Телескопічний ендопротез сегмента хребта

Реферат: Телескопічний ендопротез сегмента хребта являє собою центральний циліндричний порожнистий шток із зовнішнім різноспрямованим різьбленням, на який нагвинчені напівкорпуси з зубцями на своїх зовнішніх торцях, та до яких приєднані Г-подібні напівпластини з парними отворами під гвинти для кріплення ендопротезу до суміжних з резектованим хребців. Напівкорпуси та шток мають наскрізні бічні отвори, розташовані ярусами. Кожний напівкорпус та його Г-подібна напівпластина являють собою єдиний суцільний моноблок, в якому відсутні будь-які з'єднання між зазначеними деталями. Зовнішня поверхня штоку виконана у вигляді прямоточного циліндра без виступів на поверхні. Конструкція ендопротезу виконана з можливістю приховування зубців, розташованих на торцях напівкорпусів у вихідному стані, для чого загальна довжина штоку разом з ділянкою з центральними отворами під ключ дорівнюється або більше за сумарну довжину напівкорпусів разом з висотою зубців на їхніх торцях. UA 105083 U (12) UA 105083 U UA 105083 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медичної техніки, а саме, стосується імплантатів для відновлення функції переднього опорного комплексу після резекції одного чи декількох тіл хребців та може бути використана в ортопедії, травматології та нейрохірургії при хірургічному лікуванні захворювань та ушкоджень хребта, зокрема його шийного відділу. Відомий ендопротез сегмента хребта, виконаний у вигляді 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 його конструкція не дозволяє плавно змінювати його довжину (розсічення заготовки відбувається тільки по рядам отворів, тобто дискретно), внаслідок чого не можливо точно підібрати довжину протеза залежно від індивідуальних даних пацієнта, місця і розміру ураженої ділянки хребта, оскільки. Проте, 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. Тому більш поширене застосування знаходять різьбові телескопічні ендопротези, довжина яких може змінюватися плавно. Так, наприклад, відомий телескопічний ендопротез 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 SYSTEMS. Ендопротез VBR™ - vertebral body replacement]. Основним недоліком відомого технічного рішення є низька надійність незсуву ендопротеза у міжтіловому просторі та подальшої його міграції, оскільки він не містить засобів для кріплення до верхнього та нижнього суміжних з ним хребців. В цьому плані, найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, що досягається, та який приймається за прототип, є телескопічний ендопротез сегмента хребта, який являє собою центральний циліндричний порожнистий шток із зовнішнім різноспрямованим різьбленням, на який нагвинчені напівкорпуси з зубцями на своїх зовнішніх торцях, та до яких приєднані за допомогою гвинтів знімні Г-подібні напівпластини з парними отворами під гвинти для кріплення ендопротезу до суміжних з резектованим хребців, причому напівкорпуси та шток мають наскрізні бічні отвори, розташовані ярусами, а також шток у центрі має радіальний виступ з отворами під ключ. Внутрішня порожнина ендопротезу заповнюється подрібненим кістковим біоматеріалом [див. пат. США № 6190413 з класів A61F 2/44, А61В 17/70 опублікований 20.02.2001 року]. Основним суттєвим недоліком відомого технічного рішення є те, що Г-подібні напівпластини виконані знімними та кріпляться до напівкорпусів за допомогою двох гвинтів. Така збірна конструкція має низку функціональних обмежень, сутність яких пояснюється наступним. Поперше, через наявність вузлів кріплення, які передбачають щонайменше опорні майданчики для отворів під гвинти, зростає габаритний розмір нижньої частини Г-подібних напівпластин, а також довжина напівкорпусів через те, що на них повинне бути місце для цих же ж опорних майданчиків. Разом це приводить до збільшення загальної мінімальної довжини ендопротезу, через що його неможливо використовувати для спондилодезі на шийному відділі хребта, або для дітей, оскільки при пропорційному зменшенні габаритних розмірів конструкції, діаметр гвинтів настільки стає малим (менше за 1 мм), що він автоматично перестає виконувати свої функції, а саме, - не здатні витримувати будь-яке навантаження, через що відомий ендопротез має обмежене використання. По-друге, через необхідність виготовлення вузла кріплення та збільшення лінійних розмірів ендопротеза, автоматично зростає його вага (як загальновідомо, маса зростає за кубічним законом), а також ускладнюється конструкція (як загальновідомо, зі зростанням складності, надійність зменшується за квадратичним законом). Другим суттєвим недоліком відомого технічного рішення є те, що зубці на напівкорпусах неможливо приховати під час встановлення ендопротеза між хребцями, що пояснюється недостатньою довжиною різьблених частин штоку. Внаслідок цього встановлення ендопротеза вимушує здійснювати надмірну дистракцію хребта, у протилежному випадку зубці будуть 1 UA 105083 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дряпати поверхню суміжних хребців. Тобто, у відомому ендопротезі шток при обертанні виконує лише одну розсувну функцію і нездатний приховувати зубці коли вони не потрібні, що обмежує його функціональні властивості. Третім суттєвим недоліком відомого технічного рішення є те, що шток у центрі має радіальний виступ з отворами під ключ, який заважає гранично зменшити загальну довжину ендопротеза, а також збільшує його вагу, хоча у такому виступі взагалі немає сенсу, оскільки обертати шток можна за його ж отвори, а інших функцій виступ не виконує. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення основних вузлів телескопічного ендопротеза з одночасним покращенням його техніко-експлуатаційних характеристик здатними покращити медичні показники лікування за рахунок зменшення кількості роз'ємних з'єднань шляхом внесення відповідних конструктивних змін у вузли ендопротеза. Поставлена задача вирішується тим, що телескопічний ендопротез сегмента хребта, який являє собою центральний циліндричний порожнистий шток із зовнішнім різноспрямованим різьбленням, на який нагвинчені напівкорпуси з зубцями на своїх зовнішніх торцях, та до яких приєднані Г-подібні напівпластини з парними отворами під гвинти для кріплення ендопротезу до суміжних з резектованим хребців, причому напівкорпуси та шток мають наскрізні бічні отвори, розташовані ярусами, згідно з корисною моделлю кожний напівкорпус і Г-подібна напівпластина являють собою єдиний суцільний моноблок, в якому відсутні будь-які з'єднання між зазначеними деталями, а зовнішня поверхня штоку виконана у вигляді прямоточного циліндру без виступів на поверхні, а також конструкція ендопротезу виконана з можливістю приховування зубців, розташованих на торцях напівкорпусів, у вихідному стані, для чого загальна довжина штоку разом з ділянкою з центральними отворами під ключ дорівнюється або більше за сумарну довжину напівкорпусів разом з висотою зубців. Відсутність роз'ємного з'єднання між Г-подібними напівпластинами та напівкорпусами дозволяє отримати надійну, міцну та потужну конструкцію, здатну нести значні навантаження, на фоні зменшення товщини та висоти Г-подібних напівпластин та напівкорпусів через відсутність на них опорних майданчиків, застосовувати його у будь-якому відділі хребта, а отже підвищити ефективність лікування хворих та відновлення функцій хребта. Завдяки чітко визначеній довжині штоку, з'являється можливість вкручувати в нього напівкорпуси до рівня приховування зубців та саме так спростити процедуру його розташування між хребцями без додаткового травмування останніх з мінімальною дистракцією хребта. Завдяки відсутності на циліндричній поверхні штоку будь-яких виступів, можна гранично зменшити загальну довжину ендопротеза. Отже, уся сукупність суттєвих ознак запропонованого рішення стосовно телескопічного ендопротеза сегмента хребта, отриманих завдяки внесенню принципових змін у його конструкцію, забезпечує досягнення технічного результату, сформульованого у постановці задачі. Подальша суть запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне: фіг. 1 - вигляд збоку запропонованого телескопічного ендопротеза у вихідному стані; фіг. 2 - те ж саме, у робочому стані; фіг. 3 - те ж саме, вигляд з боку Г-подібних напівпластин; 2 - те ж саме, вигляд з торця. Запропонований телескопічний ендопротез містить центральний циліндричний порожнистий шток 1 з різноспрямованим (лівим та правим) різьбленням від центру. На шток нагвинчені напівкорпуси 2 з внутрішнім різноспрямованим різьбленням, від яких відходять Г-подібні напівпластини 3 з парними отворами 4 для гвинтів (не показані). Циліндричні напівкорпуси 2 та шток 1 мають наскрізні бічні отвори 5, розташовані ярусами. На зовнішніх торцях напівкорпусів 2 сформовані зубці 6. Запропонований телескопічний ендопротез використовують у такий спосіб (на прикладі шийного відділу хребта). Після виконання доступу до потрібного сегмента хребта одним з відомих засобів здійснюють резекцію елементів переднього опорного комплексу на необхідному проміжку. Після цього ендопротез, попередньо заповнений кістковими фрагментами або іншим наповнювачем, у вихідному положенні (напівкорпуси 2 вкручені у шток 1 до такого рівня, що торці останнього знаходяться вище або на рівні зубців 6) розташовують у міжтіловому проміжку між верхнім і нижнім хребцями замість вилученого сегмента. На цьому етапі вказані хребці можуть контактувати з торцями штоку 1 або такий контакт буде мінімальний, залежно від обраної вихідної довжини ендопротеза, проте вони не будуть контактувати з зубцями 6, оскільки вони приховані штоком 1. Далі, утримуючи конструкцію за допомогою спеціального ключа, виконують обертання штока 1 за отвори 5. При цьому напівкорпуси 2 переміщуються поздовж штоку 1 у різні боки завдяки наявності різноспрямованої різьби, та відбувається розсування конструкції 2 UA 105083 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (загальна довжина ендопротеза збільшується). Зубці 6 виходять за межі штоку 1 та заглиблюються у кісткову тканину суміжних хребців. Таким чином досягається запресовування ендопротеза у міжтіловому проміжку. Після цього в отвори 4 встановлюють гвинти (не показані), за допомогою яких Г-подібні напівпластини 3 пригвинчують до хребців, остаточно фіксуючи ендопротез. Далі рану пошарово зашивають. Отже, за рахунок поступового розсування самого ендопротеза досягається необхідна реклинація, надійна та миттєва стабільність пошкодженого сегмента хребта. 3 часом кісткова тканина проникає через отвори 5 у порожнини напівкорпусів 2 та штоку 1 та зростається з кістковими фрагментами або іншим наповнювачем ендопротеза, формуючи потужний кістковий блок, чим забезпечується міцна стабілізація ендопротеза між тілами хребців та надійне відновлення опорної здатності хребта. Крім того, можливий інший спосіб установки ендопротеза. Відомо, що існує низка станів, у тому числі дегенеративно-дистрофічні, запальні захворювання, наслідки травм хребта, які супроводжуються грубою деформацією осі хребта. У цих випадках навіть значна осьова тракція не дозволяє вирівняти вісь хребта настільки, щоб встановити ендопротез і з метою корекції використовують більш складні системи й конструкції. У такій ситуації установка запропонованого ендопротеза передбачає такі дії. Після резекції елементів переднього опорного комплексу на необхідному проміжку ендопротез заповнюють кістковими фрагментами або іншим наповнювачем и приводять у вихідне положення, при якому напівкорпуси 2 вкручено в шток 1 таким чином, що на одному торці напівкорпусу 2 зубці 6 повністю приховані штоком 1, а на іншому виступають над штоком 1. Після цього торцевою поверхнею з виступаючими зубцями 6 напівкорпусу 2 ендопротез вставляють у міжтіловий проміжок, упираючи зубцями 6 у замикальну пластину одного з хребців, який слугує опорою. Потім занурюють другу торцеву поверхню ендопротезу без зубців 6 (з прихованими зубцями 6 штоком 1), яка вільно ковзає по замикальній пластині, створюючи таким чином часткове виправлення кривизни хребта. Заявлене технічне рішення перевірене на практиці. Запропонований телескопічний ендопротез 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. 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 конструкцій і зразків із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак. Суттєва відмінність запропонованого технічного рішення від раніше відомих полягає в тому, що напівкорпуси з Г-подібними напівпластинами утворюють суцільні деталі, а шток не має центрального радіального виступу і має таку довжину, що з'являється можливість зубці на напівкорпусах розташовувати нижче торців штоку. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють надбати нові якості через суттєве зниження ваги та розмірів та збільшення міцності. Жодна із відомих конструкцій не може одночасно володіти всіма перерахованими властивостями, оскільки не містить у своєму складі всієї сукупності заявлених суттєвих ознак, притаманних запропонованому технічному рішенню. Обсяг даної пропозиції розповсюджується як на комбінації, так і на субкомбінації суттєвих ознак, описаних вище, а також їх модифікації та варіанти, які може уявити собі кваліфікований фахівець в цій області знань при прочитанні вищенаведеного опису і які відсутні у відомому рівні техніки. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести: спрощення конструкції за рахунок відсутності елементів з'єднань між напівкорпусами та Гподібними напівпластинами пластинами; зменшення ваги ендопротезу з тієї ж причини, а також за рахунок відсутності виступу на штоку та оптимізації довжини штоку; зменшення розмірів ендопротезу з тих же ж причин; покращення функціонально-технічних можливостей за рахунок можливості приховування зубців у вихідному стані; розширення діапазону використання за рахунок зменшення габаритних розмірів; підвищення надійності конструкції через зменшення кількості роз'ємних з'єднань; здатність витримувати великі навантаження та передавати зусилля стискання через виконання напівкорпусів та Г-подібних напівпластин у вигляді моноблоку; покращення медичних властивостей через спрощення процесу встановлення між хребцями за рахунок можливості приховування зубців; зменшення ймовірності травмування хребта через зменшення рівня його дистракції з тієї ж причини; 3 UA 105083 U 5 10 15 20 25 підвищення здатності відновлення функцій хребта за рахунок зниження ймовірності мікроміграції ендопротезу внаслідок моноблочності конструкції напівкорпусів з Г-подібними напівпластинами. Медичний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок прискорення проведення переднього спондилодезу внаслідок скорочення часу на підготовку ендопротезу та зменшення рівня дистракції необхідної для його встановлення, а висока ефективність оперативного лікування, обумовлена забезпеченням надійною та миттєвою стабільністю пошкодженого сегмента сприяє прискоренню процесу реабілітації хворого та відновлення функцій хребта. Після опису запропонованого технічного рішення фахівцям у даній галузі знань повинно бути зрозумілим, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі варіанти досягнення монолітності основних вузлів ендопротезу можуть змінюватися залежно від конкретних випадків, та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів у даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що до напівкорпуси разом з їхніми Г-подібними напівпластинами являють собою моноблочну конструкцію без проміжних з'єднань, шток має гладку поверхню на визначену довжину, завдяки якій можна приховувати зубці у вихідному стані ендопротезу, і саме ці конструкторські особливості запропонованого ендопротеза дозволили мінімізувати його розміри та вагу з одночасним спрощенням конструкції та підвищенням надійності функціонування з максимальним підвищенням ефективності відновлення функціональної здатності хребта, що, у сукупності, дозволило пропозиції надбати вищеперераховані й інші переваги. Використання комбінацій окремих технічних елементів із всієї сукупності заявлених, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші телескопічні ендопротези, подібні описаному, вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від конструкторів та інженерів і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Телескопічний ендопротез сегмента хребта, що являє собою центральний циліндричний порожнистий шток із зовнішнім різноспрямованим різьбленням, на який нагвинчені напівкорпуси з зубцями на своїх зовнішніх торцях, та до яких приєднані Г-подібні напівпластини з парними отворами під гвинти для кріплення ендопротезу до суміжних з резектованим хребців, причому напівкорпуси та шток мають наскрізні бічні отвори, розташовані ярусами, який відрізняється тим, що кожний напівкорпус та його Г-подібна напівпластина являють собою єдиний суцільний моноблок, в якому відсутні будь-які з'єднання між зазначеними деталями, а зовнішня поверхня штоку виконана у вигляді прямоточного циліндра без виступів на поверхні, а також конструкція ендопротезу виконана з можливістю приховування зубців, розташованих на торцях напівкорпусів у вихідному стані, для чого загальна довжина штоку разом з ділянкою з центральними отворами під ключ дорівнюється або більше за сумарну довжину напівкорпусів разом з висотою зубців на їхніх торцях. 4 UA 105083 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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