RU177347U1 - Устройство для локальной гипотермии спинного мозга и восстановления стабильности позвоночника при травматических повреждениях - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицине, а именно к спинальной нейрохирургии, вертебрологии, травматологии и ортопедии и может быть использована для стабилизации травмированных сегментов позвоночника и для профилактики и лечения отека спинного мозга, его сосудов и корешков с использованием локальной гипотермии. Устройство представляет собой протез позвонка в виде полого короба с базальной и вентральной стенками, изготовленный из порошка титана или его сплавов методом лазерного принтования. Имеет различные типоразмеры для шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника. В базальной стенке короба расположен «змеевик» - система полых отверстий для циркуляции охлаждающей жидкости. На вентральной поверхности протеза позвонка расположены отверстия диаметром 4 мм с резьбой, которые соединены каналами, расположенными в боковой стенке короба, с «змеевиком». Через вкрученные трубки (входящая и выходящая) к устройству подсоединяют холодовую магистраль, к которой подключают насос с емкостью стерильного физраствора температурой +3-5 градусов для циркуляции по открытому или замкнутому контуру (с охлаждением микрохолодильником). Устройство жестко соединяют с вентральной пластиной, которую фиксируют полюсами к смежным (нетравмированным) позвонкам. Устройство одновременно является протезирующим элементом, стабилизирующей межпозвонковой опорой и микрохолодильником, осуществляя локальную гипотермию спинного мозга и его корешков во время операции и при необходимости в послеоперационный период. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к спинальной нейрохирургии, вертебрологии, травматологии и ортопедии и может быть использована для стабилизации травмированных сегментов позвоночника и для профилактики и лечения отека спинного мозга, его сосудов и корешков с использованием локальной гипотермии.

В остром периоде позвоночно-спинномозговой травмы шейного, грудного, поясничного отделов позвоночника ведущими патофизиологическими синдромами, приводящими к фатальным исходам, являются ушиб и компрессия спинного мозга, его сосудов и корешков, а также выраженная нестабильность в травмированных сегментах, поддерживающая дисциркуляцию в спинном мозге и прогрессирование отека спинного мозга. При выполнении срочных декомпрессий спинного мозга и стабилизации травмированных сегментов во всех случаях прогрессирует развитие отека спинного мозга с развитием ишемии и последующей гибели нейронов и проводящих путей. При травме шейного отдела отек мозга как правило имеет восходящий характер с распространением на стволовые структуры. Среди известных реанимационных мероприятий по борьбе с прогрессирующим отеком вещества спинного мозга выделяется применение гипотермии. Ее положительный эффект объясняется увеличением толерантности ткани мозга к ишемии и гипоксии, уменьшением отека, снижением метаболической активности в поврежденных сегментах спинного мозга. Положительный эффект применения локальной гипотермии отмечается при удалении обильно васкуляризированных опухолей терминальных отделов спинного мозга и конского хвоста, интрамедуллярных опухолей спинного мозга и оперативном лечении спастического синдрома [1, 2, 3]. Однако известные методы и устройства для локальной гипотермии спинного мозга не всегда эффективны. Не всегда возможно достичь пролонгированную гипотермию, сложно контролировать степень охлаждения спинного мозга, применение катетеров сопряжено с риском повреждения твердой оболочки спинного мозга и его корешков.

Известно устройство для проведения локальной гипотермии спинного мозга при осложненной позвоночно-спинномозговой травме (патент на полезную модель RU №122014, 2012). Устройство представляет собой жесткую трубку из теплоизолирующего материала с заглушенным дистальным концом, открытым проксимальным концом и каналом. Со стороны проксимального конца трубки размещен переходник для соединения канала с узлом для нагнетания охлажденной и отвода нагреваемой тканями жидкости в герметично закрепленный со стороны дистального конца трубки на ее боковой поверхности баллон из упругого формодержащего материала, с обеспечением возможности его расправления во время нагнетания жидкости и принятия формы уплощенного параллелепипеда.

Однако при стабилизации травмированных сегментов позвоночника устройство не совсем эффективно. Для осуществления гипотермии спинного мозга ввод трубки устройства к твердой мозговой оболочке осуществляют через просвет пункционной иглы, которую необходимо проводить в эпидуральное пространство через отдельный прокол кожи, при этом не всегда возможно обеспечить правильную направленность баллона устройства, что влияет на его расправление и укладку по задней полуокружности дурального мешка при нагнетании охлажденной жидкости, что может стать помехой при установке используемых при операции стабилизирующих устройств. Кроме того, в послеоперационном периоде через 1-7 суток локальной гипотермии устройство необходимо удалять.

Известно термоэлектрическое устройство для локальной гипотермии спинного мозга (RU 2382617, 2010), состоящее из сборных сегментов, каждый сегмент имеет изогнутое теплоотводящее ребро в виде тепловой трубы с прямой и изогнутой частями и жидкостной теплообменник. Система изменения температуры каждого теплоотводящего ребра состоит из полупроводникового термоэлектрического модуля, расположенного в прямой части теплоотводящего ребра. В криволинейно изогнутой части теплоотводящего ребра расположена термопара, подключенная к входу блока управления, выход которого связан с источником тока, питающим полупроводниковые электрические модули. Устройство крепится к мягким тканям.

Устройство довольно сложно в управлении процессом охлаждения, возможны сбои в управлении из-за недостаточно жесткой фиксации устройства, необходима дополнительная его фиксация. Устройство предназначено для охлаждения спинного мозга и прилежащих тканей в процессе оперативного вмешательства, уменьшая кровотечение в операционной ране и не предусмотрено его использование в качестве имплантата для стабилизации поврежденного позвоночного сегмента.

Технической задачей является создание многофункционального устройства для защиты спинного мозга при травматических повреждениях от развивающегося отека, стабилизации травмированных сегментов позвоночника, профилактики прогрессирования отека спинного мозга, его сосудов и корешков в послеоперационном периоде.

Для решения поставленной задачи в устройстве для локальной гипотермии спинного мозга и восстановления стабильности позвоночника при травматических повреждениях, согласно техническому решению, корпус устройства представляет собой протез позвонка, выполненный в виде полого короба с базальной и вентральной стенками, изготовленного из порошка титана методом лазерного принтования, базальная стенка короба выполнена с системой полых отверстий -«змеевик» для циркуляции охлаждающей жидкости, «змеевик» соединен каналами в боковой стенке короба с входным и выходным отверстиями, которые расположены на вентральной поверхности короба, причем отверстия имеют резьбу для подсоединения к подающей и отводящей трубкам для охлаждающей жидкости, вентральная стенка имеет снаружи округлую поверхность и удлинена по краям, на которых размещены отверстия под фиксирующие винты, кроме того, протез позвонка выполнен различных типоразмеров для шейного, грудного и поясничных отделов.

Выполнение устройства в виде протеза позвонка различных типоразмеров позволяет надежно стабилизировать позвоночный сегмент в различных отделах позвоночника, жестко фиксируя его к вентральной пластине. Полый корпус протеза, при необходимости, возможно заполнять алло- или аутотрансплантатом, что увеличивает площадь контакта протеза с костной тканью опорных позвонков, обеспечивая получение прочного костного блока между телами позвонков.

Расположение «змеевика» (система каналов) для циркуляции охлаждающей жидкости в базальной стенке короба, позволяет охлаждать только стенку устройства, примыкающую к твердой мозговой оболочке, локально охлаждая спинной мозг и корешки как во время оперативного вмешательства, так и пролонгировано в послеоперационном периоде, что повышает эффективность гипотермии и ее оперативную управляемость. Выполнение отверстий на вентральной поверхности короба с резьбой, упрощает подсоединение устройства к подающей и отводящей трубкам для охлаждающей жидкости и удаление трубок из протеза позвонка по окончании процедур гипотермии, без дополнительной травматизации окружающих тканей. Использование аддитивных технологий - лазерная печать на 3D принтере, позволяет изготовить из порошка титана (биосовместимый материал) устройство необходимых размеров и заданной конфигурации с высоким качеством поверхности и прочности и намного ее удешевляет.

Таким образом, конструкция предлагаемого устройства позволяет использовать его одновременно для защиты спинного мозга от развивающегося отека при травме позвоночника и как протез позвонка, надежно стабилизирующий травмированные сегменты позвоночника, а также для профилактики прогрессирования отека спинного мозга, его сосудов и корешков в послеоперационном периоде.

На Фиг. 1 представлен внешний вид устройства для локальной гипотермии спинного мозга и восстановления стабильности позвоночника при травматических повреждениях.

На Фиг. 2 представлена трехмерная развертка устройства.

Устройство для локальной гипотермии спинного мозга и восстановления стабильности позвоночника при травматических повреждениях представляет собой протез позвонка в виде полого короба с базальной (1) и вентральной (2) стенками, изготовленный из порошка титана с использованием метода SLM (селективное лазерное плавление), например на 3D принтере Concept Laser Mlab cusing R, предназначенном для аддитивного производства малогабаритных сложных деталей. Протез позвонка печатают различных типоразмеров по длине, высоте и ширине для шейного, грудного и поясничных отделов. Базальная стенка (1) протеза позвонка имеет систему полых отверстий - «змеевик» (3) для циркуляции охлаждающей жидкости. На вентральной поверхности протеза позвонка расположены отверстия (4, 5) диаметром 4 мм, которые соединены каналами (6, 7), расположенными в боковой стенке короба, с «змеевиком». Отверстия (6, 7) имеют резьбу для подсоединения к устройству трубок (входящей и выходящей) для охлаждающей жидкости. Вентральная стенка имеет снаружи округлую поверхность и удлинена по краям, на которых размещены отверстия (8) под фиксирующие винты.

Устройство используют следующим образом.

У травмированных пациентов с позвоночно-спинномозговой травмой при срочной операции: декомпрессии спинного мозга (шейный, грудной, поясничный отделы) и резекции фрагментов костных отломков сломанного позвонка и смежных дисков, в межтеловой дефект устанавливают подобранное по высоте и ширине заявляемое устройство базальной стенкой к оболочке спинного мозга. Устройство посредством винтов через отверстия, расположенные по краям поверхности вентральной стенки жестко соединяют с вентральной (передней) пластиной, которую фиксируют полюсами к смежным (нетравмированным: верхнему и нижнему) позвонкам, восстанавливая стабильность в сегменте. Длину вентральной (передней) пластины подбирают в зависимости от оперируемого отдела позвоночника. Созданный единый блок надежно удерживает смежные здоровые позвонки от смещения. При установке протеза полый корпус возможно заполнять алло- или аутотрансплантатом для увеличения площади контакта протеза с костной тканью опорных позвонков, что обеспечивает получение прочного костного блока между телами позвонков.

После установки устройства входное и выходное отверстия на вентральной поверхности протеза позвонка через вкрученные трубки соединяют с Холодовыми магистралями, которые выводят через отдельные 3 мм разрезы на поверхность кожи, например при операции на шейном отделе позвоночника - на боковую поверхность шеи. Подключают насос с емкостью стерильного физраствора (стерильная вода) температурой +3-5 градусов для циркуляции по открытому или замкнутому контуру (с охлаждением микрохолодильником). На Фиг. 3 представлена схема циркуляции охлажденной жидкости в заявляемом устройстве. Контроль температуры циркулирующей жидкости в «змеевике» проводят по данным термодатчика, установленного на выходной холодовой магистрали. Длительность гипотермии спинного мозга и его корешков зависит от общего состояния пациента, моторного дефицита, показателей гемодинамики и сатурации. На 6-10 сутки, как правило, холодовые магистрали удаляют, выкручивая трубки без дополнительных разрезов из отверстий вентральной поверхности устройства.

Таким образом, заявляемое устройство является одновременно протезирующим элементом, стабилизирующей межпозвонковой опорой и микрохолодильником, осуществляя локальную гипотермию спинного мозга и его корешков во время операции и при необходимости в послеоперационный период.

Используемая литература.

1. Ромаданов А.П., Михайловский B.C., Андрейко Р.Л.. Гипотермия спинного мозга в нейрохирургической практике // Журнал вопросы нейрохирургии. 1979. С. 9-13;

2. Юмашев Г.С., Лавров И.Н., Черкашина З.А. Локальная гипотермия спинного мозга в послеоперационном периоде / // Журнал вопросы нейрохирургии. 1982. С. 47-49;

3. Negrin J: Selective local hypothermia in neurosurgery // Neurology. 1965. Vol. 15, 1. P. 272.).

Claims (1)

1. Устройство для локальной гипотермии спинного мозга и восстановления стабильности позвоночника при травматических повреждениях, включающее корпус с теплообменником, отличающееся тем, что корпус представляет собой протез позвонка в виде полого короба, изготовленного из порошка титана методом лазерного принтования, с базальной и вентральной стенками, базальная стенка короба выполнена с системой полых отверстий - «змеевик» для циркуляции охлаждающей жидкости, «змеевик» соединен каналами в боковой стенке короба с входным и выходным отверстиями, расположенными на вентральной поверхности короба, причем отверстия имеют резьбу для подсоединения к подающей и отводящей трубкам для охлаждающей жидкости, вентральная стенка имеет снаружи округлую поверхность и удлинена по краям, на которых размещены отверстия под фиксирующие винты, кроме того, протез позвонка имеет различные типоразмеры для шейного, грудного и поясничного отделов.

Images