Ендопротез сегмента хребта

Реферат: Ендопротез сегмента хребта являє собою центральний порожнистий шток з різноспрямованою від його центру різьбою, на який нагвинчуються з різних боків півкорпуси з зубцями на зовнішніх торцях, які оснащені Г-подібними пластинами з парними отворами під гвинти та вікнами, краї яких доходять майже до торців півкорпусів, через які додають у шток наповнювач природного чи штучного походження. Півкорпуси мають наскрізні бічні отвори, розташовані у корпусі ярусами. Шток має наскрізні поздовжні пази. Перемички у півкорпусах між їхніми вікнами та внутрішніми їхніми торцями виконані суцільними з гранично мінімальною товщиною у своїх центральних частинах для забезпечення можливості їх примусового прогинання у бік центральної осі ендопротеза без значних зусиль для фіксації півкорпусів відносно штока. UA 107591 U (54) ЕНДОПРОТЕЗ СЕГМЕНТА ХРЕБТА UA 107591 U UA 107591 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, а саме до травматології, нейрохірургії, ортопедії і вертебрології при відновлення функції переднього опорного комплексу після резекції одного чи декількох тіл хребців, та може бути використана при хірургічному лікуванні захворювань та ушкоджень хребта під час виконання переднього спондилодезу на рівні шийного та грудопоперекового відділів хребта з використанням штучних імплантатів. Відомий вертикальний сітчастий ендопротез хребця, виконаний у вигляді порожнистого циліндрового стрижня із наскрізними бічними отворами, розташованими ярусами по периметру кожного із ярусів, при цьому на краях стрижня виконані зубці, утворені шляхом розсічення верхнього та нижнього ярусів отворів, а порожнина стрижня заповнена подрібненим кістковим матеріалом або замінниками кісткового матеріалу [див. статтю: Harms J. Instrumented spinal surgery Principles and techniques-Thieme, Stuttgart-New York, 1999. - 198]. Основний суттєвий недолік відомого ендопротеза полягає у недосконалості його конструкції, яка не тільки не забезпечує надійності фіксації (через відсутність замикальної пластини у його складі), а й може спричиняти пролабування (просідання) ендопротеза у тіла суміжних хребців. При цьому застосування окремих додаткових замикальних пластин само по собі ускладнює спондилодез. До того ж, складність підбору довжини ендопротеза на етапі його формування до його встановлення у проміжок хребта може призвести до цілого ряду післяопераційних ускладнень. Отже, через невдосконаленість конструкції ендопротеза, спостерігається низка небажаних побічних ситуацій, які можуть мати невідновлювані наслідки та ставлять під сумнів ефективність такої заміни та протезування хребця. Цей недолік усунений у ендопротезі сегмента хребта, який являє собою центральний порожнистий шток з різноспрямованою від його центру різьбою, на який нагвинчуються півкорпуси з зубцями на зовнішніх торцях, та оснащених Г-подібними пластинами з парними отворами під гвинти, а також шток та півкорпуси мають наскрізні бічні отвори однакового діаметра, розташовані ярусами [див. пат. України № 85708 з класу A61F2/44 опублікований 25.11.2013 року в Бюл. № 22]. Основним недоліком відомого ендопротеза є те, що під час переднього спондилодезу неможливо сформувати потужній кістковий блок у міжтіловому просторі з подрібненого кісткового матеріалу або його замінником, оскільки останнім майже неможливо щільно заповнити внутрішню порожнину ендопротеза. Навіть якщо й заздалегідь шток щільно і повністю заповнити наповнювачем, то, через збільшення довжини ендопротеза під час викручування штока для фіксації ендопротеза між суміжними хребцями, наповнювача на полюсах імплантата вже не вистачатиме, а додати його всередину не є можливим через відсутність у півкорпусах відповідних для цього технічних засобів достатніх розмірів, які б забезпечили доступ до внутрішньої порожнини ендопротеза. Тому наповнювач буде просто відсутнім в місцях контакту ендопротеза з тілами суміжних хребців. Таким чином, неможливість створення сприятливих умов для формування надійного кісткового блока обумовлено конструктивною невдосконаленістю відомого ендопротеза сегмента хребта. Найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, що досягається, і який приймається за прототип, є ендопротез сегмента хребта, який являє собою центральний порожнистий шток з різноспрямованою від його центру різьбою, на який нагвинчуються з різних боків півкорпуси з зубцями на зовнішніх торцях, які оснащені Г-подібними пластинами з парними отворами під гвинти, та вікнами, краї яких доходять майже до торців півкорпусів, через які додають у шток природний або штучний наповнювач, а також півкорпуси мають наскрізні бічні отвори, розташовані у корпусі ярусами, а шток має наскрізні поздовжні пази, крім того, перемичка у кожному півкорпусі між вікном та внутрішнім його торцем має наскрізний проріз [див. пат. України № 91698 з класів А61В17/56, A61F2/44 опублікований 10.07.2014 року в Бюл. № 13]. Основним технічним недоліком відомого ендопротеза є наявність наскрізного прорізу у перемичці півкорпусу між його торцем та вікном. Справа в тому, що проріз (щілина) порушує цілісність циліндричного півкорпусу, через що він втрачає свою жорсткість, легко деформуються, навіть, при невеликих навантаженнях. Хибкість півкорпусу у зоні прорізу задає певних незручностей при нагвинчуванні півкорпусу на шток: можливе "заминання" або "зм'яття" країв різьби біля прорізу, можливе "перескакування" країв різьби біля прорізу на сусідні витки різьби штока, "заїдання" різьби, "чіпляння" розрізаної різьби за різьби штока, що заважає його вільному обертанню, тощо, а це, у підсумку, приводить, по-перше, або взагалі до викривленого встановлення півкорпуса відносно штока, або, по-друге, робить неможливим надійно зафіксувати півкорпус відносно штока, або, по-третє, механічні перешкоди заважають вільному укручуванню штока у півкорпус та вимушують додавати зусиль, робити укручування штока зворотно-поступальним рухом, що загалом збільшує час оперативного втручання і є небажаним як для хірургів, так і для пацієнта. До того ж, цей проріз треба прорізати (найчастіше лазерним 1 UA 107591 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 променем), від чого можуть залишатися задирки, які треба видаляти, що загалом ускладнює технологію виготовлення півкорпусу у цілому. В основу корисної моделі поставлена задача подальшого вдосконалення відомого ендопротеза за рахунок усунення вказаного недоліку шляхом відмови від прорізу у перемичці для зберігання загальної жорсткості півкорпусу з одночасним локальним граничним зменшенням жорсткості самої перемички у її центрі. Рішення поставленої задачі досягається тим, що ендопротез сегмента хребта, який являє собою центральний порожнистий шток з різноспрямованою від його центру різьбою, на який нагвинчуються з різних боків півкорпуси з зубцями на зовнішніх торцях, які оснащені Гподібними пластинами з парними отворами під гвинти та вікнами, краї яких доходять майже до торців півкорпусів, через які додають у шток наповнювач природного чи штучного походження, а також півкорпуси мають наскрізні бічні отвори, розташовані у корпусі ярусами, а шток має наскрізні поздовжні пази, згідно з корисною моделлю, перемички у півкорпусах між вікном та внутрішніми їхніми торцями виконані суцільними з гранично мінімальною товщиною у своїх центральних частинах для забезпечення можливості їх примусового прогинання у бік центральної осі ендопротеза без значних зусиль для фіксації півкорпусів відносно штока. Завдяки суцільності перемички, зберігається, відповідно, суцільність витків різьби на півкорпусі, а отже, й загальна жорсткість півкорпусу, що забезпечуває вільне укручування штока без динамічних ривків та зупинок і тільки поступовим рухом, оскільки відсутні причини для скривлення, руйнування або іншого пошкодження різьби, що загалом спрощує виконання спондилодезу в цій частині. Завдяки використанню суцільної перемички, спрощується технологія виготовлення півкорпусу через вилучення з технологічного процесу операції прорізання та зачищення від задирок торців перемички. Завдяки зменшенню товщини центральної ділянки перемички до граничної (майже до різьби), вона без особливих зусиль деформується (прогинається) в у поздовжні пази штока ендопротеза, що забезпечує надійну фіксацію півкорпусу відносно штока. Таку перемичку набагато легше деформувати, ніж згинати краї прорізу у ендопротезі, прийнятим за прототип. Отже, уся сукупність суттєвих ознак стосовно ендопротеза сегмента хребта, отриманих завдяки внесенню відповідних змін у конструкцію півкорпусів, разом забезпечують досягнення технічного результату, сформульованого у постановці задачі. Суть запропонованого технічного рішення пояснюється кресленнями, на яких зображено наступне: Фіг. 1 - запропонований ендопротез сегмента хребта, вигляд в плані, у стані укручування штока; Фіг. 2 - те ж саме, у зафіксованому стані півкорпусів відносно штока. Запропонований ендопротез сегмента хребта містить центральний циліндричний порожнистий шток 1 з різноспрямованою (лівою та правою) різьбою від центру. В центрі штока 1 виконані отвори 2 під інструмент (не показаний) для його обертання. Наскрізні бічні отвори у штоку 1 виконані у вигляді поздовжніх пазів 3. На шток 1 нагвинчені півкорпуси 4 з внутрішньою відповідною різноспрямованою різьбою, до яких жорстко приєднані Г-подібні пластини 5 з парними отворами 6 для гвинтів (не показані). Циліндричні півкорпуси 4 мають наскрізні бічні отвори 7, розташовані ярусами. На зовнішніх торцях півкорпусів 4 сформовані зубці 8. У півкорпусах 4 з боку Г-подібних пластин 5 виконані вікна 9. Перемичка 10 у півкорпусі 4 між вікном 9 та внутрішнім його торцем має у центрі мінімальну товщину, яку отримують під час формування самої перемички 10, наприклад, шліфуванням або фрезеруванням (утворення "лиски"). Спосіб переднього спондилодезу з використанням запропонованого ендопротеза сегмента хребта здійснюють наступним чином (на прикладі шийного відділу хребта). Після виконання доступу до потрібного сегмента хребта одним з відомих засобів здійснюють резекцію ушкодженого хребця на необхідному проміжку. Після цього ендопротез, попередньо заповнений наповнювачем 11, (у вихідному положенні півкорпуси 4 вкручені у шток 1 до такого рівня, що торці останнього знаходяться вище зубців 8) розташовують у міжтіловому проміжку між верхнім і нижнім суміжними хребцями замість вилученого хребця. На цьому етапі вказані суміжні хребці можуть контактувати з торцями штока 1 або такий контакт буде мінімальний, залежно від вибраної вихідної довжини ендопротеза. Далі, утримуючи ендопротез, за допомогою спеціального ключа виконують обертання штока 1 за отвори 2. При цьому півкорпуси 4 переміщуються поздовж штока 1 у різні боки завдяки наявності в них різноспрямованої різьби та відбувається розсування конструкції (загальна довжина ендопротеза збільшується). Зубці 8 впираються та врізаються у кісткову тканину суміжних хребців. Подальше обертання штоку 1 викликає розсування суміжних хребців. Через збільшення довжини внутрішній порожнини ендопротезу, початкового об'єму наповнювача 11 в неї не вистачатиме. Для усунення цього, 2 UA 107591 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 через вікна 9 всередину ендопротеза в зону контакту тіл хребців з півкорпусами 4 додають наповнювач 11 до повного заповнення ним порожнини ендопротезу. Далі, шляхом обертання штока 1 у протилежний бік декілька зменшують загальну довжину ендопротеза (до визначеного оптимального рівня), що призводить до ущільнення наповнювача 11 у порожнині ендопротеза. Таким чином досягається одночасне запресовування ендопротеза у міжтіловому проміжку та формування щільного стовбура з наповнювача 11, який гарантовано контактує з тілами суміжних хребців, що створює сприятливі умови для формування у подальшому повноцінного та потужного кісткового блока. Фіксування ендопротезу здійснюється за допомогою Г-подібних пластин 5. Для цього у парні отвори 6 встановлюють гвинти (не показані), за допомогою яких Гподібні пластини 5 пригвинчують до суміжних хребців. Потім перемички 10 деформують всередину ендопротеза, натискаючи на них зовні у центрі. При цьому центральні ділянки перемичок 10 частково входять (занурюються) у поздовжні пази 3 штока 1, після чого обертання штока 1 відносно півкорпусів 4 вже неможливе. Потім рану пошарово зашивають. Отже, за рахунок поступового розсування самого ендопротеза досягається необхідна реклінація хребта. З часом кісткова тканина проникає через пази 3 у порожнину штока 1, де з'єднується з наповнювачем 11, що знаходиться в порожнині ендопротеза, та відбувається кісткове зрощування наповнювача 11 ендопротеза не тільки з тілами суміжних хребців, але й з залишками тіла резектованого хребця, завдяки чому забезпечується не тільки міцна стабілізація ендопротеза між тілами суміжних хребців, але й надійне відновлення опорної здатності хребта. Зрозуміло, зубці 8 на зовнішніх торцях півкорпусів 4 можуть мати будь-яку конструкцію та форму, в тому разі, у вигляді стовбурів з паралельними боками, а також їх кількість також може бути різною, в тому разі мінімальною - по три зубці 8, а самі торці можуть бути похилими, як це описано у патенті України № 108579 С2. Заявлене технічне рішення перевірене на практиці. Запропонований ендопротез сегмента хребта не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів чи матеріалів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, у галузі медицини, а отже, є придатним для промислового застосування, має технічні та інші переваги перед відомими аналогами, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється. Суттєва відмінність заявленого ендопротеза сегмента хребта від раніше відомих полягає в тому, що перемички у півкорпусах виконані суцільними з гранично мінімальною товщиною у центрі. Вказана відмінність дозволяє спростити технологію виготовлення півкорпусів, лагідно обертати шток відносно півкорпусів, без погіршення надійності фіксації півкорпусів відносно штока. Жоден з відомих ендопротезів не можуть одночасно мати всі перераховані властивості, оскільки взагалі не мають потоншених перемичок, навіть між отворами, тобто не містять у своєму складі всієї сукупності заявлених суттєвих ознак. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - спрощення технології виготовлення півкорпусів ендопротеза за рахунок відсутності у перемичках наскрізних прорізів, що дозволило виключити дві технологічні операції, зокрема прорізання прорізу та зачищення його торців, що досить трудомістко враховуючи невелику ширину різа; - зберігання загальної жорсткості циліндричного півкорпусу за рахунок не зруйнування його цілісності за діаметром; - виключення заїдання та перекосів півкорпусів в процесі обертання штока за рахунок зберігання кільцевої цілісності (безперервності) півкорпусу у районі знаходження перемичок; - простота фіксації півкорпусів відносно штока за рахунок граничного зменшення товщини перемички у центральній її частині. Медичний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок спрощення та скорочення часу проведення переднього спондилодезу у частині встановлення ендопротеза. Соціальний ефект від впровадження запропонованої корисної моделі, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок створення сприятливих умов для повного відновлення опорної здатності хребта та сприяння пришвидшенню реабілітації хворих. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Ендопротез сегмента хребта, який являє собою центральний порожнистий шток з різноспрямованою від його центру різьбою, на який нагвинчуються з різних боків півкорпуси з зубцями на зовнішніх торцях, які оснащені Г-подібними пластинами з парними отворами під 3 UA 107591 U 5 гвинти та вікнами, краї яких доходять майже до торців півкорпусів, через які додають у шток наповнювач природного чи штучного походження, а також півкорпуси мають наскрізні бічні отвори, розташовані у корпусі ярусами, а шток має наскрізні поздовжні пази, який відрізняється тим, що перемички у півкорпусах між їхніми вікнами та внутрішніми їхніми торцями виконані суцільними з гранично мінімальною товщиною у своїх центральних частинах для забезпечення можливості їх примусового прогинання у бік центральної осі ендопротеза без значних зусиль для фіксації півкорпусів відносно штока. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4