Штифт для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии. Изобретение обеспечивает компрессию фрагментов кости при переломах хирургической шейки плечевой кости и предотвращение повреждения веточек плечевого сплетения и проведения одного из блокировочных винтов вне кости. Штифт имеет круглое сечение, изгиб, участок с наконечником и участок для блокировки проксимальных фрагментов. Последний выполнен с соосным резьбовым отверстием со стороны торца. Штифт выполнен ступенчатым: с участком для блокировки проксимальных фрагментов, имеющим большую площадь поперечного сечения, с участком с наконечником, имеющим меньшую площадь поперечного сечения, и с переходным участком, имеющим коническую форму и расположенным между участками с большей и меньшей площадями поперечного сечения. Изгиб расположен на участке большей площади поперечного сечения с отступом от торца штифта, не меньшим 0,65 длины участка большей площади сечения, и выполнен с углом 5°. Участок, имеющий большую площадь поперечного сечения, выполнен с шестью поперечными отверстиями, при этом, считая от торца штифта, первое, второе, третье, пятое и шестое отверстия предназначены для блокировочных винтов и расположены перпендикулярно оси штифта, а четвертое - для компрессионного винта. Ось первого отверстия расположена в плоскости симметрии. Ось четвертого отверстия расположена в плоскости симметрии штифта, с пересечением оси участка на расстоянии от торца штифта, составляющем половину длины этого участка, под углом к оси штифта, равным 60°. Оси второго и третьего отверстий расположены с отступами от торца, не большими, соответственно, 0,2 и 0,3 от длины участка большей площади сечения, под углом, равным 20° к плоскости симметрии, соответственно против часовой стрелки и по часовой стрелке. Оси пятого и шестого отверстий расположены в плоскости симметрии штифта, с отступом от торца штифта, не меньшим 0,75 от длины участка большей площади сечения, и перпендикулярно к оси участка в месте расположения отверстий. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к области травматологии и может быть использовано при хирургическом лечении переломов, остеотомий, несращений и ложных суставов плечевой кости.

Известны штифты для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости (см., например, пат. US №5480402, опубл. 1996 г., пат. RU №2193369, опубл. 2003 г., пат. RU №2028112, 1992 г., пат. PCT/US 97/03230, 1997 г.).

Штифт по пат. RU №2028112 выполнен с поперечным сечением, требующим различной технологии установки для различных переломов плечевой кости, что усложняет операцию. При этом при блокировке возможно заклинивание штифта в костном канале, а также опасность раскалывания нижнего отломка при вбивании в него штифта, с образованием диастаза между торцами фрагментов. Это ведет к ротационной нестабильности и к необходимости использования компьютерной томографии с трехмерной реконструкцией полости канала плеча, что существенно увеличит стоимость операции и приводит к опасности лучевой нагрузки на пациента и на обслуживающий персонал.

Штифт по пат. RU №2193369 также имеет сложное поперечное сечение, а его изготовление требует дорогостоящего оборудования, что снижает технологичность и увеличивает стоимость штифта.

Штифт по пат. US №5480402 выполнен с круглым поперечным сечением. При этом прямая форма штифта без учета изгибов костно-мозгового канала ведет к заклиниванию штифта в костном канале, к сложности его установки, к недостаточной прочности конструкции штифт-винт-кость и к ротационной нестабильности.

Штифт по пат. PCT/US 97/03230, 1997 г. выполнен с круглым поперечным сечением и изогнут в верхней части по форме костного канала.

Однако он ограничен в возможностях и выполнен с отверстиями под блокирующие винты, расположение которых позволяет обеспечить только лечение переломов в проксимальной области плеча.

Наиболее близким аналогом является штифт для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости, который имеет круглое сечение, изгиб, участок с наконечником и участок для блокировки проксимальных фрагментов, при этом последний выполнен с соосным резьбовым отверстием со стороны торца (см. пат. US №5472444, 1995 г.).

Однако этот штифт ограничен в возможностях, поскольку предназначен для остеосинтеза проксимальных переломов и может быть использован только для лечения головки и шейки плечевой кости. В этом устройстве все отверстия выполнены под блокирующие винты, которые располагаются только во фронтальной плоскости или близи нее, что снижает прочность конструкции штифт-винт-кость и стабильность остеосинтеза. К тому же не предусмотрены средства для создания компрессии, что может привести к сращению фрагментов со смещением. Кроме этого, расположение осей второго и четвертого отверстий от торца штифта под суммарным углом к плоскости симметрии, равным соответственно 30+30° и 45+45°, приводит к опасности повреждения веточек плечевого сплетения и может привести к проведению одного из блокирующих винтов вне плечевой кости. При этом наличие восьми отверстий в штифте под блокирующие винты ведет к повышенной травме кости. В этом устройстве для блокировки используются только винты с однозаходной резьбой, что не позволяет выполнить стягивание фрагментов при установке блокирующих винтов и снижает стабильность остеосинтеза.

К тому же в устройстве не предусмотрено средств для повышения прочности при фиксации блокирующих винтов в спонгиозной (губчатой) костной ткани.

Штифт в устройстве имеет коническую форму и изогнут по дуге и для его изготовления требуется специальное дорогостоящее оборудование, что повышает стоимость штифта.

Задачей предложенного технического решения является повышение прочности конструкции штифт-винт-кость и увеличение стабильности остеосинтеза, при одновременном обеспечении компрессии фрагментов кости при переломах хирургической шейки плечевой кости, а также предотвращении повреждения веточек плечевого сплетения с исключением проведения одного из блокировочных винтов вне кости при одновременном снижении травмы кости, повышении эффективности лечения и снижении стоимости.

Для решения поставленной задачи в предложенном штифте для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости, который имеет круглое сечение, изгиб, участок с наконечником и участок для блокировки проксимальных фрагментов, при этом последний выполнен с соосным резьбовым отверстием со стороны торца, согласно изобретению, штифт выполнен ступенчатым: с участком для блокировки проксимальных фрагментов, имеющим большую площадь поперечного сечения, с участком с наконечником, имеющим меньшую площадь поперечного сечения, и с переходным участком, имеющим коническую форму и расположенным между участками с большей и меньшей площадями поперечного сечения, изгиб расположен на участке большей площади поперечного сечения с отступом от торца штифта, не меньшим 0,65 длины участка большей площади сечения, и выполнен с углом 5°, участок, имеющий большую площадь поперечного сечения, выполнен с шестью поперечными отверстиями, при этом, считая от торца штифта, первое, второе, третье, пятое и шестое отверстия предназначены для блокировочных винтов и расположены перпендикулярно оси штифта, а четвертое - для компрессионного винта, ось первого отверстия расположена в плоскости симметрии, ось четвертого отверстия расположена в плоскости симметрии штифта, с пересечением оси участка на расстоянии от торца штифта, составляющем половину длины этого участка, под углом к оси штифта, равным 60°, оси второго и третьего отверстий расположены с отступом от торца, не большим, соответственно, 0,2 и 0,3 от длины участка большей площади сечения, под углом, равным 20° к плоскости симметрии, соответственно против часовой стрелки и по часовой стрелке, а оси пятого и шестого отверстий расположены в плоскости симметрии штифта, с отступом от торца штифта, не меньшим 0,75 от длины участка большей площади сечения, и перпендикулярно к оси участка в месте расположения отверстий.

Коме того, в предложенном штифте, согласно изобретению, соотношение длины участка большей площади сечения к длине переходного конического участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 17:1:12, а отношение диаметров участка большей площади сечения и участка меньшей площади сечения составляет 1: 0,75, причем наконечник участка меньшей площади сечения имеет коническую форму.

Коме того, в предложенном штифте, согласно изобретению, отношение длины участка большей площади сечения к длине переходного участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 7:1:23-26, отношение диаметров участков большей и меньшей площадей сечения выдержано в пределах 1:0,67-0,75, при этом на участке меньшей площади поперечного сечения выполнены четыре перпендикулярных оси этого участка отверстия для блокировки фрагментов при диафизарных переломах плечевой кости, первое и третье от наконечника участка из которых расположены перпендикулярно плоскости симметрии, а второе и четвертое от наконечника отверстия на этом участке расположены под углом к плоскости симметрии, равным 70° соответственно по часовой стрелке и против часовой стрелки, причем наконечник участка меньшей площади сечения выполнен с односторонним скругленным срезом.

Коме того, предложенный штифт, согласно изобретению, снабжен блокиратором из сверхвысокомоллекулярного материала для сосной установки в соосном резьбовом отверстии штифта, при этом в блокираторе выполнены отверстия, оси которых ориентированы по направлению осей второго - четвертого отверстий участка большей площади сечения для совмещения осей отверстий блокиратора и соответствующих осей этого участка при установке блокиратора.

Коме того, в предложенном штифте, согласно изобретению, блокировочные и компрессионные винты имеют двухзаходную резьбу.

Технический результат состоит в повышении прочности конструкции штифт-винт-кость, увеличении стабильности остеосинтеза за счет обеспечения трехплоскостной фиксации головки плечевой кости при оскольчатых переломах, в обеспечении компрессии фрагментов кости при переломах хирургической шейки плечевой кости, а также в предотвращении повреждения веточек плечевого сплетения с исключением проведения одного из блокировочных винтов вне кости, при одновременном снижении травмы кости, повышении эффективности лечения и снижении стоимости.

На фиг.1 показан вариант штифта, предназначенного для блокировки фрагментов при диафизарном переломе плечевой кости.

На фиг.2 показано сечение по А-А участка большей площади сечения.

На фиг.3 показано сечение по Б-Б участка большей площади сечения.

На фиг.4 показано сечение по В-В участка большей площади сечения.

На фиг.5 показано сечение по Г-Г участка меньшей площади сечения.

На фиг.6 показано сечение по Д-Д участка меньшей площади сечения.

На фиг.7 показано сечение по Е-Е участка меньшей площади сечения.

На фиг.8 показан вариант штифта, предназначенного для блокировки фрагментов при переломе в проксимальной области плечевой кости.

Штифт выполнен ступенчатой формы: с участком 1 (1¹) для блокировки проксимальных фрагментов (см. фиг.1, фиг.8), с участком 2 (2¹), имеющим наконечник 3 (3¹). Участки 1 (1¹) и 2 (2¹) соединены переходным участком 4 конической формы.

Участок 1 (1¹) для блокировки проксимальных фрагментов имеет большую площадь поперечного сечения. Длина L1 и диаметр D участка 1 и 1¹ для вариантов штифта, показанных на фиг.1 и фиг.8, имеют равные значения. Участок 2 (2¹) имеет меньшую площадь поперечного сечения. Для фиг.1 и фиг.8, длины участка 2 (2¹) меньшей площади обозначены соответственно - L2 и L2¹, а диаметры - соответственно - d и d1. Участок большей площади поперечного сечения имеет изгиб 5, пересекающий ось этого участка штифта под углом 5° к оси участка, с отступом от его торца 6, расположенным на расстоянии, составляющем не менее 0,65 длины участка L1. Участок 1(1¹) большей площади поперечного сечения выполнен с шестью поперечными отверстиями: 7, 8, 9, 10, 11, 12, считая от торца 6 штифта, это - отверстия: соответственно: первое - отверстие 7, второе - отверстие 8, третье - отверстие 9, четвертое - отверстие 10, пятое - отверстие 11 и шестое - отверстие 12. В торце 6 штифта выполнено соосное резьбовое отверстие 13, предназначенное для скрепления штифта с направителем (не показан) или для установки блокиратора 14 из сверхвысокомоллекулярного материала.

В варианте, показанном на фиг.8, участок 2¹ штифта меньшей площадей выполнен без отверстий, что предназначено для лечения переломов проксимального отдела плечевой кости.

Соответственно варианту, показанному на фиг.1, участок 2 меньшей площади поперечного сечения штифта выполнен с блокировочными отверстиями 15, 16, 17, 18.

Плоскость пересечения осей участков 1 и 2 (1¹ и 2¹) образует плоскость 19 симметрии штифта.

Предложенный штифт используется следующим образом. Выполняют репозицию сместившихся фрагментов перелома плечевой кости. Над большим бугорком плечевой кости выполняют разрез длиной 1-2 см. Далее на 0,5 см проксимальнее и медиальнее верхушки большого бугорка плечевой кости вскрывают костно-мозговой канал, в который вводят штифт. Штифт под контролем электронно-оптического преобразователя (ЭОП) продвигают в костно-мозговом канале до уровня расположения наконечника штифта в дистальном фрагменте плечевой кости, который контролируют по положению торца 6 участка 1 (1¹). Торец 6 должен заглубиться в головку плечевой кости на 1-5 мм, что контролируется ЭОПом и по положению конца спицы, которая вводится по направителю (не показаны).

Штифт выполнен ступенчатым и имеет со стороны торца 6 штифта участок 1 (1¹) для блокировки проксимальных фрагментов с большей площадью поперечного сечения, а со стороны наконечника 3 (3¹) - участок 2(2¹) с меньшей площадью поперечного сечения, которые соединены коническим переходным участком 4. Штифт имеет изгиб 5 большей плоскости поперечного сечения штифта, который расположен под углом к оси участка, равным 5°, с отступом от его торца на расстоянии, составляющем не менее 0,65 длины L1 участка. Это позволяет приблизить форму штифта к среднестатистической форме костно-мозгового канала человека, упростить введение штифта в костно-мозговой канал при операции, а также упростить технологию изготовления штифта и снизить его стоимость.

Далее в плечевой кости с помощью направителя сверлом формируют канал, соосный с отверстием 11 участка 1 (1¹) большей площади сечения штифта. Через этот канал и через отверстие 11 вводят установочный блокирующий винт. Ось отверстия 11 расположена в плоскости симметрии штифта и перпендикулярно к его оси в том месте, где расположено отверстие 11. Введение блокирующего винта в отверстие 11 позволяет фиксировать штифт в данном положении и исключает его ротацию при последующей блокировке.

Далее в плечевой кости сверлом формируют канал, через него и отверстие 10 участка 1 (1¹) большей площади поперечного сечения штифта вводят стягивающий компрессионный винт. Ось отверстия 10 расположена в плоскости симметрии штифта, под углом к оси штифта, равным 60°, и пересекает ось участка 1 (1¹) посередине. Это позволяет создать компрессию фрагментов перелома хирургической шейки плечевой кости в направлении, перпендикулярном направлению линии наиболее распространенных переломов, что известно из среднестатистических данных.

Далее в плечевой кости поочередно сверлят каналы, через них и соответственно через первое, второе и третье поперечные отверстия 7, 8, 9 от торца 6 участка 1 (1¹) большей площади сечения вводят соответствующие блокирующие винты. Ось первого от торца отверстия 7 расположена в плоскости симметрии штифта перпендикулярно его оси, и блокирующий винт вводят и устанавливают соответственно в поперечном направлении. Оси второго и третьего отверстий 8, 9 под блокировочные винты расположены перпендикулярно оси штифта, с отступом, не большим соответственно 0,2 и 0,3 от торца штифта, под углом, равным 20° к плоскости симметрии штифта соответственно против часовой стрелки и по часовой стрелке. Угол 40°(20°+20°) между осями отверстий 8, 9 является оптимальным, поскольку обеспечивает увеличение стабильности остеосинтеза и прочности фиксации. В случае расположения осей этих отверстий 8, 9 под углом, меньшим 40°, уменьшается прочность фиксации. При выборе угла между осями отверстий 8, 9, большим 40°, имеется опасность повреждения сосудов и нервов, а также возможен уход блокирующего винта за пределы головки. Указанное расположение отверстий 7, 8, 9, 10, 11 на участке 1 (1¹) большей площади поперечного сечения позволяет обеспечить трехплоскостную фиксацию головки плечевой кости при оскольчатых переломах, что повышает прочность конструкции штифт-винт-кость и увеличивает стабильность остеосинтеза.

Последним вводят установочный блокирующий винт в отверстие 12, ось которого расположена в плоскости симметрии штифта перепендикулярно к его оси в том месте, где расположено это отверстие. Это позволяет дополнительно повысить прочность конструкции штифт-винт-кость.

Для блокировки штифта к фрагментам перелома используют двухзаходные блокировочные винты, что создает дополнительную компрессию фрагментов перелома и дополнительно повышает прочность конструкции штифт-винт-кость.

На фиг.8, фиг.1 предложены варианты штифта, позволяющие лечить все виды переломов плечевой кости, что расширяет возможности штифта.

При лечении переломов проксимальной области используют штифт (см. фиг.8), выполненный без отверстий на участке 2¹ меньшей площади поперечного сечения. В этом случае соотношение длины участка большей площади сечения к длине переходного конического участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 17:1:12, а отношение диаметров участка большей площади сечения и участка меньшей площади сечения постоянно и составляет 1:0,75.

Наконечник 3¹ участка 2¹ меньшей площади сечения имеет коническую форму, что облегчает его введение в костно-мозговой канал и исключает повреждение стенок канала.

При лечении диафизарных переломов используют штифт, показанный на фиг.1. В этом случае отношение длины участка большей площади сечения к длине переходного конического участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 17:1:23-36, а отношение диаметров участков большей и меньшей площадей сечения выдержано в пределах 1: 0,67÷0,75. Это позволяет использовать штифт для пациентов, имеющих различную длину и диаметр костно-мозгового канала. На участке 2 меньшей площади поперечного сечения выполнены четыре отверстия 15, 16, 17, 18, что предназначено для блокировки фрагментов при диафизарных переломах плечевой кости. Оси отверстий 18 и 16 (первого и третьего отверстий от наконечника участка) расположены перпендикулярно оси участка меньшей площади сечения и перпендикулярно плоскости симметрии. Оси отверстий 17, 15 (второго и четвертого от наконечника) расположены в плоскости, перпендикулярной оси участка, под углом наклона к плоскости симметрии, равным 70° соответственно по часовой стрелке и против часовой стрелки. Такое расположение осей отверстий 15, 16, 17, 18 позволяет ввести в отверстия блокирующие винты, которые располагаются в сагиттальной плоскости или вблизи от нее, и избежать ятрогенного повреждения лучевого нерва.

Винты, пропущенные через отверстия 7, 8, 9, 10, 11, 12 участка 1 (1¹), располагаются во фронтальной плоскости или вблизи к ней. Таким образом, обеспечивается фиксация штифта в трех плоскостях, чем повышается прочность конструкции.

Выполнение наконечника 3 участка 2 меньшей площади сечения с односторонним скругленным срезом позволяет облегчить его введение в костно-мозговой канал и избежать его повреждения.

Блокиратор 14 из сверхвысокомоллекулярного материала может быть соосно установлен в отверстие 3 участка 1 (1¹) большей площади сечения. При установке блокиратора 14 его торец смещают вглубь относительно торца 6 участка 1 (1¹) на расстояние, составляющее не более 0,14 длины участка 1 (1¹). В блокираторе выполнены отверстия, оси которых ориентированы по направлению осей 8, 9, 10 отверстий участка большей площади сечения, что требуется для совмещения осей отверстий блокиратора и осей отверстий 8-10 этого участка при проведении блокирующих и компрессионного винтов. Использование блокиратора позволяет повысить прочность фиксации винтов в спонгиозных (губчатых) слоях эпифиза и метадиафиза плечевой кости.

Технико-экономический эффект предложенного устройства состоит в повышении прочности конструкции штифт-винт-кость и в увеличении стабильности остеосинтеза, при одновременном обеспечении компрессии фрагментов кости при переломах хирургической шейки плечевой кости, а также предотвращении повреждения веточек плечевого сплетения с исключением проведения одного из блокировочных винтов вне кости, при снижении травмы кости, повышении эффективности лечения и снижении стоимости.

1. Штифт для интрамедуллярного остеосинтеза плечевой кости, который имеет круглое сечение, изгиб, участок с наконечником и участок для блокировки проксимальных фрагментов, при этом последний выполнен с соосным резьбовым отверстием со стороны торца, отличающийся тем, что он выполнен ступенчатым: с участком для блокировки проксимальных фрагментов, имеющим большую площадь поперечного сечения, с участком с наконечником, имеющим меньшую площадь поперечного сечения, и с переходным участком, имеющим коническую форму и расположенным между участками с большей и меньшей площадями поперечного сечения, изгиб расположен на участке большей площади поперечного сечения с отступом от торца штифта, не меньшим 0,65 длины участка большей площади сечения, и выполнен с углом 5°, участок, имеющий большую площадь поперечного сечения, выполнен с шестью поперечными отверстиями, при этом считая от торца штифта: первое, второе, третье, пятое и шестое отверстия предназначены для блокировочных винтов и расположены перпендикулярно оси штифта, а четвертое - для компрессионного винта, ось первого отверстия расположена в плоскости симметрии, ось четвертого отверстия расположена в плоскости симметрии штифта, с пересечением оси участка на расстоянии от торца штифта, составляющем половину длины этого участка, под углом к оси штифта, равным 60°, оси второго и третьего отверстий расположены с отступами от торца, не большими, соответственно, 0,2 и 0,3 от длины участка большей площади сечения, под углом, равным 20° к плоскости симметрии, соответственно против часовой стрелки и по часовой стрелке, а оси пятого и шестого отверстий расположены в плоскости симметрии штифта, с отступом от торца штифта, не меньшим 0,75 от длины участка большей площади сечения, и перпендикулярно к оси участка в месте расположения отверстий.

2. Штифт по п.1, отличающийся тем, что соотношение длины участка большей площади сечения к длине переходного конического участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 17: 1:12, а отношение диаметров участка большей площади сечения и участка меньшей площади сечения составляет 1:0,75, причем наконечник участка меньшей площади сечения имеет коническую форму.

3. Штифт по п.1, отличающийся тем, что отношение длины участка большей площади сечения к длине переходного участка и к длине участка меньшей площади сечения составляет 7:1:23÷36, отношение диаметров участков большей и меньшей площадей сечения выдержано в пределах 1:0,67÷0,75, при этом на участке меньшей площади поперечного сечения выполнены четыре перпендикулярных оси этого участка отверстия для блокировки фрагментов при диафизарных переломах плечевой кости, первое и третье от наконечника участка из которых расположены перпендикулярно плоскости симметрии, а второе и четвертое от наконечника отверстия на этом участке расположены под углом к плоскости симметрии, равным 70° соответственно по часовой стрелке и против часовой стрелки, причем наконечник участка меньшей площади сечения выполнен с односторонним скругленным срезом.

4. Штифт по п.1, отличающийся тем, что он снабжен блокиратором из сверхвысокомолекулярного материала для сосной установки в соосном резьбовом отверстии штифта, при этом в блокираторе выполнены отверстия, оси которых ориентированы по направлению осей второго - четвертого отверстий участка большей площади сечения для совмещения осей отверстий блокиратора и соответствующих отверстий этого участка при установке блокиратора.

5. Штифт по п.1, отличающийся тем, что блокировочные и компрессионные винты имеют двухзаходную резьбу.