническими исследованиями. Наличие же внутреннего слоя из титана или его соединений с углеродом толщиной 0,05-0,15 мкм обеспечивает наилучшее химическое взаимодействие между материалом, из которого выполнен стержень (сплав титана или железа) и наружным слоем из твердого аморфного алмазоподобного углерода. Его толщина является оптимальной для обеспечения прочной адгезии.
Твердое аморфное углеродное алмазоподобное покрытие может быть нанесено на стержень известными способами, например, используя плазменный метод или конденсацию ионов углерода с энергией 100 эВ, образующихся при магнетронном или дуговом распылении графита (патент РФ 2360032, патент РФ 80743).
Стержень для чрескостного остеосинтеза выполнен в виде металлического тела из сплава титана или железа и имеет двухслойное покрытие: наружный слой из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм и внутренний слой из титана или его соединений с углеродом толщиной 0,05-0,15 мкм. Стержень с одного конца имеет резьбу для вкручивания в кость, другой конец с метрической резьбой закрепляют на опоре аппарата внешней фиксации. На Фиг.1 представлен стержень от аппарата внешней фиксации с покрытием.
Стержень используют при лечении переломов костей с использованием аппаратов внешней фиксации по стандартным методикам. Например, при переломе костей нижней конечности после обезболивания, в проекции введения стержня производят разрез мягких тканей 4-5 мм в нужном направлении. Формируют внутрикостный канал сверлом, соответствующим диаметру стержня. В подготовленный канал вкручивают стержень, предлагаемой конструкции, фиксируя обе кортикальные пластинки кости. Стержень закрепляют на опорном кольце аппарата внешней фиксации. При необходимости вводят несколько стержней аналогичным образом. После завершения фиксации отломков стержнями опоры аппарата внешней фиксации соединяют винтовыми тягами, аппарат стабилизируют.
Преимуществами использования стержня с двухслойным покрытием для чрескостного остеосинтеза являются: повышение прочностных свойств поверхности; снижение негативных явлений (предотвращение коррозии металла, воспалительных реакций вокруг стержня); исключение расшатывания, за счет улучшения сцепления стержня с костной тканью; увеличение стабильности фиксации костных отломков, что в целом повышает эффективность лечения больных.
Стержень для чрескостного остеосинтеза выполненный из сплава титана или железа, отличающийся тем, что имеет покрытие, содержащее наружный слой из твердого аморфного алмазоподобного углерода толщиной 0,5-1,5 мкм и внутренний слой из титана или его соединений с углеродом толщиной 0,05-0,15 мкм, расположенный между металлическим телом стержня и наружным слоем.
