Комбінований сітчастий ендопротез хребця

Реферат: Комбінований сітчастий ендопротез хребця має вигляд моноблока, який об'єднує в собі стрижень у формі порожнистого перфорованого наскрізними отворами паралелепіпеда, одна з чотирьох сторін якого подовжена з обох кінців відносно трьох інших сторін і виконує функцію півпластин, утворених консольними кінцями вказаної подовженої сторони стрижня для забезпечення фіксації антиміграційними гвинтами ендопротеза до тіл хребців, суміжних з резектованим. Наскрізні отвори у стінках ендопротеза мають шестикутну форму з перемичками між ними, які разом утворюють гексагональну структуру поверхні моноблока, а подовжена стінка, має більшу товщину за інші стінки, причому зубці, в залежності від анатомічних властивостей суміжних з резектованим хребців, формують двох типів - тупі "пики" чи тонкі "вуса" - в залежності від рівня розсічення шестикутних отворів. UA 103330 U (12) UA 103330 U UA 103330 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, а саме до травматології, нейрохірургії, вертебрології і реконструктивної хірургії хребта, та може бути використана при виконанні спондилодезу з використанням порожнистих сітчастих ендопротезів. Відомий вертикальний ендопротез, виготовлений з остеосумісного склокристалічного біодеградуючого матеріалу у вигляді паралелепіпеда (10×15×50 мм) з щільними зовнішніми шарами товщиною 2,5 мм з пірамідальними опорними майданчиками та внутрішнім сітчасточарунковим остеопровідним шаром. У зовнішніх шарах імплантата за допомогою фрези формують поздовжні виїмки (жолобки) в які закладають біоматеріал, зокрема фрагменти окістя (кліткові структури камбіального шару, які мають остеогенні властивості), отримані диспаратом 7 Дуайєна при резекції ребер по ходу доступу [див. пат. Росії № 2174376 з класів МПК А61В 17/56, А61К 35/32, опублікований 10.10.2001 року]. Основним недоліком цього відомого технічного рішення є конструктивність і складність виготовлення такого ендопротеза та неможливість забезпечення належних умов для формування надійного кісткового блока, оскільки внутрішня порожнина ендопротеза не заповнюється матеріалом, а кістковий блок формується шляхом "проростання" зовнішнього окістя всередину ендопротеза крізь сітчасто-чарунковий його шар. Відомий також 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 подрібненими кістковим або керамічним матеріалом [Harms J. Instrumented spinal surgery: principles and techniques / J. Harms, G. Tabasso. - Stuttgart-New York: Thieme, 1999.-198 p.]. Основний суттєвий недолік відомого технічного рішення пов'язаний із недосконалістю циліндричної конфігурації вертикального сітчастого ендопротеза хребця і пояснюється недостатньою площею опори його торцевих ділянок на суміжні з резектованим хребцями. Наступний важливий недолік відомого технічного рішення полягає у необхідності додаткової фіксації хребта пластинами-накладками, як окремими елементами та етапом спондилодезу. Це зумовлено, знов же ж таки, недосконалістю просторової конфігурації використовуваного ендопротеза, яка самостійно не забезпечує надійності його фіксації: в його конструкцію не входять вказані пластини-накладки, тому їх ще треба якось зв'язати з ендопротезом, що разом ускладнює фіксацію ендопротеза, збільшує час здійснення спондилодезу. Найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, що досягається, і який приймається за прототип, є вертикальний сітчастий моноблочний ендопротез хребця, що має вигляд моноблока, який об'єднує в собі стрижень у формі порожнистого перфорованого ярусними наскрізними круглими отворами паралелепіпеда, одна з чотирьох сторін якого подовжена з обох кінців відносно трьох інших сторін і виконує функцію півпластин, утворених консольними кінцями вказаної подовженої сторони стрижня для забезпечення фіксації антиміграційними гвинтами ендопротеза до тіл хребців, суміжних з резектованим, а також всі сторони паралелепіпеда 14 мають однакову товщину [див. пат. України № 106018 з класів МПК А61В 17/56, А61В 17/70, A61F 2/44, опублікований 10.07.2014 р. в Бюл. № 13]. Врешті-решт, кінцевою метою будь-якого спондилодезу з використанням імплантатів, що заміщують резектовані один чи декілька хребців, є реконструкція хребта за допомогою надійного потужного та міцного кісткового блока, який з часом повністю бере на себе функцію імплантата. Вцьому плані імплантат виконує роль не більше, як механічного фіксатора хребта на певний час та оправи для майбутнього кісткового блока. Тому імплантат повинен якнайменше заважати формуванню дійсного кісткового блока, а отже, повинен мати якнайменше суцільне тіло (механічну перешкоду для розвитку (розростанню) потужного кісткового блока), і, в той же ж час, повинен бути достатньо жорстким, щоб, до часу повного формування кісткового блока, підтримувати штучну корекцію хребта у заданому стані. У відомому вертикальному сітчастому моноблочному ендопротезі хребця тіло являє собою металевий паралелепіпед, у стінках якого виконані круглі отвори ярусами, що є його першим технічним недоліком, оскільки при застосуванні такого виду перфорації, між отворами залишається багато суцільного металу, сумарна площа якого перевищує сумарну площу отворів, а це, у підсумку, погіршує умови для формування потужного кісткового блока через обмеження стінками паралелепіпеда можливості його розростання у перерізі. Другим суттєвим недоліком відомого ендопротеза є те, що всі його стінки мають однакову товщину, в чому не має сенсу, оскільки тільки стінка, яка виконує функцію вентральної пластини, має бути більш товстою за інші для забезпечення надійної фіксації прооперованого хребтового рухового сегмента (виконує функцію розпірки), решта стінок може бути меншої товщини (виконують функцію каркаса для утримування біоматеріалу, яким заповнена 1 UA 103330 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 порожнина паралелепіпеда), оскільки корпус імплантата -це тимчасовий засіб, потрібний як оправка, поки не сформується кістковий блок. Ще одним суттєвим недоліком відомого технічного рішення є обмеженість вибору місця для укручування антиміграційних гвинтів. У даній конструкції їх встановлюють у перфораційні отвори. Але, через особливості хребців, зокрема невеликий розмір, особливо, хребців шийного відділу хребта, інколи гвинт потрібно змістити, навіть, на декілька міліметрів, проте перфорація круглими отворами таку можливість виключає, а робити нові отвори посеред наявних - в принципі, не можливо під час операції, а також це досить складко виконати, навіть, під час попередньої підготовки імплантата через сковзання свердла у сусідні отвори. Перелічених недоліків сповна достатньо, щоб наочно побачити наявне технічне протиріччя. З одного боку, тіло ендопротеза повинно бути якнайбільше "прозорим", щоб не заважати формуванню потужного кісткового блока та мати широке "поле" вибору місця для укручування антиміграційних гвинтів, а, з іншого боку, тіло ендопротеза, принаймні одна його сторона повинна бути достатньо жорсткою та надійною, щоб утримувати поздовжнє навантаження, яке виникає як реакція на примусове розтягування хребта при реконструкції його розмірів та кута згину. В основу корисної моделі поставлено задачу розв'язання вказаного технічного протиріччя за рахунок максимально можливого збільшення "прозорості" стінок паралелепіпеда без втрачання ними необхідної жорсткості та локальної зміни несучої здатності окремих стінок шляхом внесення принципових змін у конструкцію ендопротеза без погіршення ним функціональномедичних властивостей. Поставлена задача вирішується тим, що у комбінованому сітчастому ендопротезі хребця, що має вигляд моноблока, який об'єднує в собі стрижень у формі порожнистого перфорованого наскрізними отворами паралелепіпеда, одна з чотирьох сторін якого подовжена з обох кінців відносно трьох інших сторін і виконує функцію півпластин, утворених консольними кінцями вказаної подовженої сторони стрижня для забезпечення фіксації антиміграційними гвинтами ендопротеза до тіл хребців, суміжних з резектованим, згідно з пропозицією, наскрізні отвори у стінках ендопротеза мають шестикутну форму з перемичками між ними, які разом утворюють гексагональну структуру поверхні моноблока, а подовжена стінка, має більшу товщину за інші стінки, причому зубці, в залежності від анатомічних властивостей суміжних з резектованим хребців, формують двох типів - тупі "пики" чи тонкі "вуса" - в залежності від рівня розсічення шестикутних отворів. Гексагональна структура, незважаючи та те, що складається майже з самих отворів шестикутної форми, притиснутих один до одного (отвори розділяють лише тонкі перемички між гранями шестикутників), максимально наближена до найміцніших природних конструкцій. Саме бджолині комірки мають таку конструкцію, так побудована сітківка ока людини, тварин, комах, несучі конструкції висотних будівель, профнастилів тощо. Гексагональна конструкція дозволяє встановлювати антиміграційні гвинти у будь-якому зручному місті, оскільки перемички між отворами настільки малі, що не заважають вибранню чіткого місця встановлення гвинта. Виконання подовженої стінки потовщеною, тобто підвищеної несучої здатності, розширює можливості формування надійної опори з метою підвищення стабілізуючих можливостей ендопротеза для переднього міжтілового спондилодезу. Для цього доцільно розгорнути ендопротез таким чином, щоб потовщена та подовжена його стінка опинилася на передній поверхні тіл хребців. При цьому запропонований ендопротез є цілком технологічним та не має перешкод до практичної реалізації. Також слід зауважити, що запропоноване технічне рішення є універсальним, оскільки з успіхом може бути використане, як для бі-, так і мультисегментарного спондилодезу. Отже, уся сукупність суттєвих ознак запропонованого технічного рішення стосовно комбінованого сітчастого ендопротеза хребця, отриманих завдяки внесенню принципових змін у його конструкцію, забезпечує досягнення необхідного технічного результату. Подальша суть запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображено: на фіг. 1 - вигляд збоку на запропонований комбінований сітчастий ендопротеза хребця; фіг. 2 - те ж саме, вигляд з боку подовженої стінки; фіг. 3 гексагональна структура тіла ендопротеза крупним планом; фіг. 4 - вигляд збоку на запропонований ендопротез хребця. Запропонований комбінований сітчастий ендопротез хребця містить металевий, наприклад титановий, порожнистий моноблок 1, виконаний у вигляді паралелепіпеда. Поверхня моноблока 1 перфорована, тобто має наскрізні отвори 2 шестикутної форми з перемичками 3 між ними, які 2 UA 103330 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 разом утворюють гексагональну структуру поверхні моноблока 1. Внутрішня порожнина моноблока 1 на ділянці паралелепіпеда заповнена подрібненими кістковим біоматерілом (не показаний). На краях по периметру торців моноблока 1 розташовані зубці 4, утворені шляхом розсічення одного рядка отворів 2. В залежності від місця розсічення отворів 2, можна утворити або трикутні зубці 4 (як показано на фіг. 1), які проникають у суміжні хребці з мінімальним заглибленням, або з утворенням гострих (як голки) подвійних "вусів", які проникають у суміжні хребці на більшу глибину, проте їхня невелика товщина практично їх не ушкоджує. Одна із бічних сторін 5 прямокутного моноблока 1 виконана потовщеною та подовженою з обох боків відносно інших сторін для забезпечення фіксації антиміграційними гвинтами 6 до тіл хребців, суміжних з резектованим. Консольні кінці подовженої сторони 4 моноблока 1 можуть бути зігнутими з метою відповідності конструкції анатомічній формі хребта для щільного прилягання до хребців. Подовжена сторона 5 паралелепіпеда, що має збільшену товщину у порівнянні з іншими та виконує функцію вентральної пластини, яка сприймає на себе основне навантаження, в той час як інші сторони мають меншу товщину (тонкі) та виконують функцію міжтілової опори і оправки для утримання наповнювача порожнини паралелепіпеда. Щільність розташування шестикутних отворів 2, дозволяє вибирати оптимальне місце укручування антиміграційних гвинтів 6. Використання заявленої конструкції комбінованого сітчастого ендопротеза хребця пояснюється прикладом виконання переднього міжтілового спондилодезу на рівні шийного відділу хребта. Спочатку здійснюють доступ до вентральних відділів тіл шийних хребців на необхідному рівні за загальновідомою методикою, після чого виконують резекцію травмованого, ушкодженого або зруйнованого (спондиліти, пухлини) хребця. Далі виконують дистракцію хребців для полегшення введення комбінованого сітчастого ендопротеза хребця у міжтіловий проміжок. Після цього комбінований сітчастий ендопротез хребця визначеного розміру (висота і розмір у перерізі основи ендопротеза повинна відповідати розміру кісткового дефекту, а протяжність його подовженої сторони має бути достатньою для забезпечення фіксації антиміграційними гвинтами 6 до тіл хребців, суміжних з резектованим), попередньо сформований і щільно заповнений кістковими або керамічними фрагментами, отриманими у процесі резекції хребця або додаткової остеотомії крила клубової кістки, розташовують у міжтіловому проміжку між верхнім та нижнім хребцями замість вилученого травмованого хребця. При цьому моноблок 1 встановлюють таким чином, щоб, по-перше, потовщена сторона 5 опинилася з боку передньої поверхні тіл хребців, а по-друге, зубці 4 заглибилися у тіла суміжних хребців. Далі дистракцію послабляють, чим досягається компресія ендопротеза. Після цього виконують фіксацію комбінованого сітчастого ендопротеза хребця шляхом вгвинчування необхідної кількості антиміграційних гвинтів 6 під певними кутами у тіла вищезгаданих суміжних хребців через отвори 2 у подовженій стороні 5, при цьому, за необхідності, безпосередньо перед фіксацією виконують моделювання згину на вільних краях подовженої сторони 5 моноблока 1 з використанням спеціальних пристосувань для надання останній анатомічної форми. При цьому під антиміграційні гвинти 6 використовують будь-які отвори 2, які просторово знаходяться напроти найбільш прийнятної для цього ділянки хребця. Після цього рану пошарово зашивають. Заявлене технічне рішення перевірене на практиці. Запропонований комбінований сітчастий ендопротез хребця 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. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено описів зразків комбінованих сітчастих ендопротезів із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що може отримати правовий захист. Суттєва відмінність запропонованого технічного рішення полягає, по-перше, у перфоруванні тіла ендопротеза отворами шестикутної форми, розташованих щільно поряд один з одним, що дозволило отримати міцну, проте, облегшену гексагональну структуру паралелепіпеда; подруге, у виконанні однієї зі стінок потовщеною для фіксації тіл суміжних хребців; по-третє, у можливості укручування антиміграційних гвинтів у будь-якому необхідному для цього місці. Вказані відмінності, у сукупності, забезпечують підвищення ефективності переднього спондилодезу, покращення технічних характеристик та функціональних властивостей конструкції комбінованого сітчастого ендопротеза хребця. Жодна з відомих конструкцій 3 UA 103330 U 5 10 15 20 25 ендопротезів не може одночасно володіти всіма перерахованими властивостями, оскільки не містить у своєму складі всієї сукупності заявлених суттєвих ознак. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести: критичне зменшення ваги ендопротеза без погіршення його міцнісних властивостей через використання гексагональної структури його стінок; можливість укручування антиміграційних гвинтів у будь-яке місце з тієї ж причини; можливість отримувати зубці двох видів (тупих "пик" чи тонких "вусів") за рахунок використання шестикутних отворів; суттєве зниження травматичності суміжних з резектованим хребців з тієї ж причини; підвищення несучої здатності ендопротеза за рахунок виконання подовженої стінки паралелепіпеда потовщеною. можливість застосування при спондилодезі шийних, грудних та поперекових відділів хребта. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Комбінований сітчастий ендопротез хребця, що має вигляд моноблока, який об'єднує в собі стрижень у формі порожнистого перфорованого наскрізними отворами паралелепіпеда, одна з чотирьох сторін якого подовжена з обох кінців відносно трьох інших сторін і виконує функцію півпластин, утворених консольними кінцями вказаної подовженої сторони стрижня для забезпечення фіксації антиміграційними гвинтами ендопротеза до тіл хребців, суміжних з резектованим, який відрізняється тим, що наскрізні отвори у стінках ендопротеза мають шестикутну форму з перемичками між ними, які разом утворюють гексагональну структуру поверхні моноблока, а подовжена стінка має більшу товщину за інші стінки, причому зубці, в залежності від анатомічних властивостей суміжних з резектованим хребців, формують двох типів - тупі "пики" чи тонкі "вуса" - в залежності від рівня розсічення шестикутних отворів. 4 UA 103330 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 5