Способ репаративной регенерации костной ткани и аппарат внешней фиксации для реализации способа

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии. Изобретение обеспечивает условия, приближенные к естественным для ускорения процесса репаративной регенерации костной ткани. Аппарат включает выполненные из электропроводящего материала опорные кольца со спицами, закрепленные на опорных кольцах разъемными соединениями, выполненные из электропроводного материала фиксирующие резьбовые стержни для стягивания и фиксации опорных колец и диэлектрические элементы, и/или выполненные из электропроводного материала телескопические стержни для стягивания и фиксации опорных колец. По крайней мере, одно из опорных колец электрически изолировано от стержней посредством соединенных с ним диэлектрических элементов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при лечении больных с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, переломами костей методом чрескостного остеосинтеза.

Измерения на длинных трубчатых костях показывают, что разность электрических потенциалов между концами трубчатой кости имеют амплитуду порядка нескольких милливольт. Амплитуда и распределение биологических потенциалов кости зависят от жизнеспособности клеток. В частности, их амплитуда снижается вблизи участков поражения, хотя наблюдается значительный электрический заряд в месте перелома или костного новообразования. Любое повреждение костной ткани сопровождается нарушением электрических свойств и изменением амплитуды и распределения биологических потенциалов. При остеопарации изменение электрических параметров, как правило, соответствует динамике анатомического и функционального восстановления поврежденного сегмента, имея тенденцию к исходному состоянию.

Известен способ формирования костного сращения и функционального восстановления при компрессионно-дистракционном остеосинтезе с использованием аппарата Илизарова, состоящего из опорных колец, телескопических стержней, резьбовых стержней, спицезажимов, спиц, который позволяет с малой травматичностью жестко фиксировать отломки и при этом не ограничивать функцию суставов и конечности в целом [1].

Недостатком данного способа является то, что аппарат совместно с костными отломками образуют замкнутую электрическую цепь, что приводит к выравниванию электрических потенциалов по кости и уменьшению электронегативности в области повреждения, т.е. нарушаются естественные условия остеопарации за счет влияния на естественный репаративный электрогенез.

Известен также способ лечения больных с осложненными переломами трубчатых костей путем наложения аппарата Илизарова, включающий воздействие электрическим током на зону перелома через спицы аппарата внешней фиксации (аппарата Илизарова) и/или дополнительные электроды пакетами биполярных импульсов с амплитудой положительной части в 3-8 раз больше, чем отрицательной, частотой 5-15 кГц в течение 30-60 секунд и паузами между пакетами ипульсов протяженностью 10-15 секунд [2].

Недостатком данного способа является кратковременность воздействия сравнительно с периодом остеосинтеза, что не позволяет существенно сократить время внешней фиксации отломков кости.

Техническим результатом изобретения является создание условий, приближенных к естественным, для ускорения процесса репаративной регенерации костной ткани при компрессионно-дистракционном остеосинтезе.

Для достижения этого технического результата в известном способе репаративной регенерации костной ткани при компрессионно-дистракционном остеосинтезе с использованием аппарата внешней фиксации отломков костей, при котором осуществляют влияние на величину электрического потенциала в области перелома, предложено электрический потенциал в области перелома восстанавливать до естественной биологической величины путем размыкания замкнутой электрической цепи, создаваемой аппаратом внешней фиксации.

В аппарате внешней фиксации для реализации способа репаративной регенерации костной ткани, включающем выполненные из электропроводного материала опорные кольца со спицами, закрепленными на опорных кольцах разъемными соединениями, фиксирующие резьбовые телескопические электропроводные стержни для стягивания и фиксации опорных колец со спицами, предложено по крайней мере одно из опорных колец изолировать от фиксирующих стержней, соединенных с ним, посредством диэлектрических элементов, например, втулок. При этом опорные кольца, спицы, фиксирующие стержни аппарата внешней фиксации могут быть выполнены из металла.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены схемы аппарата Илизарова с изолирующими элементами между опорным кольцом и резьбовыми стержнями. На фиг.1 изображен продольный разрез аппарата (аппарат изображен в составе двух опорных колец, возможны варианты с тремя и более кольцами), на фиг.2 - поперечный разрез.

Аппарат внешней фиксации содержит спицы 1 и 2, закрепленные на опорных кольцах 3 и 4 соответственно. Опорные кольца 3 и 4 зафиксированы между собой стержнями 5.

В местах соединения стержней и опорных колец на стержни надеты изолирующие элементы - диэлектрические втулки 6. Спицы 1 и 2 фиксируют отломки кости 7, окруженные мягкими тканями 8. Спицы 1 и 2 закреплены на опорных кольцах 3 и 4 с помощью спицедержателей 9.

Реализация способа:

В операционной осуществляют внешнюю фиксацию отломков кости посредством аппарата Илизарова, при этом пропускают через фиксируемые отломки металлические спицы 1 и 2, концы которых закрепляют на отдельных опорных кольцах 3 и 4, выполненных из токопроводящего материала. Опорное кольцо 3, на котором закреплены спицы 1, фиксируют относительно опорного кольца 4 со спицами 2 посредством резьбовых и/или телескопических электропроводных стержней 5. По крайней мере одно из опорных колец. 3, 4 электрически изолируют от стержней 5, соединенных с ним, посредством диэлектрических элементов, например втулок 6. Диэлектрические втулки 6 устанавливают между опорным кольцом и фиксирующим стержнем.

В одном из вариантов исполнения диэлектрические втулки устанавливают на опорном кольце, максимально приближенном к перелому 10. Возможен также вариант установки диэлектрических элементов на двух или более опорных кольцах. После установки диэлектрические элементы остаются на весь период остеосинтеза.

В результате установки изолирующих элементов между опорными кольцами и фиксирующими стержнями аппарата внешней фиксации происходит размыкание электрической цепи, создаваемой составными элементами аппарата, что приводит к восстановлению электрического потенциала в области перелома и его распределения вдоль кости до естественной биологической величины. В результате создания условий, приближенных к условиям естественного репаративного электрогенеза, индуцирующего остеорепарацию, представляется возможность самой кости и организму в целом справиться с повреждением. Таким образом, предложенный способ позволяет устранить принудительное выравнивание электрических потенциалов по кости и уменьшение электронегативности в области повреждения, что приводит к ускорению процесса репаративной регенерации костной ткани при компрессионно-дистракционном остеосинтезе.

Эффективность способа подтверждается следующими примерами.

Пример 1.

Больная Ж., 30 лет, и/б №1323, поступила 17.05.2001 г. для оперативного лечения с диагнозом: вирусная деформация нижних конечностей. 22.05.2001 г. произведены корригирующие остеотомии обеих большеберцовых костей на уровне проксимальных метафизов, монтаж аппаратов Илизарова на обе голени. В операционной установлены изолирующие втулки на аппарат левой голени, произведена изоляция проксимального опорного кольца от телескопических стержней. Коррекция в аппаратах производилась с 22.05.01 г. по 04.06.01 г. Начала ходить без дополнительной опоры с 18.06.01 г. Демонтаж аппаратов: с левой ноги произведен 03.06.01 г., с правой ноги 05.06.01 г. В послеоперационном периоде больная отмечала менее выраженный болевой синдром в области послеоперационной раны левой голени, объективно отек левой голени был меньше, чем правой. Меньший болевой синдром слева позволил больной раньше активизировать левую ногу.

К моменту снятия аппаратов рентгенологическая картина выглядела следующим образом. Образовавшийся клиновидный дефект в зоне коррекции большеберцовой кости заполняется четко определяемым регенератом, равномерно уплотняющимся в латеральном направлении и переходящим в костное сращение по наружной поверхности большеберцовой кости, которое определяется в виде переходящих с одного отломка на другой непрерывающихся костных балочек. С внутренней стороны у основания клина регенерата определяется четкая граница перехода от ткани регенерата к мягким тканям, причем, слева граница более выражена, чем справа.

Пример 2.

Больная З., 21 год, и/б №1291, поступила 14.05.01 г. для оперативного лечения с диагнозом: "Вирусная деформация нижних конечностей". 17.05.01 г. произведены корригирующие остеотомии обеих большеберцовых костей на уровне проксимальных метафизов, монтаж аппаратов Илизарова на обе голени. В операционной установлены изоляторы на аппарат левой голени, произведена изоляция проксимального опорного кольца от телескопических стержней. Коррекция в аппаратах проводилась 22.05.01 г. по 01.06.01 г. Больная начала ходить без дополнительной опоры с 14.06.01 г. Демонтаж аппаратов: с левой ноги произведен 01.06.01 г., с правой ноги 04.06.01 г. В послеоперационном периоде больная отмечала менее выраженный болевой синдром в области послеоперационной раны левой голени, объективно отек левой голени был меньше, чем правой. Меньший болевой синдром слева позволил больной раньше активизировать левую ногу.

К моменту снятия аппаратов на рентгенограммах образовавшийся клиновидный дефект в зоне коррекции большеберцовой кости заполнен четко определяемым регенератом, равномерно уплотняющимся в латеральном направлении и переходящим в костное сращение по наружной поверхности большеберцовой кости, которое определяется в виде переходящих с одного отломка на другой непрерывающихся костных балочек. С внутренней стороны у основания клина регенерата к мягким тканям, причем, слева граница более выражена, чем справа.

Клинически после демонтажа аппаратов больные отмечали отсутствие болей в области остеотомии левой большеберцовой кости. В правой голени в области остеотомии сохранялись болезненные ощущения, нагрузка на конечность была щадящей в течение 10-14 дней.

Таким образом, применение данного способа способствует созданию оптимальных условий для репаративной регенерации костной ткани при компрессионно-дистракционном остеосинтезе.

Использованные источники информации:

1. Илизаров Г.А. "Ортопедия. Травматология и протезирование". М., 1971, № 11, с.7-15.

2. Авторское свидетельство СССР №1438047, МКИ: А 61 N 1/36, 1986 г. - прототип.

1. Аппарат внешней фиксации, включающий выполненные из электропроводящего материала опорные кольца со спицами, закрепленными на опорных кольцах разъемными соединениями, выполненные из электропроводного материала фиксирующие резьбовые стержни для стягивания и фиксации опорных колец и диэлектрические элементы, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно из опорных колец электрически изолировано от стержней посредством соединенных с ним диэлектрических элементов.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что опорные кольца, спицы и фиксирующие стержни выполнены из металла.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что диэлектрические элементы выполнены в виде втулок.