Ендопротез сегмента хребта “las”

Реферат: Використання: в ортопедії, травматології, нейрохірургії і вертебрології при хірургічному лікуванні захворювань та ушкоджень хребта, зокрема його шийного відділу, під час виконання переднього спондилодезу з використанням штучних імплантатів, зокрема порожнистих сітчастих ендопротезів. Суть: ендопротез сегмента хребта являє собою центральний циліндричний порожнистий шток з різноспрямованим різьбленням та циліндричний корпус, виконаний з двох дзеркально симетричних частин, кожна з яких оснащена внутрішньою наскрізною різноспрямованою різьбою та зубцями на зовнішніх торцях. Частини корпусу та шток мають наскрізні бічні отвори, розташовані ярусами. Протилежні вільні торці частин корпуса оснащені півпластинами з UA 108579 C2 (12) UA 108579 C2 отворами для гвинтів, та виконані у вигляді подовжень твірної поверхні кожної частини корпусу. На зовнішніх торцях півкорпусів виконано про три зубці, один з яких розташований напроти півпластини, а два інших - по боках півкорпусу. Торці корпусів виконані похилими у бік від півпластин та розширені зовні за діаметром для утворення опорних майданчиків. Зубці виконані з притупленням кінців та мають форму стовбурів з паралельною центральної осі зубця поверхнею, а самі зубці розташовані перпендикулярно похилій поверхні торця півкорпусу ендопротезу. Технічні переваги: зниження травматичності хребців зубцями; можливість врахування природного вигину хребта; перерозподіл навантаження на суміжні хребці. UA 108579 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до медичної техніки, а саме стосується імплантатів для відновлення функції переднього опорного комплексу після резекції одного чи декількох тіл хребців, та може бути використаний в ортопедії, травматології, нейрохірургії і вертебрології при хірургічному лікуванні захворювань та ушкоджень хребта, зокрема його шийного відділу, під час виконання переднього спондилодезу з використанням штучних імплантатів, зокрема порожнистих сітчастих ендопротезів. Відомий ендопротез сегмента хребта, виконаний у вигляді суцільного порожнистого циліндричного корпусу з наскрізними бічними отворами, розташованими ярусами. При цьому порожнина корпусу заповнена подрібненими кістковими трансплантатами, а по кільцевому периметру обох торців корпусу виконані зубці, утворені шляхом розсічення верхнього та нижнього ярусів отворів [Harms J. Instrumented spinal surgery Principles and techniques-Thieme, Stuttgart-New York, 1999. - 198 p.]. Основним недоліком відомого ендопротеза є те, що він конструктивно не може змінювати довжину (виконаний суцільним), внаслідок чого не можливо точно підібрати довжину імплантату залежно від індивідуальних даних пацієнта, місця і розміру ураженої ділянки хребта. Як відомо, однією з найголовніших умов для досягнення зрощування на рівні переднього міжтілового спондилодезу є ретельний підбір міжтілової опори відповідного розміру. Ендопротез, що не відповідає точно розмірам міжтілового проміжку, може стати причиною або втрати фіксуючих властивостей стабілізуючої конструкції, або зростання деформації у відповідному відділі хребта з подальшим розвитком тяжкої клінічної симптоматики. Цей недолік усунений в ендопротезі сегмента хребта, який являє собою центральний циліндричний порожнистий шток із зовнішнім різноспрямованим різьбленням, на який нагвинчені два порожнистих корпуси з зубцями на зовнішніх торцях, причому корпуси та шток мають наскрізні бічні отвори, розташовані ярусами, а шток усередині має кільцевий виступ з радіальними отворами під ключ. Внутрішня порожнина ендопротеза заповнюється подрібненим кістковим біоматеріалом [див. проспект фірми ulrich GmbH & Co. KG. ulrich medical® SPINAL 1M SYSTEMS. Ендопротез VBR -vertebral body replacement]. Основним недоліком цього відомого технічного рішення є низька ненадійність не зсуву ендопротеза у міжтіловому просторі, оскільки він не містить засобів для кріплення до верхнього та нижнього хребців. Найбільш близьким за своєю суттю та ефектом, що досягається, і який приймається за прототип, є ендопротез сегмента хребта, який являє собою центральний циліндричний порожнистий шток з різноспрямованим різьбленням та циліндричний корпус, виконаний з двох дзеркально симетричних частин, кожна з яких оснащена внутрішнім наскрізним різноспрямованим різьбленням та зубцями на зовнішніх торцях, причому частини корпусу та шток мають наскрізні бічні отвори, розташовані ярусами, а також протилежні вільні торці частин корпуса наділені напівпластинами з отворами для гвинтів, та виконані у вигляді подовжень твірної поверхні кожної частини корпусу [див. пат. України № 87261 з класу A61F 2/44 опублікований 27.01.2014 року в Бюл. № 2]. Основним техніко-медичним недоліком відомого технічного рішення є висока ймовірність пролабування (можливість провалювання, міграції, зсуву, заглиблення через продавлення тканини хребця) ендопротезу у тіла суміжних хребців через відсутність опорних майданчиків на зовнішніх торцях корпусів. У відомому ендопротезі торці корпусів мають невелику товщину, яка визначається товщиною стінок самого корпусу, а корпус досить тонкий. До того ж, торцева поверхня має вигляд послідовних зубців та впадин між ними, тобто взагалі не мають плоских майданчиків, а отже, така поверхня концентрує напруження на верхівках гострих зубців, що, як відомо, сприяє проникненню торця корпусу у тіло суміжного хребця, оскільки зубці працюють як клини і легко занурюються у тканину суміжного хребця. Другим техніко-медичним недоліком відомого технічного рішення є висока травматичність суміжних хребців, що пов'язано з наявністю великої кількості зубців на торцях півкорпусів. В такий кількості взагалі немає необхідності, оскільки, як загально відомо, для позиціонування будь-чого у просторі достатньо всього лише зафіксувати предмет по трьом точкам (координатам). Наявність у відомому ендопротезі численності зубців є зайвим, до того ж ускладнює його конструкцію та технологію виготовлення - чим менше зубців, тим простіша конструкція. Третім техніко-медичним недоліком відомого технічного рішення є неможливість урахувати природну форму хребта оскільки торцеві зовнішні поверхні півкорпусів з зубцями виконані перпендикулярними поздовжній осі ендопротеза, а отже, не дозволяють врахувати біологічний вигин хребта людини. Внаслідок цього подальша реабілітація проходить більш тривало, а пацієнт з таким трансплантатом назавжди відчуватиме незручності через неможливість 1 UA 108579 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 повертатися та нахилятися, як це передбачено природою - йому заважатиме неправильно зрощений хребет. Четвертим техніко-медичним недоліком відомого технічного рішення є невдосконаленість зубців на торцевій поверхні корпусів. Зубці мають загострений кінець, а отже, по-перше, утворюють у тілі хребця, в який занурюються, точений (крапковий) концентратор напружень, з якого може розпочатися резорбція кісткової тканини тіла хребця, що призведе до його руйнування, а, по-друге, такий загострений кінець не має майданчика для сприйняття навантаження, тобто не може виконувати функцію опори. Тому численна кількість зубців з гострими торцями та мала відстань між ними зменшують загальну площу опорної поверхні ендопротезу. До того ж, зубці конічної форми (з похилою бічною поверхнею) перерозподіляють навантаження, спрямовуючи його у впадини між ними, що, в свого чергу, призводить до зминання тканини суміжного хребця, тобто, збільшують його травматичність. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення відомого ендопротеза хребця для покращення медичних показників лікування за рахунок зниження навантаження на суміжні хребці з одночасним зниженням їх травматичності через зменшення впливу навантаження та руйнування їх тканин шляхом внесення відповідних конструктивних змін у конструкцію торцевих поверхонь частин корпусів ендопротеза. Рішення поставленої задачі досягається тим, що ендопротез сегмента хребта, який являє собою центральний циліндричний порожнистий шток з різноспрямованою різьбою та циліндричний корпус, виконаний з двох дзеркально симетричних частин, кожна з яких оснащена внутрішнім наскрізним різноспрямованою різьбою та зубцями на зовнішніх торцях, причому частини корпусу та шток мають наскрізні бічні отвори, розташовані ярусами, а також протилежні вільні торці частин корпуса оснащені півпластинами з отворами для гвинтів та виконані у вигляді подовжень твірної поверхні кожної частини корпусу, згідно з пропозицією, на зовнішніх торцях півкорпусів виконано про три зубці, один з яких розташований напроти півпластини, а два інших розташовані по боках - між півпластиною та першим зубцем, а самі торці півкорпусів виконані похилими у напрямку від півпластин та розширені зовні за діаметром для утворення опорних майданчиків, крім того зубці виконані з притупленням кінців та мають форму стовбурів з паралельною центральній осі зубця поверхнею, а самі зубці розташовані перпендикулярно похилій поверхні торця ендопротеза. Розміщення на зовнішніх торцях півкорпусів всього по три зубці, рівновіддалених один від іншого, є достатнім для надійної фіксації ендопротеза і, в той же час, найменш травматично для хребців. Виконання торцевих поверхонь півкорпусів похилими дозволяє врахувати природний вигин хребта людини та саме так забезпечити повне відновлення функцій хребта хворого. Наявність опорного майданчика на торці корпуса, спільно з притупленими кінцями зубців, дозволяє отримати максимальну опорну поверхню, та саме так зменшити навантаження на суміжні хребці, максимально знизити їх пошкодження та знизити ймовірність руйнування. Запропонована конструкція розсувного телескопічного ендопротеза більш технологічна у виготовленні та має більш просту конструкцію через наявність у її складі симетричних деталей і граничного зменшення кількості зубців та зміни їх форми. Отже, уся сукупність суттєвих ознак запропонованого технічного рішення стосовно ендопротеза сегмента хребта, отриманих завдяки внесенню принципових змін у конструкцію корпусу останнього, забезпечує досягнення технічного результату, сформульованого у постановці задачі. Подальша сутність запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображений вигляд в плані на запропонований ендопротез сегмента хребта. Запропонований вертикальний циліндричний телескопічний ендопротез сегмента хребта містить центральний циліндричний порожнистий шток 1 з різноспрямованою (лівою та правою) різьбою від центра. На шток нагвинчені корпуси 2 з внутрішньою різноспрямованою різьбою, до яких жорстко приєднані півпластини 3 з парними отворами 4 для гвинтів (не показані), які є продовженням твірної поверхні корпусів 2. Циліндричні корпуси 2 та шток 1 мають наскрізні бічні отвори 5, розташовані ярусами. На зовнішніх торцях корпусів 2 сформовані по три зубці 6, причому з боку півпластин 3 такий зубець 6 відсутній (в ньому нема необхідності, оскільки півпластина 3 прикручується до хребця та фіксує корпус, а наявність у цьому місці лише додає отвір, який збільшує ймовірність руйнування тіла хребця). Зубці 6 виконані з притупленням кінців та мають форму стовбурів з паралельною осі зубця 6 бічною поверхнею. Зубці 6 розташовані перпендикулярно похилій площині торця півкорпусу ендопротезу, що викликає підвищення щільності притиснення півпластин 3 ендопротеза до тіл суміжних з резектованим 2 UA 108579 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 хребцям при заглибленні їх у кісткову тканину. Торці корпусів 2 виконані похилими у бік від півпластин 3 та розширені зовні за діаметром для утворення опорних майданчиків 7. Передній спондилодез на рівні шийного відділу хребта з використанням запропонованого ендопротеза сегмента хребта виконують наступним чином (як приклад). Після виконання доступу до потрібної ділянки хребта одним з відомих засобів здійснюють резекцію елементів переднього опорного комплексу на необхідному проміжку. Після цього ендопротез сегмента хребта, попередньо заповнений кістковими фрагментами або іншим наповнювачем, у вихідному положенні (корпуси 2 вкручені у шток 1 до такого рівня, що торці останнього знаходяться вище зубців 6) розташовують у міжтіловому проміжку між верхнім і нижнім хребцями замість вилученого хребця. На цьому етапі вказані хребці можуть контактувати з торцями штоку 1 або такий контакт буде мінімальний, залежно від обраної вихідної довжини ендопротеза. Далі, утримуючи конструкцію ендопротеза, за допомогою спеціального інструмента виконують обертання штока 1. При цьому корпуси 2 переміщуються поздовж штока 1 у різні боки завдяки наявності різноспрямованої різьби, та відбувається розсування конструкції (загальна довжина ендопротеза збільшується). Зубці 6 заглиблюються у кісткову тканину суміжних хребців. Таким чином досягається запресовування ендопротеза у міжтіловому проміжку та дозована корекція хребта, після чого в отвори 4 встановлюють гвинти, за допомогою яких півпластини 3 та пригвинчують до хребців, остаточно фіксуючи ендопротез. Далі рану пошарово зашивають. Отже, за рахунок поступового збільшення довжини самого ендопротеза досягається й необхідна корекція хребта з урахуванням природного вигину хребта (за рахунок похилості опорних майданчиків 7). З часом кісткова тканина частково резектованого хребця зрощується через отвори 5 у порожнини корпусів 2 та штоку 1 з кістковими трансплантатами, що знаходяться в цих порожнинах, чим забезпечується міцна стабілізація ендопротеза між тілами хребців та надійне відновлення опорної здатності хребта. 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 запропонованого технічного рішення від раніше відомих, полягає в тому, що корпуси ендопротезу мають опорний майданчик на торці, оптимізовану кількість та форму зубців, похилість торцевих поверхонь. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють надбати нові якості ендопротезу через зменшення пошкодження суміжних хребців (внаслідок зменшення навантаження та зменшення кількості зубців), коректувати патологічні деформації хребта (внаслідок похилих поверхонь торців корпусів), через покращення технічних характеристик ендопротеза, забезпечити ефективне лікування хворих. Жодна із відомих конструкцій ендопротезів з півпластинами для кріплення до суміжних хребців, не можуть одночасно володіти всіма перерахованими властивостями через відсутність у них сукупності суттєвих ознак, притаманних запропонованому технічному рішенню. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - зниження травматичності хребців зубцями через граничне зменшення кількості останніх; - можливість врахування природного вигину хребта за рахунок того, що торці півкорпусів виконані похилими; - перерозподіл навантаження на суміжні хребці за рахунок наявності опорних майданчиків. Медичний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок зменшення травматичності тіл суміжних хребців, зниження ймовірності руйнування суміжних хребців прискорення терміну реабілітації. Соціальний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок прискорення терміну реабілітації хворих. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 Ендопротез сегмента хребта, який являє собою центральний циліндричний порожнистий шток з різноспрямованим різьбленням та циліндричний корпус, виконаний з двох дзеркально симетричних частин, кожна з яких оснащена внутрішньою наскрізною різноспрямованою різьбою та зубцями на зовнішніх торцях, причому частини корпусу та шток мають наскрізні бічні отвори, розташовані ярусами, а також протилежні вільні торці частин корпуса оснащені півпластинами з отворами для гвинтів та виконані у вигляді подовжень твірної поверхні кожної 3 UA 108579 C2 5 частини корпусу, який відрізняється тим, що на зовнішніх торцях півкорпусів виконано про три зубці, один з яких розташований напроти півпластини, а два інших розташовані по боках - між півпластиною та першим зубцем, а самі торці півкорпусів виконані похилими у напрямку від півпластин та розширені зовні за діаметром для утворення опорних майданчиків, крім того зубці виконані з притупленням кінців та мають форму стовбурів з паралельною центральній осі зубця поверхнею, а самі зубці розташовані перпендикулярно похилій поверхні торця ендопротезу. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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