Устройство для изготовления костного трансплантата

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для изготовления костного трансплантата включает цилиндрическую загрузочную камеру со сквозным внутренним каналом и поршень. Дополнительно устройство снабжено основанием, разъемно соединенным с нижней частью загрузочной камеры. Поршень выполнен с рукояткой. На внутренней поверхности в верхней части загрузочной камеры выполнена резьба. На наружной поверхности поршня в средней части выполнена резьба, ответная резьбе в загрузочной камере. В днище основания выполнено дренажное отверстие. Технический результат состоит в обеспечении изготовления в условиях операционной опороспособного аутокостного трасплантанта с достаточной концентрацией костных клеточных элементов. 4 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при лечении патологий костной системы, например, для выполнения межтелового спондилодеза при хирургическом лечении дегенеративных поражений позвоночника.

Известны устройства и способы изготовления различных трансплантатов из аутокости для вентрального и заднего межтелового спондилодеза, предложенные независимо друг от друга разными авторами, в основном применяемые при дегенеративных поражениях позвоночного столба. При выполнении вентрального спондилодеза по В.Д. Чаклину (Цивьян Я.Л. Хирургия позвоночника. Новосибирск. Издательство Новосибирского университета, 1993, с. 321.) в качестве аутотрансплантата используется «толстый широкий трансплантат» с надкостницей из большой берцовой кости, ближе к ее проксимальному концу. Б. Барнс (Цивьян Я.Л. Хирургия позвоночника. Новосибирск. Издательство Новосибирского университета, 1993, с. 322.) рекомендует формировать трансплантат в виде костного штифта, взятого из кортикального слоя большой берцовой кости. При «мозаично-пластичном» спондилодезе по В. Мерсеру (Цивьян Я.Л. Хирургия позвоночника. Новосибирск. Издательство Новосибирского университета, 1993, с. 322.) формируют два аутокостных трансплантата путем резекции участка гребня крыла подвздошной кости. X. Больман и С. Кук (Bohlman Н.Н., Cook S. Ibid. - 1982. - V. 64 - А, 3. - Р. 415-418.) при заднем межтеловом спондилодезе формируют компактноспонгиозный трансплантат из гребня крыла подвздошной кости и дополняют его трансплантатом из малой берцовой кости длиной 5 см. Я.Л. Цивьян (а.с. N 862932, «Способ взятия аутотрансплантата из гребня крыла подвздошной кости) для предотвращения косметического дефекта предлагает формировать трансплантат из гребня крыла подвздошной кости путем рассечения наружной и внутренней компактных костных пластинок, после чего резецировать участок подвздошной кости в поперечном направлении.

Недостатками вышеперечисленных аутотрансплантатов является то, что для их формирования выполняется дополнительное хирургическое вмешательство для забора аутотрансплантата, что не только удлиняет операцию, но и может вызвать осложнения: боль непосредственно после операции и в отдаленном периоде, инфекционные осложнения в донорской области, удлинение операции, дополнительные затраты, связанные с уходом и лечением раны, хроническую боль, нейрососудистые повреждения, инфицирование донорской области, косметический дефект, разрыв кресцово-подвздошного сочленения при взятии аутотрансплантата из гребня подвздошной кости, перелом крыла подвздошной кости или ее передней ости и образование грыжи. Сохраняется возможность при острой необходимости все-таки взять аутотрансплантат при повторных или иных возможных операциях.

Известен трансплантат, для изготовления которого используется костная аутокрошка, образующаяся при проведении оперативного доступа. Костную аутокрошку укладывают вокруг или в полость имплантируемых систем, для ускорения формирования артифициального костно-металлического блока (Патент RU 2186541, А61Е 17/56). Однако, уложенная таким образом костная аутокрошка в неизмененном виде не обладает достаточной концентрацией костных клеточных элементов, не испытывает вертикальной нагрузки, что замедляет формирование межтелового блока.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является пресс для изготовления хрящевых и костных аутотрансплантатов (патент РФ №58026, МПК А61В 17/24, опубл. 10.11.2006), содержащий цилиндрический корпус и пресс со съемной крышкой.

С помощью данного устройства можно изготовить костный аутотрансплантат непосредственно во время проведения операции, используя аутокрошку, полученную в процессе операции без дополнительного хирургического вмешательства.

Недостатки устройства по патенту РФ №58026:

- недостаточная сила прижатия, поскольку формирование имплантата происходит за счет механического усилия для сближения корпуса и поршня в виде крышки. Если отпустили нажим, пресс возвращается в исходное положение, и нужно начинать снова с той же точки;

- неудобство захвата из-за отсутствия ручки. Как следствие также недостаточное усилие прижима, не обеспечивающее возможность получения качественного трансплантата с максимальным отжатием жидкой фракции костной массы;

- отверстие для вывода жидкой фракции расположено на одной из сторон устройства. При этом возможно получение неоднородной структуры имплантата - более сухое ближе к отверстию и более влажное на противоположной стороне.

Задача (технический результат) предлагаемого изобретения: разработать устройство, обеспечивающее возможность изготовления в условиях операционной опороспособного аутокостного трасплантата с достаточной концентрацией костных клеточных элементов.

Поставленная задача решается тем, что устройство для изготовления костного трансплантата включает цилиндрическую загрузочную камеру со сквозным внутренним каналом, основание, установленное в нижней части загрузочной камеры, и поршень. В днище основания выполнено, по меньшей мере, одно дренажное отверстие. Поршень выполнен с рукояткой, на внутренней поверхности в верхней части загрузочной камеры выполнена резьба, на наружной поверхности поршня в средней части выполнена резьба, ответная резьбе в загрузочной камере.

Наличие резьбы обеспечивает приложение большей силы при меньшем усилии хирурга. Кроме того, после прижатия на какое-то расстояние можно отпустить рукоятку и снова закручивать, при этом сохраняется ранее достигнутое прижатие. Таким образом, устройство позволит получить аутокостный трансплантат с плотной однородной структурой.

Дренажное отверстие в днище основания обеспечит однородность структуры трансплантата, что повысит его опороспособность и концентрацию костных клеточных элементов.

На наружной поверхности загрузочной камеры целесообразно выполнить выступы в виде, по меньшей мере, трех отходящих от центра удлиненных элементов.

На наружной поверхности в нижней части загрузочной камеры целесообразно выполнить резьбу, а на внутренней поверхности основания выполнить резьбу, ответную резьбе на наружной поверхности загрузочной камеры.

Рукоятку поршня целесообразно выполнить в виде, по меньшей мере, трех отходящих от центра удлиненных элементов, а наружную поверхность основания выполнить в виде рукоятки, по меньшей мере, с тремя отходящими от центра удлиненными элементами, среднюю часть загрузочной камеры также снабдить наружными выступами.

Такая конструкция позволит удобно зафиксировать в руке все части устройства и, прилагая усилия в противоположных направлениях, более эффективно осуществлять прессование.

Удлиненные элементы на загрузочной камере также облегчают надежное присоединение загрузочной камеры к основанию. Можно приложить момент силы такой, чтобы основание и загрузочная камера были максимально плотно соединены. Кроме того, при длительном использовании устройства возможно разбалтывание элементов конструкции (вытягивание резьбы), а за счет удлиненных элементов даже в этом случае соединение будет прочным, просто сильнее закрутим резьбовое соединение.

Предлагаемое изобретение поясняется схематическими изображениями конкретного исполнения заявляемого устройства и его элементов. На фиг. 1 представлено заявляемое устройство, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 - загрузочная камера, вид сбоку в разрезе; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - поршень, вид сбоку; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг. 6 - основание, вид сбоку в разрезе; на фиг. 7 - то же, вид снизу. На фиг. 8-14 представлены снимки пациентки Е.: фиг. 8 - МРТ снимок до операции, саггитальная проекция; фиг. 9 - то же, аксиальная проекция; фиг. 10 - МРТ снимок через 3 месяца после операции, саггитальная проекция; фиг. 11 - то же, аксиальная проекция; фиг. 12 - МСКТ снимок через 6 месяцев после операции, саггитальная проекция; фиг. 13 - МСКТ снимок через 12 месяцев после операции, саггитальная проекция; фиг. 14 - то же, аксиальная проекция; фиг. 15 - то же, фронтальная проекция.

Устройство включает в себя (фиг. 1) цилиндрическую загрузочную камеру 1 со сквозным внутренним каналом 2 и поршень 3 с рукояткой 4. На внутренней поверхности в верхней части загрузочной камеры 1 выполнена резьба 5, на наружной поверхности поршня 3 в средней части выполнена резьба 6, ответная резьбе 5 в загрузочной камере 1. Устройство дополнительно снабжено основанием 7, установленным в нижней части загрузочной камеры 1. Основание 7 соединено с загрузочной камерой 1 посредством разъемного соединения, например, резьбового, цангового, соединения с подпружиненными шариками. В днище основания 7 выполнено, по меньшей мере, одно дренажное отверстие 8.

На наружной поверхности загрузочной камеры 1 могут быть выполнены выступы в виде, по меньшей мере, трех отходящих от центра удлиненных элементов 9.

На наружной поверхности загрузочной камеры 1 может быть выполнена резьба 10, а на внутренней поверхности основания 7 выполнена резьба 11, ответная резьбе 10 на наружной поверхности загрузочной камеры 1.

Соединение загрузочной камеры 1 с основанием 7 может быть выполнено посредством цангового зажима (на фиг. не показано). Для этого на наружной поверхности загрузочной камеры 1 может быть закреплена цанга, например, в форме разрезной втулки с пружинящими лепестками. На внутренней поверхности основания 7 может быть выполнен выступ, верхняя часть основания 7 выполнена в виде корпуса цангового соединения. Соединение загрузочной камеры 1 с основанием 7 в этом случае осуществляют посредством защелки корпуса цангового соединения непосредственно на цангу.

Рукоятка поршня 3 может быть выполнена в виде, по меньшей мере, трех отходящих от центра удлиненных элементов 12, а наружная поверхность основания 7 выполнена в виде рукоятки, по меньшей мере, с тремя отходящими от центра удлиненными элементами 13. Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Костную или хрящевую аутокрошку погружают во внутренний канал 2 цилиндрической загрузочный камеры 1. Поршень 3 вводят внутрь загрузочной камеры 1 до сближения резьбы 5 с резьбой 6. Удерживая корпус загрузочной камеры 1, начинают вращать рукоятку поршня 3. Резьба 6 начинает ввинчиваться в резьбу 5, перемещая тем самым поршень 3, который уплотняет костную аутокрошку в загрузочной камере 1. Вращение рукоятки поршня 3 можно осуществлять в несколько подходов, с каждым подходом сильнее уплотняя аутокрошку и отжимая жидкую фракцию прессуемой массы до получения спрессованного костного или хрящевого столбика нужной длины. После формирования аутотрансплантата последний извлекают и используют в ходе проведения операции. При необходимости костный аутотрансплантат может использоваться в комбинации с различными имплантами, дополнительно увеличивающими опороспособность аутотрансплантата и ограничивающими вероятность его миграции.

Применение предлагаемого устройства позволит снизить травматичность и ускорить формирование костного блока. Отжимание жидкой фракции костной массы и прессование не только повышают опороспособность аутотрансплантата, но и обеспечивают сближение структурных компонентов кости. При этом получаемый аутотрансплантат имеет повышенное содержание остеобластов и остеоцитов, обладает высокой остеогенной активностью, поскольку в свежей аутокостной крошке сохраняются митогены и факторы роста в физиологических концентрациях, жизнеспособные популяции мезенхимных клеток и клеток-предшественников и естественная костная матрица, которые повышают свою активность при механическом воздействии на них.

Промышленная применимость предлагаемого устройства поясняется клиническим примером его использования.

Клинический пример.

Пациентка Е., 1971 года рождения, поступила в клинику нейроортопедии Новосибирского НИИТО с диагнозом: дегенеративно-дистрофическое заболевание шейного отдела позвоночника, дегенеративный стеноз позвоночного канала на уровне С5-С6, миелопатия на уровне шейного утолщения, компрессионно-ишемическая радикулопатия С6 с двух сторон, нижний рефлекторный парапарез (фиг. 1, фиг. 2). Проведено оперативное вмешательство: тотальная дискэктомия С5-С6, резекция костных разрастаний вентральной и дорзальной поверхностей тел позвонков С5, Сб. Полученную после резекции костных разрастаний костную аутокрошку поместили в сквозной внутренний канал 2 цилиндрической загрузочный камеры 1. Поршень 3 введен внутрь загрузочной камеры 1 до сближения резьбы 5 с резьбой 6. Удерживая корпус загрузочной камеры 1, вращали рукоятку поршня 3. Вращение рукоятки поршня 3 осуществляли в несколько подходов, с каждым подходом сильнее уплотняя аутокрошку и отжимая жидкую фракцию прессуемой массы до получения спрессованного костного столбика, из которого после извлечения из устройства отделили аутотрансплантат длиной 7 мм, что соответствует внутренней полости импланта Бенгл, подобранного по высоте сформированного после тотальной дискэктомии межтелового промежутка. В данном клиническом случае был подобран имплант высотой 7 мм с внутренней полостью 7 мм. Аутотрансплантат установлен во внутреннюю полость импланта. После микрохиругической декомпрессии спинного мозга и его корешков выполнен вентральный межтеловой спондилодез С5-С6 имплантатом Бенгл с прессованной костной аутокрошкой.

В послеоперационном периоде неврологические проявления купированы полностью.

Через 3 месяца после операции отмечается отсутствие морфологической компрессии структур позвоночного канала (фиг. 3 и 4).

Через 6 месяцев после операции по данным МСКТ отмечается формирование артифициального костно-полимерного блока (фиг. 5).

В течение наблюдаемого периода через 12 месяцев после операции сформированный костно-полимерный блок сохраняется (фиг. 6, 7 и 8), потери коррекции саггитального и фронтального профиля оперированного сегмента позвоночника не наблюдается.

1. Устройство для изготовления костного трансплантата, включающее цилиндрическую загрузочную камеру со сквозным внутренним каналом и поршень, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено основанием, разъемно соединенным с нижней частью загрузочной камеры, поршень выполнен с рукояткой, на внутренней поверхности в верхней части загрузочной камеры выполнена резьба, на наружной поверхности поршня в средней части выполнена резьба, ответная резьбе в загрузочной камере, в днище основания выполнено, по меньшей мере, одно дренажное отверстие.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рукоятка поршня выполнена в виде, по меньшей мере, трех отходящих от центра удлиненных элементов, на наружной поверхности основания выполнены, по меньшей мере, три отходящих от центра удлиненных элемента.

3. Устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что на наружной поверхности загрузочной камеры выполнены выступы в виде, по меньшей мере, трех отходящих от центра удлиненных элементов.

4. Устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что разъемное соединение основания с загрузочной камерой выполнено резьбовым.

5. Устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что разъемное соединение основания с загрузочной камерой выполнено посредством цангового зажима.