Ендопротез сегмента хребта

Реферат: Використання: у галузі ортопедії, травматології та нейрохірургії при хірургічному лікуванні захворювань та ушкоджень хребта, зокрема його шийного відділу. Суть: ендопротез сегмента хребта виконаний у вигляді порожнистого циліндричного корпусу, що складається з двох елементів. Вказані елементи мають наскрізні бічні отвори. Порожнини корпусу заповнені подрібненими кістковими трансплантатами. По кільцевому периметру торців елементів корпусу виконані зубці. Також елементи корпусу оснащені внутрішніми різноспрямованими різьбовими каналами і з'єднані з втулковою муфтою. Її зовнішня поверхня містить, відповідно, різноспрямовану різьбу та кільцевий виступ для забезпечення осьового переміщення відносно внутрішніх різьбових каналів елементів корпусу. Також муфта містить наскрізні бічні отвори. Діаметр і взаємне розташування цих отворів співпадає з отворами на елементах корпусу. Кінці муфти містять відкриті торцеві заглушки, встановлені на рівні вище зубців елементів корпусу. Зовнішній діаметр заглушок співпадає з діаметром порожнин елементів корпусу. Конструкція оснащена антиміграційним блокуючим механізмом у вигляді UA 104833 C2 (12) UA 104833 C2 плоскої пружини із виступами на кінцях, розташованими у суміщених отворах елементів корпусу і проміжної втулки. Технічні переваги: можливість змінювати загальну довжину ендопротеза залежно від індивідуальних особливостей пацієнта, технологічність виготовлення та простота експлуатації, суттєве зниження травматичності. UA 104833 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 та нейрохірургії при хірургічному лікуванні захворювань та ушкоджень хребта, зокрема його шийного відділу. Відомий ендопротез тіла хребта, що містить знімний трубчастий корпус, виконаний з повздовжнім відкритим прорізом, в якому встановлений металевий стрижень із загостреною різьбовою частиною та перфорованим опорним майданчиком, який має загострений напівкруглий виступ [див. авт. св. СРСР № 1653764 з класу A61F2/44, опубл. 07.06.1991 року у Бюл. № 21]. Недоліком даного ендопротеза є обмеженість його показань до використання. Дане технічне рішення передбачає вгвинчування різьбової частини металевого стрижня безпосередньо в один із суміжних хребців, що в подальшому призводить до пошкодження здорового сегмента хребта (через малу площу контакту та значну глибину проникнення), провокує виникнення деструктивних явищ, зокрема резорбцію кісткової тканини. Вказаний недолік усунений у відомому протезі тіла хребця, який складається з верхньої та нижньої опорних пластин для з'єднання, відповідно, з верхнім та нижнім тілами хребців, сполучених пустотілою циліндричною вставкою, зовнішня бічна поверхня якої оснащена жорсткими фіксуючими виступами, переважно у вигляді шорсткості, та містить наскрізні отвори для входження наповнювача з кісткового матеріалу [див. пат. Росії № 2372055 з класу A61F2/44, опубл. 27.10.2008 року]. Дана конструкція не травмує суміжні поверхні хребців завдяки суттєво збільшеній площі контакту з опорними пластинами і до того ж передбачає відтворення міжтілової опори за допомогою кісткового трансплантата. Проте недоліком відомого технічного рішення є обмежена сфера застосування - вказаний протез може бути застосований тільки для часткової заміни тіла хребця (вставка жорсткими фіксуючими виступами кріпиться в щонайменше одному частково збереженому тілі хребця, що знаходиться між верхнім і нижнім тілами хребців). Найбільш близьким за своєю суттю та ефектом, що досягається, і який взято за прототип, є 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 прототипу є те, що його конструкція не дозволяє змінювати довжину ендопротеза, внаслідок чого не можливо точно підібрати довжину протеза 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. Крім того, відомий ендопротез є складним у виробництві (виготовляти необхідно широку лінійку виробів різних розмірів) та експлуатації (ускладнює передопераційний та операційний періоди через необхідність підбору виробу з оптимальною довжиною, особливо при термінових операціях внаслідок травм хребта). Також суттєвим недоліком відомого технічного рішення є необхідність виконання дистракції хребців для розташування ендопротеза визначеної довжини у міжтіловому проміжку. Дистракція може призводити до травмування хребців, суміжних з областю резекції пошкодженого чи патологічно тіла хребця. При цьому дистракція є значною, порівняно із попередніми аналогами, оскільки у іншому разі зубці, наявні на торцях корпусу, будуть дряпати кісткову тканину хребців і заглиблюватись у неї до закінчення установки ендопротеза. В основу винаходу поставлена задача удосконалення техніко-експлуатаційних характеристик ендопротеза за рахунок забезпечення дистракційної здатності з одночасним зниженням травматичності шляхом відповідних змін конструкції. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в ендопротезі сегмента хребта, виконаному у вигляді порожнистого циліндричного корпусу з наскрізними бічними отворами, розташованими ярусами, порожнина корпусу заповнена подрібненими кістковими трансплантатами, а по кільцевому периметру обох торців корпусу виконані зубці, утворені шляхом розсічення верхнього та нижнього ярусів отворів, згідно з пропозицією, корпус складається з двох елементів, оснащених внутрішніми різноспрямованими різьбовими каналами й установлених з можливістю зміни положення один відносно одного в напрямку їх 1 UA 104833 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 загальної поздовжньої осі за допомогою втулкової муфти, зовнішня поверхня якої містить, відповідно, різноспрямовану різьбу та кільцевий виступ для забезпечення осьового переміщення відносно внутрішніх різьбових каналів елементів корпусу, а також наскрізні бічні отвори, діаметр і взаємне розташування яких співпадає з отворами на елементах корпусу, крім того, кінці муфти містять відкриті торцеві заглушки, встановлені на рівні вище зубців елементів корпусу; зовнішній діаметр яких співпадає з діаметром порожнин елементів корпусу, при цьому конструкція оснащена антиміграційним блокуючим механізмом у вигляді принаймні однієї плоскої пружини із виступами на кінцях, розташованими у суміщених отворах елементів корпусу і проміжної втулки. Використання запропонованої розсувної різьбової конструкції ендопротеза не потребує попередньої примусової дистракції хребта: вона відбувається поступово під час дистракції самого пристрою. При цьому загальна довжина запропонованого ендопротеза може бути збільшена вдвічі без втрати функціональності виробу. Таким чином запропоноване технічне рішення забезпечує абсолютно не травматичну й універсальну в застосуванні конструкцію ендопротеза сегмента хребця. При цьому наявні у запропонованій конструкції торцеві заглушки, завдяки розташуванню їх на рівні вище зубців елементів корпусу, захищають кісткову тканину суміжних хребців від подряпин та іншого небажаного механічного впливу з боку зубців, розташованих на торцях елементів корпусу, під час установки ендопротеза. Після завершення установки ендопротеза торцеві поверхні вказаних заглушок знаходяться, як правило, всередині відповідних їм порожнин елементів корпусу (внаслідок розсування конструкції), тому не заважають надійній фіксації вищезгаданих зубців у тканинах хребців. Крім того, наявність антиміграційного блокуючого механізму простої конструкції (у вигляді плоскої пружини, що містить на кінцях виступи для фіксації суміщених отворів елементів корпусу і проміжної втулки) забезпечує правильне й стабільне положення ендопротеза у міжтіловому просторі протезованої ділянки хребта. Отже, уся сукупність суттєвих ознак запропонованого рішення стосовно ендопротеза сегмента хребта забезпечує досягнення технічного результату, сформульованого у постановці задачі. Подальша суть запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображено: на Фіг. 1 - вигляд збоку на запропонований ендопротез у вихідному стані; на Фіг. 2 - те ж саме в розрізі; Фіг. 3 - вигляд збоку на запропонований ендопротез у робочому стані; Фіг. 4 - відкрита торцева заглушка в розрізі; Фіг. 5 - елемент корпусу у повздовжньому напіврозрізі; Фіг. 6 - загальний вигляд плоскої пружини з виступами у вихідному стані; Фіг. 7 - те ж саме у робочому стані; Фіг. 8 - втулкова муфта з лівою та правою різьбою в повздовжньому напіврозрізі. Запропонований ендопротез сегмента хребта "LAS" (абревіатура від Lugansk-AlekseySergey) містить порожнистий циліндричний елемент корпусу 1 і тотожний йому елемент корпусу 2, поверхні яких мають наскрізні бічні отвори 3, розташовані ярусами. По кільцевому периметру торців елементів корпусу 1 і 2 виконані зубці 4, утворені шляхом розсічення верхнього та нижнього ярусів отворів 3. Елементи корпусу 1 і 2 оснащені внутрішніми різноспрямованими різьбовими каналами 5 для з'єднання з втулковою муфтою 6. Відповідно до цього зовнішня поверхня втулкової муфти 6 містить різноспрямовану (ліву і праву) різьбу 7 та кільцевий виступ 8 для забезпечення осьового переміщення відносно внутрішніх різьбових каналів 5 елементів корпусу 1 і 2. На поверхні втулкової муфти 6 (у тому числі й на кільцевому виступі 8) виконані наскрізні бічні отвори 9, діаметр і взаємне розташування яких співпадає з отворами 3 елементів корпусу 1 і 2. Порожнина муфти 6 заповнена подрібненими кістковими трансплантатами (не показані). Кінці втулкової муфти 6 містять відкриті торцеві заглушки 10, встановлені на рівні вище зубців 4 елементів корпусу 1 і 2. Зовнішній діаметр D торцевих заглушок 10 співпадає з діаметром порожнин елементів корпусу 1 і 2. Конструкція також містить антиміграційний блокуючий механізм у вигляді плоскої пружини 11 із виступами 12 на кінцях, розташованими у суміщених отворах 3 і 9 елементів корпусу 1 і 2 та втулкової муфти 6 відповідно. Запропонований ендопротез сегмента хребта "LAS" використовують таким чином (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 у вихідному положенні (Фіг. 1) розташовують у міжтіловому проміжку між верхнім і нижнім хребцями замість вилученого сегмента. На цьому етапі вказані хребці можуть контактувати з торцевими заглушками 10 або такий контакт буде відсутній, залежно від обраної вихідної довжини ендопротеза. Далі, утримуючи конструкцію від ротації, за допомогою спеціального ключа або будь-якого іншого інструменту, що підходить, виконують обертання 2 UA 104833 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 втулкової муфти 6 за допомогою перфорованого кільцевого виступу 8. При цьому за рахунок виходу кінців муфти 6 з внутрішніх різьбових каналів 5 елементів корпусу 1 і 2 відбувається розсування конструкції (загальна довжина ендопротеза збільшується). Торцеві заглушки 10 входять у відповідні їм порожнини елементів корпусу 1 і 2, а зубці 4 заглиблюються у кісткову тканину суміжних хребців. Таким чином досягається запресовування ендопротеза у міжтіловому проміжку, після чого рану пошарово зашивають. Отже, за рахунок поступової дистракції самого пристрою досягається необхідна дистракція хребта. З часом сполучна тканина проникає через отвори 3 і 9 в порожнини елементів корпусу 1 і 2 та втулкової муфти 6, де з'єднується 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 "LAS" 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, який заявлено. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено конструкцій і зразків із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що може отримати правовий захист. Суттєва відмінність запропонованого технічного рішення полягає у тому, що корпус ендопротеза є здатним до дистракції завдяки двокомпонентній структурі, поєднаній різноспрямованим різьбовим з'єднанням з втулковою муфтою; що втулкова муфта має наскрізні бічні отвори, діаметр і взаємне розташування яких співпадає з отворами на елементах корпусу; що кінці муфти містять відкриті торцеві заглушки, встановлені на рівні вище зубців елементів корпусу, зовнішній діаметр яких співпадає з діаметром порожнини елементів корпусу; а також те, що конструкція оснащена антиміграційним блокуючим механізмом у вигляді принаймні однієї плоскої пружини із виступами на кінцях, розташованими у суміщених отворах елементів корпусу і проміжної втулки. Вказані відмінності у сукупності дозволяють суттєво покращити технікоексплуатаційні характеристики ендопротеза сегмента хребця. Жодна із відомих конструкцій не може одночасно мати всі перераховані властивості, оскільки не містить у своєму складі всієї сукупності заявлених суттєвих ознак. Оскільки для фахівців у даній галузі знань зазначені суттєві ознаки не виникають та взагалі не можуть виникати з існуючого рівня техніки, можна зробити впевнений висновок про відповідність запропонованого технічного рішення критерію "винахідницький рівень". До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести: - можливість змінювати загальну довжину ендопротеза залежно від індивідуальних особливостей пацієнта завдяки розсувній, з двостороннім різноспрямованим різьбовим з'єднанням, конструкції корпусу; - технологічність виготовлення та простота експлуатації з цієї ж причини; - суттєве зниження травматичності завдяки усуненню необхідності виконання дистракції хребта для розташування ендопротеза. Після опису запропонованого технічного рішення фахівцям у даній галузі знань повинно бути очевидним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним. Численні можливі варіанти виконання ендопротеза можуть змінюватися залежно від конкретного призначення, особливостей матеріалу і технології виготовлення тощо, та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що корпус складається з двох елементів, оснащених внутрішніми різноспрямованими різьбовими каналами й установлених з можливістю зміни положення один відносно одного в напрямку їх загальної поздовжньої осі за допомогою втулкової муфти; те, що зовнішня поверхня вказаної муфти містить, відповідно, різноспрямовану різьбу та кільцевий виступ для забезпечення осьового переміщення відносно внутрішніх різьбових каналів елементів корпусу; те, що муфта має наскрізні бічні отвори, діаметр і взаємне розташування яких співпадає з отворами на елементах корпусу; те, що кінці муфти містять відкриті торцеві заглушки, встановлені на рівні вище зубців елементів корпусу, а їх зовнішній діаметр співпадає з діаметром порожнини елементів корпусу; те, що конструкція при цьому оснащена антиміграційним блокуючим механізмом у вигляді принаймні однієї плоскої пружини із виступами на кінцях, розташованими у суміщених отворах елементів корпусу і проміжної втулки. Саме ці обставини у сукупності надають запропонованій конструкції вищеперераховані й інші переваги. Використання комбінацій окремих конструктивних елементів 3 UA 104833 C2 5 із всієї сукупності заявлених, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші конструкції, подібні описаній, 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. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 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, який відрізняється тим, що корпус складається з двох елементів, оснащених внутрішніми різноспрямованими різьбовими каналами й установлених з можливістю зміни положення один відносно одного в напрямку їх загальної поздовжньої осі за допомогою втулкової муфти, зовнішня поверхня якої містить, відповідно, різноспрямовану різьбу та кільцевий виступ для забезпечення осьового переміщення відносно внутрішніх різьбових каналів елементів корпусу, а також наскрізні бічні отвори, діаметр і взаємне розташування яких співпадає з отворами на елементах корпусу, крім того, кінці муфти містять відкриті торцеві заглушки, встановлені на рівні вище зубців елементів корпусу, зовнішній діаметр яких співпадає з діаметром порожнин елементів корпусу, при цьому конструкція оснащена антиміграційним блокуючим механізмом у вигляді принаймні однієї плоскої пружини із виступами на кінцях, розташованими у суміщених отворах елементів корпусу і проміжної втулки. 4 UA 104833 C2 5 UA 104833 C2 6 UA 104833 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7