RU189886U1

RU189886U1 - Имплантат для реконструкции вентральных отделов позвоночника с алмазоподобным покрытием

Info

Publication number: RU189886U1
Application number: RU2019104486U
Authority: RU
Inventors: Кирилл Александрович Бердюгин; Игорь Леонидович Шлыков; Андрей Игоревич Цветков; Ольга Викторовна Бердюгина
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2019-06-07

Abstract

Полезная модель относится к медицине, а именно к лечению посттравматических дефектов тел позвонков грудного и поясничного отдела позвоночника. Имплантат выполнен в виде полого сетчатого цилиндра ∅ 16 мм с размером стороны ромбовидных отверстий 2 мм. По краям цилиндра расположены антипротрузионные кольца шириной 5 мм. Имплантат выполнен из титана и имеет покрытие: промежуточный адгезионный слой толщиной 0,1±0,05 мкм, выполненный из соединений титана с углеродом и слой из алмазоподобного углерода толщиной 1,0±0,5 мкм. Длина имплантата соответствует размерам костного ложа в резецируемом позвонке и определяется в результате проведения компьютерной томографии. Заявляемый имплантат за счет исключения повреждения замыкательной пластинки позвонка, повышения прочностных свойств и исключения вторичной миграции ауто-аллотрансплантатов при реконструкции вентральных отделов позвоночника повышает стабильность системы «кость-имплантат». 1 ил.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к лечению посттравматических дефектов тел позвонков грудного и поясничного отдела позвоночника.

Известен протез тела позвонка (BY 7659, 2011) в виде пустотелого сетчатого цилиндра из биоинертного материала, который заполняется костными трансплантатами, обеспечивая сравнительно быстрое восстановление опороспособности вентральных отделов позвоночника, и создание костного блока между телами позвонков.

Однако прочностные характеристики системы «кость-имплант» снижаются при переломе позвонков со сниженной минеральной плотностью костной ткани, так же возможно прорезывание замыкательных пластинок тел позвонков краями протеза, миграция металлоконструкции, что приводит к снижению величины стабилизации позвоночника.

Известен оригинальный сетчатый имплантат (RU 156702, 2015), в виде сетчатого цилиндра из титана, имеющий загнутые под углом 90° края, что при реконструкции вентральных отделов позвоночника у пациентов со сниженной минеральной плотностью костной ткани увеличивает площадь опоры имплантата на поверхность позвонков.

Однако загнутые под углом 90° края имплантата своими острыми гранями могут повредить замыкательную пластинку позвонков, что при использовании данного имплантата у пациентов с нормальной минеральной плотностью позвонков увеличивает риск миграции имплантата, кроме того возможна деформация имплантата, что может привести к коррозии металла и резорбции костной ткани, что снижает стабильность системы «кость-имплантат», кроме того размер ромбовидных отверстий сетчатого цилиндра не позволяет использовать костную крошку размерами уступающую размерам отверстий - происходит вторичная миграция аутоаллотрансплантатов через данные отверстия, а костная крошка может легко попасть в позвоночный канал.

Поставленная задача - повышение стабильности системы «кость-имплантат» за счет исключения повреждения замыкательной пластинки позвонка, вторичной миграции аутоаллотрансплантатов и повышения прочностных свойств имплантата решается следующим образом.

В имплантате для реконструкции вентральных отделов позвоночника выполненного в виде сетчатого цилиндра из титана с ромбовидными отверстиями, согласно технического решения, сетчатый цилиндр по краям имеет антипротрузионные кольца шириной 5 мм, а размер стороны ромбовидного отверстия составляет 2 мм, при этом имплантат выполнен с покрытием из алмазоподобного углерода толщиной 1,0±0,5 мкм, под которым расположен промежуточный адгезионный слой, выполненный из соединений титана с углеродом толщиной 0,1±0,05 мкм для усиления сцепления покрытия с основным материалом, причем размеры имплантата соответствуют размерам дефекта резецируемого позвонка.

Выполнение сетчатого цилиндра с антипротрузионными кольцами шириной 5 мм, расположенными по краям цилиндра снижает риск миграции имплантата, что обеспечивает стабильность системы «кость-имплантат».

Уменьшение размера ромбовидных отверстий (сторона ромба - 2 мм) по сравнению с прототипом (сторона ромба - 5 мм), как показали исследования авторов, позволяет для наполнения цилиндра использовать костную крошку различных размеров (от 2 мм), что предотвращает возможную вторичную миграцию аутоаллотрансплантатов через отверстия имплантата. При этом площадь контакта содержимого сетчатого имплантата (любой остеокондуктор) с костной тканью опорных позвонков обеспечивает получение прочного костного блока между телами позвонков.

Авторами теоретически и в ходе экспериментальных исследований доказано, что выполнение имплантата с покрытием из алмазоподобного углерода толщиной 1,0±0,5 мкм (в интервалах толщины 0,5-1,5 мкм возможно достижение технического результата, но для достижения наиболее высокого результата выделяют оптимальное значение 1,0 мкм), позволяет произвести упрочнение его поверхности (твердость поверхности с нанесенным покрытием составляет 7000-10000 кг\см²при коэффициенте трения не более 0,1), что снижает риск возникновения деформаций имплантата, устранить возможную коррозию металла и развитие резорбции костной ткани. Кроме того обеспечивается максимальная нейтральность к окружающим тканям организма (Lifshits. Diamond-like carbon - present status. Diamond and related materials 8 (1999) 1659-1676, Cui F. Z., Li D. J. A review of investigations on biocompatibility of diamond-like carbon and carbon nitride films. Surface and Coatings Technology, 131 (2000), 481-487). Материал покрытия является не токсичным и биологически совместимым с окружающими тканями (доказано авторами при доклинических и токсикологических исследованиях). Наличие промежуточного слоя обеспечивает наилучшее химическое взаимодействие между материалом, из которого выполнен имплантат (титан марки ВТ 14) и алмазоподобным углеродом, а его толщина 0,1±0,05 мкм является достаточной (оптимальная толщина 0,1 мкм) для обеспечения прочной адгезии. Покрытие может быть нанесено на имплантат известными способами, например, используя плазменный метод или конденсацию ионов углерода с энергией 100 эВ, образующихся при магнетронном или дуговом распылении графита (патент РФ №2360032, патент РФ №80743).

Выполнение имплантата по заданным размерам, полученным в результате проведения компьютерной томографии, позволяет индивидуализировать имплантат под размеры костного ложа в резецируемом позвонке.

Таким образом, предлагаемая конструкция сетчатого имплантата при реконструкции вентральных отделов позвоночника позволяет повысить стабильность системы «кость-имплантат» и создать условия для формирования индуцированного костного блока в зоне введения имплантата, а также за счет применения алмазоподобного покрытия повысить трибологические и прочностные качества имплантата.

На Фиг. 1 представлен имплантат для реконструкции вентральных отделов позвоночника.

Имплантат представляет собой полый сетчатый цилиндр 0 16 мм (1) по краям которого расположены антипротрузионные кольца (2), шириной 5 мм. Отверстия сетчатого цилиндра имеют ромбовидную форму со стороной ромба 2 мм. Длина имплантата соответствует размерам костного ложа в резецируемом позвонке, и определяется в результате проведения компьютерной томографии (анатомически до 200 мм). Имплантат выполнен из титана и имеет покрытие, состоящее из промежуточного адгезионного слоя толщиной 0,1±0,05 мкм, выполненного из соединений титана с углеродом и слоя из алмазоподобного углерода толщиной 1,0±0,5 мкм.

Имплантат используют следующим образом.

По результатам компьютерной томографии определяют размер дефекта резецируемого позвонка: вычисляют высоту передней грани резецируемого позвонка (h_г) и высоту выше (h_вд) и нижележащего (h_нд) межпозвонкового диска, результаты суммируют, таким образом определяют высоту имплантата (Н_импл), например, Н_импл.=h_г+h_вд+h_нд=45+15+10=76 мм. По результатам измерений индивидуально изготавливают имплантат высотой 76 мм предлагаемой конфигурации, а именно полый сетчатый цилиндр ∅ 16 мм и длиной стороны отверстий ромбовидной формы 2 мм, по краям которого расположены антипротрузионные кольца шириной 5 мм.

Интраоперационно после выполнения дискотомии и формирования паза в теле поврежденного позвонка полость готового имплантата заполняют алло- или аутотрансплантатом, полученным при формировании паза в позвонке в виде фрагментов или крошки и внедряют в подготовленное ложе на позвонках, так чтобы костные трансплантаты на торцах контактировали с кортикальными пластинками тел неповрежденных позвонков. Операцию заканчивают по общепринятым методикам. Обеспечивается восстановление высоты и опорности позвоночного сегмента.

Предлагаемый имплантат для реконструкции вентральных отделов позвоночника имеет высокие прочностные свойства, при этом исключаются риски деформации и миграции имплантата и вторичной миграции аутоаллотрансплантатов, а дооперационное моделирование позволяет индивидуально подобрать имплантат по размеру дефекта в позвонках. Использование же имплантата в качестве остеокондуктора алло- или аутотрансплантата, полученного при формировании паза в позвонке позволяет избежать операции по взятию аутотрансплантата из крыла подвздошной кости и достичь опорной реконструкции вентральной колонны позвоночника, что приводит к формированию полноценного костного блока между телами позвонков, что повышает стабильность позвоночника.

Claims

Имплантат для реконструкции вентральных отделов позвоночника в виде сетчатого цилиндра из титана с ромбовидными отверстиями, отличающийся тем, что сетчатый цилиндр по краям имеет антипротрузионные кольца шириной 5 мм, размер стороны ромбовидных отверстий составляет 2 мм, при этом имплантат выполнен с покрытием из алмазоподобного углерода толщиной 1,0±0,5 мкм, под которым расположен промежуточный адгезионный слой из соединений титана с углеродом толщиной 0,1±0,05 мкм, причем размеры имплантата соответствуют размерам дефекта резецируемого позвонка.