PL213138B1 - Gwóźdź chirurgiczny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest gwóźdź chirurgiczny, do stabilizowania kości długich, zwłaszcza szpikowy, zaopatrzony w przelotowy otwór o średnicy D, współosiowy względem osi centralnej i wyposażony w płaszcz o powierzchni wewnętrznej, oraz w poprzeczny otwór o przekroju F i osi prostopadłej do osi centralnej i służący do osadzenia śruby blokującej, przy czym w otworze w obszarze otworu przelotowego znajduje się podłużny element, równoległy do osi centralnej, którego odcinek wystający promieniowo od powierzchni wewnętrznej do wnętrza otworu ma grubość P większej od 0,01 xD, przy czym przekrój F tego otworu poprzecznego umożliwia wprowadzenie śruby blokującej.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Pó ł nocnej nr US 6,296,645 znany jest wykonany z metalu gwóźdź chirurgiczny wyposażony w otwór osiowy. W ściance gwoździa są umieszczone przelotowe otwory o osiach prostopadłych do osi gwoździa, w których są osadzone jedna lub dwie wkładki, wykonane z tworzywa sztucznego, do wprowadzenia śrub blokujących. Niedogodnością tego znanego rozwiązania jest możliwość łatwego wgniecenia wkładek z tworzywa sztucznego, przez co przestają one pełnić swą funkcję. Nawet przy bardzo ostrożnym prowadzeniu śruby obie wkładki mogą zostać wypchnięte z otworów, w których są umocowane.

Ze zgłoszenia patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej nr US 20020173792A1 znany jest gwóźdź chirurgiczny wyposażony w rozmieszczone względem siebie okna, w których są osadzone wkładki dystansowe wykonane z materiału bioresorbowalnego. Długość okna mierzona w kierunku osi wzdłużnej jest większa od szerokości tego okna. Gwóźdź ten współpracuje z elementami mocującymi, takimi jak śruby kostne, które z kolei są wprowadzane przez obie wkładki w kierunku poprzecznym do osi wzdłużnej gwoździa oraz osadzone w kości. Przekrój elementu mocującego jest mniejszy od wymiarów okna, tak że każda z wkładek oddziela element mocujący od konstrukcji gwoździa. W trakcie wchłaniania wkładki przez organizm naprężenie jest stopniowo przekazywane na leczoną kość i w coraz mniejszym stopniu obciąża konstrukcję stabilizującą.

Podstawową niedogodnością tego rozwiązania jest różnorodność materiałów, z których wykonane są poszczególne elementy. Prowadzi to do różnej bioabsorpcji poszczególnych elementów gwoździa.

Ustalanie położenia gwoździ chirurgicznych jest ogólnie znane. Wprowadzanie śrub albo sworzni blokujących (uwagi zawarte w opisie dotyczące śrub, odnoszą się również do sworzni blokujących) w otwory poprzeczne w gwoździach chirurgicznych wykonuje się za pomocą urządzeń do wizualizacji zabiegu, zwłaszcza aparatu Roentgena, albo mniej lub bardziej skomplikowanych urządzeń celujących. Niedogodnością obu tych znanych rozwiązań jest niedokładność, która uniemożliwia precyzyjne osiowe wprowadzenie ostrza śruby w otwór wykonany w gwoździu. Aby mimo takich utrudnień uzyskać wymagane zablokowanie gwoździa, stosuje się śruby o średnicy mniejszej od średnicy otworu. Jeżeli dokładność prowadzenia elementu blokującego mieści się w zakresie różnicy tych średnic, umieszczenie śruby w otworze będzie możliwe. Jednak różnica taka powoduje jednocześnie powstanie luzu między śrubą i ścianką otworu.

Luz ten powoduje przemieszczanie się mocowanych elementów kostnych względem gwoździa chirurgicznego i innych kości połączonych z tym gwoździem. Skuteczność blokady wymaga, aby luz między śrubą i otworem był możliwie niewielki.

Opisywany luz występuje również w gwoździach chirurgicznych o pełnym przekroju poprzecznym, wyposażonych w otwór z gwintem wewnętrznym. Gwint ten eliminuje tylko możliwość przesuwania się śruby blokującej w kierunku osiowym, natomiast nie usuwa luzu.

Badania, które doprowadziły do wynalazku wykazały, że podstawowym warunkiem jaki musi spełniać konstrukcja gwoździa według wynalazku jest wykonanie podłużnego elementu z takiego samego materiału co gwóźdź, ponieważ zapewnia to prawidłowy rozrost osteoblastów.

Celem wynalazku jest opracowanie gwoździa chirurgicznego, do stabilizowania kości długich, zwłaszcza szpikowego, który wyeliminuje luz między śrubą blokującą i otworem, i jednocześnie umożliwi uzyskanie większej siły stabilizującej połączenie oraz łatwiejszego prowadzenia śruby.

Cel ten został zrealizowany w gwoździu chirurgicznym, który charakteryzuje się tym, że podłużny element jest wykonany z takiego samego materiału, z którego wykonany jest gwóźdź chirurgiczny.

Powierzchnia elementu według wynalazku styka się korzystnie z wewnętrzną powierzchnią płaszcza otaczającego otwór wzdłużny.

Element jest korzystnie wykonany z pręta, drutu, linki albo kształtownika.

PL 213 138 B1

Otwór poprzeczny o przekroju F korzystnie ma kształt owalu o długości (a) równoległej do osi centralnej i większej od szerokości (b) prostopadłej do tej osi centralnej, względnie otwór ten jest okrągły.

Gwóźdź według wynalazku jest korzystnie wyposażony w śrubę ryglującą z gwintem zewnętrznym osadzaną w otworze poprzecznym, przy czym średnica (d) tego gwintu spełnia warunek: d<a i d<b, wzglę dnie jest o 5% mniejsza od mniejszego z wymiarów (a) lub (b).

Gwóźdź jest korzystnie wyposażony w bolec ryglujący o gładkiej powierzchni, przy czym średnica tego bolca jest mniejsza od (a) i mniejsza od (b).

Gwóźdź jest korzystnie zaopatrzony w dwa przenikające się wzajemnie otwory poprzeczne, przy czym element jest osadzony korzystnie w obszarze przenikania się tych otworów.

Podłużny element gwoździa korzystnie stanowi osobny element.

Na powierzchni wewnętrznej płaszcza korzystnie znajduje się rowek równoległy do osi centralnej do osadzenia elementu podłużnego, przy czym przekrój tego rowka jest wycinkiem koła o kącie środkowym korzystnie większym od 180°.

Grubość (P) elementu wystająca z powierzchni wewnętrznej płaszcza gwoździa jest korzystnie większa od 0,01 xD, zwłaszcza jest większa od 0,05xD.

Element zwężający jest korzystnie wykonany z tego samego materiału, z którego jest wykonany gwóźdź, zwłaszcza z metalu, korzystnie z tytanu, stopu tytanu, albo ze stali. Może być również wykonany z przyswajalnego przez organizm tworzywa sztucznego, zwłaszcza z polietylenu albo z polietylenu wielkocząsteczkowego (HMWPE). Gwóźdź i element zwężający wykonane z tego rodzaju tworzywa sztucznego nie są zbyt twarde, jednocześnie są odporne na czynniki powodujące degradację. Możliwe jest również stosowanie wchłanianego przez organizm polimeru albo kopolimeru, zwłaszcza z poliaktydu. Dzię ki takiemu rozwią zaniu, w począ tkowym okresie po zabiegu połączenie gwoź dzia i elementów koś ci jest sztywne, jednak wchł anianie materiał u powoduje z upł ywem czasu zwię kszenie swobody ruchu tych elementów. Inną korzyścią jest wchłanianie wiórów, które mogłyby powstać podczas wkręcania śruby blokującej w otwór poprzeczny gwoździa.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku uzyskuje się wymaganą dokładność celowania podczas wprowadzania śruby ryglującej w otwór poprzeczny w gwoździu chirurgicznym oraz jednocześnie stabilność wzajemnego położenia kątowego łączonych elementów kostnych przy określonym obciążeniu. Stabilność tę można dobierać stosując zróżnicowane elementy do zwężania przekroju otworu poprzecznego.

Ponieważ element zwężający może być wprowadzony w otwór gwoździa po wykonaniu otworu w tkance kostnej, eliminuje się powstawanie dodatkowych naprężeń obciążają cych kanał szpikowy.

Gwóźdź chirurgiczny według wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia gwóźdź chirurgiczny w widoku perspektywicznym, fig. 2 - ten sam gwóźdź chirurgiczny w przekroju wzdłuż linii Il-Il według fig. 1, fig. 3 - inne rozwiązanie gwoździa chirurgicznego według wynalazku w przekroju podłużnym, fig. 4 - jeszcze inne rozwiązanie gwoździa chirurgicznego według wynalazku w przekroju podłużnym i fig. 5 - gwóźdź chirurgiczny według fig. 4 w przekroju wzdłuż linii V-V.

Na fig. 1 i 2 jest przedstawiony wewnątrz-rdzeniowy gwóźdź chirurgiczny 1 do stabilizowania kości długich, wykonany z metalu albo ze stopu metali lub z innego materiału o dużej wytrzymałości. Gwóźdź 1 o osi centralnej 2 jest zaopatrzony w przelotowy otwór 5 o przekroju poprzecznym F. Oś 8 tego otworu jest prostopadła do osi 2 gwoździa 1. Otwór 5 jest okrągły, może być również otworem podłużnym o wymiarach a, b, przy czym większy wymiar a jest umieszczony równolegle do osi centralnej 2.

Gwóźdź 1 jest zaopatrzony w otwór 3 współosiowy do osi centralnej 2. Korpus gwoździa 1 tworzy umieszczony wokół otworu 3 płaszcz 4 o powierzchni wewnętrznej 6. W otworze 3, w miejscu, w którym krzyżuje się on z otworem poprzecznym 5, jest umieszczony element 7 zwężający pole przekroju F otworu 5, umocowany do powierzchni wewnętrznej 6 płaszcza 4. W przykładowym rozwiązaniu według wynalazku element zwężający 7 jest umieszczony w tylnej części otworu 3. Grubość P elementu 7 wystająca nad powierzchnię 6 otworu 3 jest tak dobrana, aby było możliwe wkręcenie śruby ryglującej 10 o gwincie zewnętrznym 11 w otwór poprzeczny 5. Wykonany z pręta podłużny element zwężający 7 jest umieszczony równolegle do osi centralnej 2. Element ten może być również wykonany z drutu, linki albo profilu.

W innej wersji rozwiązania przedstawionej na fig. 3 element zwężający jest osobnym elementem osadzanym w otworze podłużnym 3 za pomocą specjalnego przyrządu 20.

PL 213 138 B1

W jeszcze innych wersjach rozwiązania przedstawionych na fig. 4 i 5 powierzchnia wewnę trzna płaszcza 4 jest wyposażona w rowek 9, w który wprowadza się od strony wierzchołka 14 gwoździa 1 element zwężający 7. Długość elementu zwężającego 7 dobiera się tak, aby po wprowadzeniu do gwoździa 1 koniec tego elementu zmniejszał pole przekroju F otworu poprzecznego 5. Przekrój rowka 9 jest wycinkiem koła o kącie środkowym 200°. Średnica elementu zwężającego 7 jest w tej wersji rozwiązania tak dobrana, aby mimo zmniejszenia przekroju F możliwe było jeszcze przeprowadzenie przez otwór 5 bolca ryglującego 12 o gładkiej powierzchni 13.

Wykaz oznaczeń gwóźdź chirurgiczny oś centralna gwoździa chirurgicznego przelotowy otwór wzdłużny wykonany na całej długości gwoździa płaszcz otworu wzdłużnego otwór poprzeczny powierzchnia wewnętrzna płaszcza otworu wzdłużnego element zwężający powierzchnię przekroju otworu poprzecznego oś otworu poprzecznego rowek w otworze wzdłużnym do osadzenia elementu zwężającego śruba ryglująca gwóźdź gwint zewnętrzny śruby ryglującej gwóźdź bolec ryglujący gładka powierzchnia bolca ryglującego przyrząd do osadzania elementu zwężającego w otworze wzdłużnym gwoździa

D średnica otworu wzdłużnego a długość owalnego pola przekroju otworu poprzecznego b szerokość owalnego pola przekroju otworu poprzecznego d średnica trzpienia albo zewnętrznego gwintu śruby blokującej F przekrój otworu poprzecznego

P grubość elementu zwężającego wystająca nad powierzchnię otworu wzdłużnego

Claims (13)

1. Gwóźdź chirurgiczny do stabilizowania kości długich, zwłaszcza szpikowy, zaopatrzony w przelotowy otwór o średnicy D, współosiowy względem osi centralnej i wyposażony w płaszcz o powierzchni wewnętrznej, oraz w poprzeczny otwór o przekroju F i osi prostopadłej do osi centralnej i służący do osadzenia śruby blokującej, przy czym w otworze w obszarze otworu przelotowego znajduje się podłużny element, równoległy do osi centralnej, którego odcinek wystający promieniowo od powierzchni wewnętrznej do wnętrza otworu ma grubość P większą od 0,01xD, przy czym przekrój F tego otworu poprzecznego umożliwia wprowadzenie śruby blokującej, znamienny tym, że podłużny element (7) jest wykonany z takiego samego materiału, z którego wykonany gwóźdź chirurgiczny (1).

2. Gwóźdź według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia elementu (7) styka się z wewnętrzną powierzchnią (6) płaszcza (4) otaczającego otwór wzdłużny (3).

3. Gwóźdź według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że element (7) jest wykonany z pręta, drutu, linki albo kształtownika.

4. Gwóźdź według zastrz. 1, znamienny tym, że otwór poprzeczny (5) o przekroju F ma kształt owalu o długości (a) równoległej do osi centralnej (2) i większej od szerokości (b) prostopadłej do tej osi centralnej (2).

5. Gwóźdź według zastrz. 1, znamienny tym, że otwór poprzeczny (5) jest okrągły.

6. Gwóźdź według zastrz. 1, znamienny tym, że jest wyposażony w śrubę ryglującą (10) z gwintem zewnętrznym (11) osadzaną w otworze poprzecznym (5), przy czym średnica (d) gwintu zewnętrznego (11) spełnia warunek: d<a i d<b.

7. Gwóźdź według zastrz. 1, znamienny tym, że jest wyposażony w bolec ryglujący (12) o gładkiej powierzchni (13), przy czym średnica tego bolca jest mniejsza od (a) i mniejsza od (b).

8. Gwóźdź według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że średnica (d) jest o 5% mniejsza od mniejszego z wymiarów (a) lub (b).

PL 213 138 B1

9. Gwóźdź według zastrz. 1, znamienny tym, że jest zaopatrzony w dwa przenikające się wzajemnie otwory poprzeczne (5), przy czym element (7) jest osadzony korzystnie w obszarze przenikania się tych otworów (5).

10. Gwóźdź według zastrz. 1, znamienny tym, że podłużny element (7) stanowi osobny element.

11. Gwóźdź według zastrz. 1, znamienny tym, że na powierzchni wewnętrznej (6) płaszcza (4) znajduje się rowek (9) równoległy do osi centralnej (2) do osadzenia elementu podłużnego (7).

12. Gwóźdź według zastrz. 11, znamienny tym, że przekrój rowka (9) jest wycinkiem koła o kącie środkowym korzystnie większym od 180°.

13. Gwóźdź według zastrz. 1, znamienny tym, że grubość (P) elementu (7) wystająca z powierzchni wewnętrznej (6) płaszcza (4) jest większa od 0,01 xD, a korzystnie jest większa od 0,05xD.