RU187285U1 - Металлоконструкция для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей - Google Patents
Металлоконструкция для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей Download PDFInfo
- Publication number
- RU187285U1 RU187285U1 RU2019101171U RU2019101171U RU187285U1 RU 187285 U1 RU187285 U1 RU 187285U1 RU 2019101171 U RU2019101171 U RU 2019101171U RU 2019101171 U RU2019101171 U RU 2019101171U RU 187285 U1 RU187285 U1 RU 187285U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pin
- metal structure
- drugs
- coating
- structure according
- Prior art date
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 48
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 claims abstract description 26
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 23
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims abstract description 13
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 claims description 26
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 13
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 238000010171 animal model Methods 0.000 claims description 5
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 4
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 4
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 4
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims description 3
- 229940088679 drug related substance Drugs 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 abstract description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 20
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 229940122361 Bisphosphonate Drugs 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 150000004663 bisphosphonates Chemical class 0.000 description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- XRASPMIURGNCCH-UHFFFAOYSA-N zoledronic acid Chemical compound OP(=O)(O)C(P(O)(O)=O)(O)CN1C=CN=C1 XRASPMIURGNCCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229960004276 zoledronic acid Drugs 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 7
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 6
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 5
- 229920001244 Poly(D,L-lactide) Polymers 0.000 description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 4
- 238000011552 rat model Methods 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- OGSPWJRAVKPPFI-UHFFFAOYSA-N Alendronic Acid Chemical compound NCCCC(O)(P(O)(O)=O)P(O)(O)=O OGSPWJRAVKPPFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000023178 Musculoskeletal disease Diseases 0.000 description 3
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229940062527 alendronate Drugs 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 3
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 3
- 230000002188 osteogenic effect Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 3
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012907 medicinal substance Substances 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 2
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 208000006386 Bone Resorption Diseases 0.000 description 1
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000030453 Drug-Related Side Effects and Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000906034 Orthops Species 0.000 description 1
- 208000001132 Osteoporosis Diseases 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003462 bioceramic Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002798 bone marrow cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000024279 bone resorption Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 210000003275 diaphysis Anatomy 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000003364 immunohistochemistry Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 210000004705 lumbosacral region Anatomy 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000002997 osteoclast Anatomy 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000011886 postmortem examination Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- -1 titanium hydride Chemical compound 0.000 description 1
- 229910000048 titanium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
- 230000000472 traumatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
- A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
- A61B17/72—Intramedullary devices, e.g. pins or nails
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Neurology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области травматологии, ортопедии и ветеринарии, а именно к металлоконструкции для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей, и может быть использована при проведении лабораторных исследований для оценки терапевтического эффекта нанесённых на поверхность конструкции лекарственных веществ в части ускорения регенерации костной ткани, а также при лечении переломов костей у животных. Металлоконструкция содержит штифт (1), выполненный с возможностью введения в костномозговой канал на всю его длину, а также размещенную на конце штифта головку (2) с канавкой (4) для вращающегося инструмента. На всей длине штифта (1) выполнен резьбовой участок (3), при этом на поверхность штифта (1) нанесено покрытие, повышающее адгезию к лекарственным средствам. Технический результат – ускорение регенерации тканей в зоне перелома. 6 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Description
Область техники
Полезная модель относится к области травматологии, ортопедии и ветеринарии, а именно к металлоконструкции для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей, и может быть использована при проведении лабораторных исследований для оценки терапевтического эффекта нанесенных на поверхность конструкции лекарственных веществ в части ускорения регенерации костной ткани, а также при лечении переломов костей у животных. Уровень техники
В настоящее время для лечения переломов трубчатых костей широко используют титановые металлоконструкции для фиксации костных отломков. В дополнение к, этим методикам нередко применяют консервативные (лекарственные) способы стимулирования регенерации костной ткани. Причем, некоторые из этих лекарственных веществ наиболее целесообразно применять локально для получения максимально выраженного основного эффекта вещества непосредственно на поврежденную костную ткань. При этом также достигается минимизация побочных эффектов лекарственных препаратов, обусловленных их системным действием на другие органы и ткани. Одним из наиболее рациональных способов адресной доставки лекарств в зону перелома является нанесение этих веществ на поверхность металлоконструкции, используемой для остеосинтеза. В частности, таким способом предлагается применять клетки крови или костного мозга (патент РФ №2576807, патент РФ №2545993), соли некоторых металлов: цинка, висмута, галлия, серебра, меди, циркония и т.д. (патент РФ №2651463, патент РФ №2669808, патент РФ №2217104), антибиотики (патент РФ №2592367), а также бисфосфонаты (патент РФ №2562596; патент РФ №2562596; М.В. Лекишвили, Е.Д. Склянчук, А.Ю. Рябов, Ю.Б. Юрасова, А. А. Очкуренко. Местное применение бисфосфонатов при металлоостеосинтезе. Краткий литературный обзор // Технологии живых систем. 2014. Т. 11, №1. С. 46-53; Gao Y. и др. The effect of surface immobilized bisphosphonates on the fixation of hydroxyapatite-coated titanium implants in ovariectomized rats // Biomaterials. 2009. №9 (30). P. 1790-1796). Причем последнюю группу средств для нанесения на металлоконструкции используют наиболее часто, поскольку эти лекарства, предназначенные для подавления функции остеокластов в поврежденной кости, при системном применении (например, через рот или инъекционно) вызывают большое количество побочных эффектов на другие органы и ткани и к тому же быстро выводятся, что вынуждает их назначать слишком часто.
Для стандартизированной оценки эффективности лекарственных средств, наносимых на металлоконструкции в отношении ускорения регенерации поврежденной костной ткани, а также для оценки степени безопасности подобного способа применения этих лекарств, необходимы эксперименты на лабораторных животных. Наиболее удобным и распространенным экспериментальным объектом для решения обозначенной задачи являются мелкие грызуны и, в первую очередь, лабораторные крысы.
Известные варианты металлоконструкций с нанесенным лекарственным веществом, применяемые для лечения переломов трубчатых костей у лабораторных крыс, обычно представляют собой интрамедуллярное устройство (штифт, имплант, спица), вводимое в костномозговой канал (Greiner S. и др. Local application of zoledronic acid incorporated in a poly(D, L-lactide) - coated implant accelerates fracture healing in rats // Acta Orthopaedica. 2008. Vol. 79. P. 717-725; Back D. и др. Effect of local zoledronate on implant osseointegration in a rat model [Электронный ресурс] // BMC Musculoskeletal Disorders. 2012. URL: http://www.biomedcentral.com/1471-2474/13/42 (дата обращения: 5.12.2018); Gao Y. и др. The effect of surface immobilized bisphosphonates on the fixation of hydroxyapatite-coated titanium implants in ovariectomized rats // Biomaterials. 2009. №9 (30). P. 1790-1796). Общими недостатками подобных конструкций является вероятность их миграции, ненадежная фиксация костных отломков, а также некоторое неудобство в процессе введения и, особенно, на этапе экстракции конструкций из костномозгового канала. Кроме того, в большинстве случаев интрамедуллярное устройство предлагается вводить не на всю длину костномозгового канала, что не обеспечивает фиксации отломков и ограничивает площадь поверхности для нанесения лекарства.
Известно применение для остеосинтеза спицы Киршнера с нанесенным лекарственным веществом, вводимой на всю длину костномозгового канала трубчатой кости лабораторного животного (Greiner S. и др. Local application of zoledronic acid incorporated in a poly (D, L-lactide)-coated implant accelerates fracture healing in rats // Acta Orthopaedica. 2008. Vol. 79. P. 717-725; Back D. и др. Effect of local zoledronate on implant osseointegration in a rat model [Электронный ресурс] // BMC Musculoskeletal Disorders. 2012. URL: http://www.biomedcentral.com/1471-2474/13/42 (дата обращения: 5.12.2018)).
В патенте РФ на полезную модель №103720 предлагается металлоконструкция для остеосинтеза в виде спицы спиралевидной формы, один конец которой загнут с образованием ручки. Приведенная конструкция частично решает указанные выше проблемы, однако ее использование не совсем удобно и травмоопасно для окружающих мягких тканей.
Наиболее близким аналогом полезной модели является металлоконструкция для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей, раскрытая в патенте РФ на полезную модель №94444. Конструкция выполнена в виде вводимого в костномозговой канал штифта, имеющего резьбовые участки. Однако, известное устройство не совсем удобно для введения и извлечения при совершении вращательных движений, не обеспечивает достаточно надежную фиксацию, а также имеет небольшую площадь поверхности для нанесения лекарственных веществ.
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является устранение недостатков аналогов и разработка конструкции, которая обладает более высокой надежностью фиксации, удобством и эффективностью применения, а также позволяет более точно оценить эффект от локального применения лекарственных веществ.
Технический результат полезной модели заключается в ускорении регенерации тканей в зоне перелома.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что металлоконструкция для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей содержит штифт с резьбовым участком, выполненный с возможностью введения в костномозговой канал на всю его длину, при этом на конце указанного штифта размещена головка с канавкой для вращающегося инструмента, резьбовой участок выполнен на всей длине штифта, а на поверхность штифта нанесено покрытие, повышающее адгезию к лекарственным средствам.
Кроме того, предусмотрены частные варианты реализации полезной модели, согласно которым:
- канавка для инструмента выполнена в виде шлица,
- штифт и головка выполнены из биосовместимого сплава на основе титана.
покрытие, повышающее адгезию к лекарственным средствам, выполнено в виде пористого кальций-фосфатного покрытия.
покрытие, повышающее адгезию к лекарственным средствам, выполнено из гидроксиапатита.
металлоконструкция выполнена с возможностью установки в костномозговой канал лабораторного животного для экспериментальной оценки терапевтического эффекта нанесенного на ее поверхность лекарственного вещества в отношении ускорения регенерации костной ткани при смоделированном дырчатом переломе.
металлоконструкция выполнена с возможностью установки в костномозговой канал животного для лечения перелома трубчатой кости.
Заявленная конструкция, вводимая на всю длину костномозгового канала, надежно фиксирует поврежденную кость и препятствует полному поперечному перелому со смещением отломков.
В отличие от аналогов, конструкция имеет резьбовой участок, выполненный по всей длине штифта, головку с канавкой, а также адгезионное покрытие. Выполнение резьбы на всей длине штифта позволяет повысить надежность фиксации устройства, препятствуя его самопроизвольной миграции, а также является дополнительным фактором мобилизации остеогенной активности стволовых клеток за счет усиления механического воздействия на костный мозг. Кроме того, резьба позволяет увеличить площадь поверхности для нанесения лекарственного средства, что в свою очередь способствует более быстрому зарастанию перелома. Применение адгезионного покрытия также повышает эффективность доставки лекарственных средств к тканям. Наличие головки с канавкой для вращающегося инструмента упрощает введение конструкции в костномозговой канал и извлечение устройства из него, а также снижает риски повреждения костной ткани.
Таким образом, все указанные признаки полезной модели направлены на достижение указанного технического результата, заключающегося в ускорении регенерации тканей в зоне перелома.
Приведенные частные варианты реализации полезной модели также направлены на достижение этого результата. В частности, наличие шлицевой канавки облегчает применение инструмента, а использование пористого кальций-фосфатного покрытия в виде гидроксиапатита ускоряет процесс зарастания тканей даже без применения лекарственных средств. Однако приведенные частные случаи не являются единственно возможными вариантами воплощения полезной модели. При этом технический результат полезной модели достигается и без применения указанных дополнительных особенностей.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фигуре 1 показана конструкция заявленного устройства;
на фигуре 2 показана фотография устройств, используемых для эксперимента;
на фигуре 3 показана схема установки устройств при проведении эксперимента;
на фигуре 4 показаны рентгенограммы переломов при проведении эксперимента;
на фигуре 5 показан график прироста костной ткани по неделям для разных групп эксперимента.
Осуществление полезной модели
Заявленное устройство (фиг. 1) представляет собой металлоконструкцию в виде винта, включающего штифт (1), а также головку (2), расположенную на заднем конце штифта (по отношению к направлению введения штифта в костномозговой канал). Длина и диаметр штифта подбирается с учетом длины и диаметра костномозгового канала исследуемой трубчатой кости. Штифт должен быть введен на всю длину костномозгового канала. При этом на всей длине штифта (1) имеется резьбовой участок (3). В головке выполнена канавка (4) для использования вращающегося инструмента, которая, предпочтительно, представляет собой шлиц. На переднем конце штифта (1) также может быть выполнен наконечник (5) в виде цилиндрического участка меньшего, чем штифт, диаметра, на который не нанесена резьба. Указанный наконечник (5) облегчает введение штифта в костномозговой канал.
Штифт (1) и головка (2) выполняются из медицинского сплава титана, обладающего биосовместимостью с окружающими тканями. Как правило, используют разрешенные в области хирургии, нейрохирургии и стоматологии сплавы титана марок ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ5, 6, ВТ16. Наиболее доступным по цене является сплав ВТ1-0, обладающий средними механическими характеристиками. Упрочнение данного сплава до уровня характеристики стали может быть достигнуто специальной механической холодной прокаткой, а также введением в его состав 0,4 мас. % кислорода. Биологическая совместимость всех вариантов этого сплава с человеческими тканями вполне сопоставима.
Для локального остеогенного действия на поврежденную костную ткань на поверхность штифта (1) или всей металлоконструкции наносят покрытие, повышающее адгезию к лекарственным средствам. В предпочтительном варианте реализации полезной модели указанное покрытие представляет собой пористое кальций-фосфатное покрытие из гидроксиапатита. Указанное соединение в случае локального применения способно существенно ускорить оссификацию, становясь матрицей для формирующейся новой костной ткани. При этом наличие пор создает дополнительные возможности для нанесения лекарственных веществ, способных локально ускорять регенерацию костной ткани. Возможно использование других вариантов адгезионных покрытий
Покрытие, повышающее адгезию к лекарственным средствам, наносят одним из известных способов:
- анодирование импульсным током в условиях искрового разряда в растворе фосфорной кислоты (см., например, патент РФ №2291918).
- анодирование импульсным или постоянным током в условиях искрового разряда (см. патент РФ №2221904),
- распыление материала покрытия в плазме высокочастотного магнетронного разряда в атмосфере аргона (патент РФ №2523410),
- возбуждение на поверхности изделия микродуговых разрядов (патент РФ №2206642)
- гальваническое нанесение покрытия (см. патент РФ №2617252)
- послойное напыление плазменным методом системы биосовместимых покрытий из смеси порошков титана или гидрида титана и гидроксиапатита кальция (патент РФ №2525737),
- плазменное напыление гидроксиапатита (см. Gao Y. и др. The effect of surface immobilized bisphosphonates on the fixation of hydroxyapatite-coated titanium implants in ovariectomized rats // Biomaterials. 2009. №9 (30). P. 1790-1796.)
Для дополнительного нанесения лекарственных веществ на пористую поверхность предлагаемой конструкции наиболее целесообразно воспользоваться достаточно распространенной методикой вымачивания (см. Aberg J., Brohede U., Mihranyan A. et al. Targeted local delivery of bisphosphonate from orthopaedic implants // Key Engineering Materials (Ed. Prado M. and Zavaglia C). 2008. Bioceramics 21. P. 543-546. Aberg J., Brohede U., Mihranyan A. et al. Bisphosphonate incorporation in surgical implant coatings by fast loading and co-precipitation at low drug concentrations // J. Mater Sci Mater Med. 2009. Vol 20, №10. P. 2053-2061; Gao Y. и др. The effect of surface immobilized bisphosphonates on the fixation of hydroxyapatite-coated titanium implants in ovariectomized rats // Biomaterials. 2009. №9 (30). P. 1790-1796).
В случае экспериментальной оценки локального применения вещества в отношении ускорения регенерации поврежденной костной ткани при проектировании формы и прочих особенностей металлоконструкции следует еще учитывать способ моделирования перелома трубчатой кости, а также способы оценки терапевтического эффекта нанесенных препаратов. В большинстве исследованных источников предлагаются различные варианты поперечного перелома, которые трудно стандартизировать (патент РФ №2456927, патент РФ №2323694, патент РФ №2490721, патент РФ №2576807, патент РФ №2644279, авторское свидетельство СССР №547211; Шилин В.А., Сафронов А.А., Кожанова Т.Г. Стимуляция репаративного остеогенеза в эксперименте на модели ложного сустава у крыс // Вестник Оренбургского государственного университета. 2015. №3 (178). С. 218-221; Коваленко А.Ю., Кезля О.П. Изучение в эксперименте специфического действия лекарственного препарата на основе нанокристаллического «геля гидроксиапатита» при переломе длинной трубчатой кости // Медицинский журнал. 2010. №4. С. 109-114; Кулик В.И. Комплексное лечение открытых диафизарных переломов костей голени (экспериментально-клиническое исследование): автореф. дис…. канд. мед. наук. СПб., 1992). В связи с этим для получения наиболее корректных результатов при применении предлагаемой конструкции следует воспользоваться методикой сквозного дырчатого перелома, которая согласно результатам анализа открытых и запатентованных источников представляется наиболее стандартизированным и удобным способом моделирования дефекта трубчатой кости (Модина Т. Н., Маклакова И. С, Круглова И. С. Влияние композиционных материалов на регенерацию костной ткани в условиях экспериментального костного дефекта // Пародонтология. 2013. Т. 18. №4. С.23-27; Поворознюк В. В., Макогончук А. В. Влияние системного остеопороза на репаративную регенерацию костной ткани [Электронный ресурс] // Травма. 2 013. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-sistemnogo-osteoporoza-na-reparativnuyu-regeneratsiyu-kostnoy-tkani (дата обращения: 05.12.2018); Хасанов А.Г., Каюмов Ф.А., Мельникова А.В. Медицинский вестник Башкортостана. 2008. Т. 3. №1. С. 42-45; патент РФ №2421467).
Методики оценки эффективности препаратов, наносимых на металлоконструкцию для остеосинтеза, зачастую достаточно сложны и нередко осуществимы лишь при посмертном исследовании животного (пуш-аут тест, иммуногистохимия и пр.) (Astrand J., Aspenberg Р. Topical, single dose bisphosphonate treatment reduced bone resorption in a rat model for prosthetic loosening // J. Orthop Res. 2004. Vol. 22, №2. P. 244-24 9; Xue Q., Li H., Zou X. et al. Healing properties of allograft from alendronate-treated animal in lumbar spine interbody cage fusion // European Spine J. 2005. Vol. 14, №3. P. 222-226; Jakobsen Т., Kold S., Bechtold J.E. et al. Effect of topical alendronate treatment on fixation of implants inserted with bone compaction // Clinical Orthopaedics and Related Research. 2006. N. 444. P. 229-234; Soballe K., Chen X., Jensen T.B. et al. Alendronate treatment in the revision setting, with and without controlled implant motion: an experimental study in dogs // Acta Orthopaedica. 2007. Vol. 78, №6. P. 800-807; Gao Y. и др. The effect of surface immobilized bisphosphonates on the fixation of hydroxyapatite-coated titanium implants in ovariectomized rats // Biomaterials. 2009. №9 (30). P. 1790-1796). В связи с этим наиболее удобным методом оценки терапевтического воздействия лекарственных средств, нанесенных на предлагаемую металлоконструкцию, в плане ускорения процесса регенерации костной ткани можно считать цифровую рентгенографию, позволяющую производить точные количественные измерения без нанесения ущерба здоровью лабораторному животному (патент РФ №2576807; патент РФ №2521344; Шилин В.А., Сафронов А.А., Кожанова Т.Г. Стимуляция репаративного остеогенеза в эксперименте на модели ложного сустава у крыс // Вестник Оренбургского государственного университета. 2015. №3 (178). С. 218-221; Попков А.В., Попков Д.А и др. Стимуляция репаративной регенерации костной ткани при диафизарных переломах (экспериментальное исследование) // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. №9 (ч. 1). С.82-88; Greiner S.H., Wildemann В., Back D.A. et al. Local application of zoledronic acid incorporated in a poly (D, L-lactide) coated implant accelerates fracture healing in rats // Acta Orthopaedica. 2008. Vol. 79, №5. P. 717-725; Back D. и др. Effect of local zoledronate on implant osseointegration in a rat model [Электронный ресурс] // BMC Musculoskeletal Disorders. 2012. URL: http://www.biomedcentral.com/1471-2474/13/42 (дата обращения: 5.12.2018); Greiner S. и др. Local application of zoledronic acid incorporated in a poly (D, L-lactide)-coated implant accelerates fracture healing in rats // Acta Orthopaedica. 2 008. Vol. 79. P. 717-725; Tanzer M., Karabasz D., Krygier J.J. et al. Bone augmentation around and within porous implants by local bisphosphonate elution // Clinical Orthopaedics and Related Research. 2005. Vol.441. P. 30-39).
Преимущество применения предлагаемой конструкции заключается в обеспечении в условиях эксперимента возможности проведения точной количественной оценки локального остеогенного влияния нанесенного лекарственного вещества по динамике ускорения зарастания костного дефекта методом цифровой рентгенографии.
Пример.
Апробация предлагаемой конструкции проводилась на 18 беспородных белых крысах самцах массой 290-320 г. Для эксперимента были изготовлены 12 металлоконструкций из медицинского сплава титана марки ВТ1-0 с пористым покрытием из гидроксиапатита. Размеры конструкций были определены исходя из размеров бедренной кости крыс, отобранных для проведения опыта: длина штифта (1) составляла 30,7 мм, диаметр штифта - 1,6 мм, длина головки (2) - 4,3 мм, диаметр головки - 3,5 мм. Половина приготовленных металлоконструкций была обработана раствором золедроновой кислоты (препарат «резокластин», фармакологическая группа - бисфосфонаты), нанесенной на поверхность методом вымачивания (Фиг. 2).
Первоначально у всех крыс, находящихся в состоянии наркоза с применением ветеринарного препарата «золетил», был сформирован дырчатый перелом диафиза бедренной кости диаметром 1,4 мм при помощи спицы Киршнера и шуруповерта. Далее крысы были разбиты на 3 группы по 6 особей. Первой группе животных в бедренную кость на всю длину костного канала вводили титановую металлоконструкцию с дополнительным нанесением золедроновой кислоты. Оперативный доступ для введения металлоконструкций в бедренную кость крысы осуществлялся со стороны коленного сустава (Фиг. 3). Второй группе крыс аналогичным способом в костный канал бедренной кости вводили металлоконструкцию без нанесения лекарственного препарата. Третья группа животных была контрольной и лечения не получала. Изменение скорости восстановления костной ткани контролировалось методом цифровой рентгенографии по уменьшению зоны костного дефекта, частоте полных заращений перелома к концу эксперимента. Рентгенография производилась на 1-е сутки, через 2, 3 и 4 недели после формирования экспериментального перелома. Обработка цифровых снимков и необходимые измерения проводились при помощи компьютерной программы Radiant DICOM Viewer (Фиг. 4)
Результаты проведенного эксперимента продемонстрировали наибольшую эффективность метода лечения с применением бисфосфонатов, нанесенных на поверхность заявленной металлоконструкции, как по показателям скорости прироста поврежденной костной ткани, так и частоте полных заращений костного дефекта. Введение в костномозговой канал предлагаемой металлоконструкций без нанесения лекарственного вещества вызывало достоверное увеличение скорости прироста костной ткани по сравнению с контролем, (см. Табл. 1 и Фиг. 5).
Таблица 1. Сравнительная характеристика эффективности применения предлагаемой металлоконструкции с нанесением золедроновой кислоты при экспериментальном дырчатом переломе бедренной кости у белых крыс.
Заявленная конструкция пригодна для применения не только для экспериментальных целей, но и для проведения операций по остеосинтезу в случае перелома трубчатых костей у мелких домашних животных в условиях ветеринарной клиники. При этом возможность прижизненной или посмертной экстракции конструкции позволяет использовать ее повторно.
Claims (7)
1. Металлоконструкция для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей, содержащая штифт (1) с резьбовым участком (3), выполненный с возможностью введения в костномозговой канал на всю его длину, отличающаяся тем, что на конце указанного штифта размещена головка (2) с канавкой (4) для вращающегося инструмента, при этом резьбовой участок (3) выполнен на всей длине штифта (1), а на поверхность штифта (1) нанесено покрытие, повышающее адгезию к лекарственным средствам.
2. Металлоконструкция по п.1, отличающаяся тем, что канавка (4) для вращающегося инструмента выполнена в виде шлица.
3. Металлоконструкция по п.1, отличающаяся тем, что штифт (1) и головка (2) выполнены из биосовместимого сплава на основе титана.
4. Металлоконструкция по п.1, отличающаяся тем, что покрытие, повышающее адгезию к лекарственным средствам, выполнено в виде пористого кальций-фосфатного покрытия.
5. Металлоконструкция по п.4, отличающаяся тем, что покрытие, повышающее адгезию к лекарственным средствам, выполнено из гидроксиапатита.
6. Металлоконструкция по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью установки в костномозговой канал лабораторного животного для экспериментальной оценки терапевтического эффекта нанесённого на её поверхность лекарственного вещества в отношении ускорения регенерации костной ткани при смоделированном дырчатом переломе.
7. Металлоконструкция по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью установки в костномозговой канал животного для лечения перелома трубчатой кости.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101171U RU187285U1 (ru) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Металлоконструкция для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101171U RU187285U1 (ru) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Металлоконструкция для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU187285U1 true RU187285U1 (ru) | 2019-02-28 |
Family
ID=65678790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019101171U RU187285U1 (ru) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Металлоконструкция для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU187285U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU218468U1 (ru) * | 2023-04-07 | 2023-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Медицинские инструменты" (ООО НПО "Медицинские инструменты") | Блокируемый интрамедуллярный штифт для ветеринарии |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6517541B1 (en) * | 1998-12-23 | 2003-02-11 | Nenad Sesic | Axial intramedullary screw for the osteosynthesis of long bones |
| WO2005007212A2 (de) * | 2003-07-10 | 2005-01-27 | Friedrich-Baur-Gmbh | Individuell anpassbares wirkstofffreisetzungssystem |
| RU91282U1 (ru) * | 2009-09-28 | 2010-02-10 | Федеральное государственное учреждение "Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (ФГУ "СарНИИТО") | Интрамедуллярный гвоздь |
| RU94444U1 (ru) * | 2009-12-31 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью Концерн Научно-Производственное объединение "Биотехника Плюс" | Фиксатор для остеосинтеза переломов проксимального отдела бедренной кости |
| RU151398U1 (ru) * | 2014-09-17 | 2015-04-10 | Арнольд Васильевич Попков | Интрамедуллярный имплантат |
| RU165663U1 (ru) * | 2016-03-22 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова" Минздрава России ФГБУ "РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова" Минздрава России | Интрамедуллярный персонифицированный биоактивный имплантат для трубчатых костей |
-
2019
- 2019-01-17 RU RU2019101171U patent/RU187285U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6517541B1 (en) * | 1998-12-23 | 2003-02-11 | Nenad Sesic | Axial intramedullary screw for the osteosynthesis of long bones |
| WO2005007212A2 (de) * | 2003-07-10 | 2005-01-27 | Friedrich-Baur-Gmbh | Individuell anpassbares wirkstofffreisetzungssystem |
| RU91282U1 (ru) * | 2009-09-28 | 2010-02-10 | Федеральное государственное учреждение "Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (ФГУ "СарНИИТО") | Интрамедуллярный гвоздь |
| RU94444U1 (ru) * | 2009-12-31 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью Концерн Научно-Производственное объединение "Биотехника Плюс" | Фиксатор для остеосинтеза переломов проксимального отдела бедренной кости |
| RU151398U1 (ru) * | 2014-09-17 | 2015-04-10 | Арнольд Васильевич Попков | Интрамедуллярный имплантат |
| RU165663U1 (ru) * | 2016-03-22 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова" Минздрава России ФГБУ "РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова" Минздрава России | Интрамедуллярный персонифицированный биоактивный имплантат для трубчатых костей |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU218468U1 (ru) * | 2023-04-07 | 2023-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Медицинские инструменты" (ООО НПО "Медицинские инструменты") | Блокируемый интрамедуллярный штифт для ветеринарии |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20250143721A1 (en) | Methods of treating degenerative bone conditions | |
| Kong et al. | Mg-based bone implants show promising osteoinductivity and controllable degradation: a long-term study in a goat femoral condyle fracture model | |
| Popkov et al. | Bioactivity and osteointegration of hydroxyapatite-coated stainless steel and titanium wires used for intramedullary osteosynthesis | |
| Lee et al. | Bioactive ceramic coating of cancellous screws improves the osseointegration in the cancellous bone | |
| Daugaard et al. | Parathyroid hormone treatment increases fixation of orthopedic implants with gap healing: a biomechanical and histomorphometric canine study of porous coated titanium alloy implants in cancellous bone | |
| Sun et al. | Dynamic in vivo monitoring of fracture healing process in response to magnesium implant with multimodal imaging: Pilot longitudinal study in a rat external fixation model | |
| Roshan-Ghias et al. | In vivo assessment of local effects after application of bone screws delivering bisphosphonates into a compromised cancellous bone site | |
| Marek et al. | Long-term in vivo degradation of Mg–Zn–Ca elastic stable intramedullary nails and their influence on the physis of juvenile sheep | |
| RU187285U1 (ru) | Металлоконструкция для интрамедуллярного остеосинтеза трубчатых костей | |
| Mirzasadeghi et al. | Intramedullary cement osteosynthesis (IMCO): a pilot study in sheep | |
| Anderson et al. | Improved osseointeraction of calcium phosphate-coated external fixation pins: Studies in calves | |
| Alansi et al. | Evaluation of the effect of strontium citrate on bone consolidation during mandibular distraction osteogenesis in rabbits (experimental study) | |
| RU2816808C1 (ru) | Способ оптимизации репаративного остеогенеза трубчатых костей животных | |
| RU2225212C2 (ru) | Способ стимуляции дистракционного регенерата | |
| RU233557U1 (ru) | Штифт-кейдж для интрамедуллярного остеосинтеза большеберцовой кости с возможностью доставки активных веществ | |
| RU2743267C1 (ru) | Регенеративный способ лечения импрессионного перелома проксимального метаэпифиза большеберцовой кости | |
| RU2572004C1 (ru) | Способ лечения замедленной консолидации, несрастающихся переломов трубчатых костей | |
| Planzer | Variable fixation locking screw (VFLS): investigation of bone healing with a device intended to optimize strain and micromotion for each phase of fracture healing | |
| Mehrvar | Development of Novel Adhesives for Sternal and Radial Fixation | |
| RU2626250C2 (ru) | Способ ускорения формирования дистракционного регенерата трубчатых костей | |
| AU2015200464B2 (en) | Composition comprising calcium phosphate and sulfate powders and tri - calcium phosphate particles used in the treatment of degenerative bone conditions | |
| Elsaieed et al. | The effect of topical application of Strontium Ranelate on induced bone defect's healing in Guinea pigs | |
| WO2020171794A1 (ru) | Фиксирующий элемент для остеосинтеза | |
| Griffet et al. | Osteosynthesis of diaphyseal fracture by Ossatite® Experimental study in rat | |
| Müller | Theoretical and practical principles of rigid internal fixation |