RU162539U1 - Углеродный имплантат для замещения межпозвонковых дисков - Google Patents

Abstract

1. Углеродный имплантат для замещения межпозвонковых дисков, выполненный из углерод-углеродного материала, содержащего пироуглеродную матрицу и многонаправленный армирующий каркас из стержней, сформованных из углеродных волокон, расположенных вдоль оси стержней, отличающийся тем, что он выполнен в виде цилиндра, верхнее основание которого не параллельно нижнему основанию и имеет угол наклона 4-10°.2. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что он имеет сквозное отверстие, параллельное оси цилиндра.3. Имплантат по п. 2, отличающийся тем, что диаметр отверстия составляет 0,2-0,5 от диаметра цилиндра.4. Имплантат по пп. 1-3, отличающийся тем, что на поверхностях оснований цилиндра выполнены один или несколько пазов глубиной 0,5-2 мм и шириной 1-3 мм.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к хирургии, травматологии и ортопедии и может быть использована при хирургическом лечении воспалительных и дегенеративно-дистрофических заболеваний кости, а также костных травм.

При хирургическом лечении костных заболеваний и травм возникает необходимость компенсации (замещения) костных дефектов и межпозвонковых дисков с помощью имплантатов. В качестве имплантатов используют костные фрагменты пациента или искусственные материалы, обладающие биосовместимостью и достаточным уровнем прочности.

Известен углеродный имплантат, описанный в патенте РФ №2204361 [приор. 04.07.2000, Кл. A61F 2/44]. Имплантат выполнен из углерод-углеродного композиционного материала, содержащего пироуглеродную матрицу и армирующий каркас из углеродных волокон. Имплантат может иметь форму призмы (прямоугольной, с основаниями П- или Г-образными), в виде цилиндра или таблетки. Известные имплантаты обладают достаточным уровнем прочности, хорошей биосовместимостью, после операционного применения хорошо фиксируются в кости.

Недостатком известных имплантатов является несоответствие формы имплантата встречающимся в хирургической практике размерным особенностям ряда дефектов межпозвонковых дисков.

Задачей полезной модели является имплантат, обеспечивающий повышение эффективности его применения при замещении межпозвонковых дисков за счет лучшего соответствия формы имплантата форме замещаемого межпозвонкового диска.

Поставленная задача решается тем, что имплантат для замещения межпозвонковых дисков из углерод-углеродного материала, содержащего пироуглеродную матрицу и армирующий каркас из углеродных волокон, выполнен в виде цилиндра, верхнее основание которого не параллельно нижнему основанию и имеет угол наклона 4-10°.

При угле наклона менее 4° форма имплантата практически не отличается от цилиндрической и эффективность применения таких имплантатов не отличается от цилиндрических имплантатов. Применение имплантатов с углом наклона более 10° нецелесообразно, т.к. форма имплантата в этом случае не отвечает формам дефектов межпозвонковых дисков.

Предпочтительно, чтобы имплантат имел сквозное отверстие, параллельное оси цилиндра. Перед установкой имплантата в область межпозвонкового диска отверстие может быть заполнено осеоиндуктивным или остекондуктивным материалом (например, гидроксиапатитом) для ускорения процессов формирования костно-углеродного блока в области имплантации.

Предпочтительно, что диаметр отверстий составляет 0,2-0,5 от диаметра цилиндра. Если диаметр отверстий менее 0,2 от диаметра цилиндра, то он слишком мал и не удобен для размещения в отверстии указанных выше веществ. При диаметре отверстия более 0,5 от диаметра цилиндра имплантат имеет малую площадь поперечного сечения, и, следовательно, низкую прочность при сжатии и изгибе.

Предпочтительно, чтобы на поверхностях оснований цилиндра были выполнены один или несколько пазов глубиной 0,5-2 мм и шириной 1-3 мм. Такие пазы увеличивают площадь контакта поверхности имплантата с костными тканями, в которые установлен имплантат, и повышают прочность его закрепления в образующимся после операции костно-углеродном блоке. Перед установкой имплантата в область межпозвонкового диска пазы могут быть заполнены осеоиндуктивным или остекондуктивным материалом для ускорения процессов формирования костно-углеродного блока в области имплантации. При ширине пазов менее 1 мм и глубине более 2 мм их размеры слишком малы и затруднено размещения в отверстиях указанных выше веществ. Пазы шириной более 3 мм могут приводить к существенному снижению прочности имплантата, что недопустимо. Формирование пазов глубиной менее 0,5 мм технически сложно и нецелесообразно.

Предлагаемая полезная модель поясняется следующими фигурами:

Фиг. 1 Имплантат для замещения межпозвонковых дисков.

Фиг. 2 Пример имплантата для замещения межпозвонковых дисков со сквозным отверстием.

Фиг. 3 Пример имплантата для замещения межпозвонковых дисков с пазами.

Фиг. 4 Пример имплантата для замещения межпозвонковых дисков со сквозным отверстием и пазами.

Обозначения на фигурах: H - высота имплантата, D - диаметр имплантата, α - угол наклона верхнего основания имплантата, d - диаметр отверстия.

Сущность изобретения состоит в следующем. Углеродный имплантат, предлагаемый в данном техническом решении, состоит из углерод-углеродного материала, содержащего пироуглеродную матрицу и армирующий каркас из углеродных волокон, например, многонаправленный каркас из стержней, сформованных из углеродных волокон, расположенных вдоль оси стержней. Используемый углеродный материал обладает высокой биосовместимостью, прочностью, фиксационными свойствами. Имплантат имеет форму, показанную на фиг. 1. Верхнее основание имплантата не параллельно нижнему основанию и имеет угол наклона 4-10°. Такая форма имплантатов является оптимальной при замещении ряда дефектов межпозвонковых дисков, например, при замещении межпозвонковых дисков нижнего поясничного и крестцового отделов позвоночника. Тем самым достигается максимальное заполнение дефекта. Верхнее и нижнее основание имплантата контактируют с расположенными, соответственно, верхним и нижним позвонками по отношению к дефекту. При установке имплантата в дефект обеспечивается контакт этих поверхностей имплантата со здоровой костной тканью, что создает опороспособность позвоночного столба.

Предпочтительными являются следующие особенности имплантата, которые могут быть использованы в его конструкции в зависимости от принятой хирургом стратегии проведения операции.

Имплантат может иметь сквозное отверстие, как это показано на фиг. 2 и 4. Отверстие предназначено для размещения в нем остекондуктивных или остеоиндуктивных материалов, обеспечивающих ускорение формирование костной ткани, сращивание имплантата с костной тканью и формирование единого костно-углеродного блока в зоне замещаемого дефекта. Такими материалами могут быть фосфаты кальция (гидросиапатит, трикальцийфосфат), в том числе с добавками коллагена или белками, ускоряющими формирование остеобластов (факторы роста костной ткани), или фрагментами костной ткани пациента (аутокость), забор которых может быть осуществлен в ходе операции или перед ней.

Имплантат может иметь пазы, сформированные на основаниях, как это показано на фиг. 3 и 4. Пазы увеличивают поверхность контакта имплантата с совмещенной с ним костной ткани. За счет пазов обеспечивается более прочное механическое сопряжение имплантата с костной тканью, как за счет сил трения при его установке, так и за счет врастания новообразованной кости в пазы в послеоперационном периоде. В пазах также могут быть размещены материалы, ускоряющие рост костной ткани, как это описано выше.

Указанные предпочтительные дополнительные особенности могут сочетаться в имплантате в различных комбинациях, как это следует из фиг. 4, а сами имплантаты использованы не только в вертебрологии, но и в косной хирургии при замещении различных костных дефектов.

Имплантаты применяют следующим образом. Перед применением имплантаты стерилизуют. Стерилизация имплантатов осуществляется обычным способом, например, в автоклаве. Предполагаемая форма и размер имплантата определяется хирургом до операции на основании рентгенологической оценки величины дефекта межпозвонковых дисков. В ходе операции на позвоночнике доступ к пораженному отделу позвоночника и радикальный этап операции производят по стандартным хирургическим методикам. После проведения резекции пораженных областей выполняют установку имплантата. В состоянии реклинации имплантат плотно внедряют в межпозвонковый диастаз. Положение имплантата должно соответствовать оси нагрузки позвоночника. Имплантат обеспечивает надежную стабилизацию оперированного отдела позвоночника, что крайне важно для его приживления. В завершающей части операции паравертебральные ткани над областью пластики ушивают 2-3 кетгутовыми швами. Рану послойно ушивают. Накладывают асептическую повязку.

Таким образом, предлагаемые имплантаты сочетают в себе биологическую совместимость, прочность, фиксационные свойства, связанные с особенностями углеродного материала, из которого они изготовлены, и новую форму имплантата, обеспечивающую лучшее соответствие формам большой группы замещаемых дефектов межпозвонковых дисков. Тем самым достигается повышение эффективности применения имплантатов при замещении межпозвонковых дисков.

Claims (4)

1. Углеродный имплантат для замещения межпозвонковых дисков, выполненный из углерод-углеродного материала, содержащего пироуглеродную матрицу и многонаправленный армирующий каркас из стержней, сформованных из углеродных волокон, расположенных вдоль оси стержней, отличающийся тем, что он выполнен в виде цилиндра, верхнее основание которого не параллельно нижнему основанию и имеет угол наклона 4-10°.

2. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что он имеет сквозное отверстие, параллельное оси цилиндра.

3. Имплантат по п. 2, отличающийся тем, что диаметр отверстия составляет 0,2-0,5 от диаметра цилиндра.

4. Имплантат по пп. 1-3, отличающийся тем, что на поверхностях оснований цилиндра выполнены один или несколько пазов глубиной 0,5-2 мм и шириной 1-3 мм.

Images