RU2173117C2

RU2173117C2 - Device for surgical treatment of vertebral column injuries

Info

Publication number: RU2173117C2
Application number: RU99116101A
Authority: RU
Inventors: В.Э. Гюнтер; В.Г. Колумб; Ю.Ф. Ясенчук; Н.Г. Фомичев; П.Г. Сысолятин; В.Н. Ходоренко; Г.С. Пахоменко; П.А. Савченко
Original assignee: Гюнтер Виктор Эдуардович; Колумб Валерий Геннадьевич; Ясенчук Юрий Феодосович; Фомичев Николай Гаврилович; Сысолятин Павел Гаврилович; Ходоренко Валентина Николаевна; Пахоменко Геннадий Семенович; Савченко Павел Антонович
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-09-10

Abstract

FIELD: medical equipment. SUBSTANCE: the device has a supporting member with a layer structure in the form of a rolled up sheet of porous permeable titanium niconide. Bodies of vertebrae are substituted for fragments, intervertebral disks and subjected to self-fixation under the action of elasticity, due to the rough surface of porous material. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в хирургии позвоночника. The invention relates to medical equipment and can be used in spinal surgery.

В результате травматического повреждения или заболевания позвоночника страдают отдельные позвонки, межпозвонковые диски, их комплексы. При хирургическом лечении применяют различные мероприятия (по показаниям), среди которых имеет место протезирование утраченных (удаляемых) фрагментов и стабилизация их в составе позвоночника, называемая в хирургии спондилодезом. As a result of traumatic injury or disease of the spine, individual vertebrae, intervertebral discs, and their complexes suffer. In surgical treatment, various measures are used (according to indications), among which there is a prosthetics of the lost (removed) fragments and their stabilization in the spine, called spinal fusion in surgery.

В задачу создания новых и совершенствования известных технических средств вертебральной хирургии входит расширение их функциональной возможности, повышение состоятельности операции, расширение показаний. The task of creating new and improving known technical means of vertebral surgery includes expanding their functionality, increasing the viability of the operation, expanding indications.

В уровень техники включены прогрессивные аналоги предлагаемого устройства, основанные на использовании свойств сплава никелида титана. The prior art includes progressive analogues of the proposed device based on the use of the properties of an alloy of titanium nickelide.

Известен способ заднего спондилодеза [1], в котором использовано устройство в виде набора опорных имплантатов цилиндрической формы, пластинчатый имплантат и средство стягивания - скоба из никелида титана с термомеханической памятью формы. Устройство показано при неосложненных переломах тел позвонков с сохранением оснований остистых отростков. A known method of posterior fusion [1], in which a device is used in the form of a set of support implants of a cylindrical shape, a plate implant and a tightening means is a bracket made of titanium nickelide with thermomechanical shape memory. The device is indicated for uncomplicated fractures of the vertebral bodies while preserving the bases of the spinous processes.

Цилиндрические имплантаты устанавливают в сформированные отверстия между соседними остистыми отростками тел поврежденных позвонков. Они служат шарнирным средством при реклинации позвонков после перелома, декомпрессионной опорой между позвонками и компонентом фиксации поврежденного участка позвоночника. Cylindrical implants are inserted into the formed openings between adjacent spinous processes of damaged vertebral bodies. They serve as a hinge tool for the reclamation of vertebrae after a fracture, as a decompression support between the vertebrae and the fixation component of the damaged area of the spine.

Пластинчатый имплантат укладывают в подготовленное ложе в кортикальном слое дужек и дугоотростчатых суставов. В комплексе и контакте с цилиндрическими имплантатами он выполняет функцию опоры и фиксации. Скоба является средством стягивания череды остистых отростков и цилиндрических имплантатов, а также динамическим элементом исправления возможных сколиотических деформаций позвоночника в области повреждения. A plate implant is placed in a prepared bed in the cortical layer of the arches and arched joints. In combination and in contact with cylindrical implants, it performs the function of support and fixation. The bracket is a means of contracting a series of spinous processes and cylindrical implants, as well as a dynamic element for correcting possible scoliotic deformities of the spine in the area of damage.

Недостаток устройства - его структурная сложность и связанная с этим повышенная травматичность и сложность операции, высокая жесткость, приводящая к обездвиживанию участка позвоночника. The disadvantage of this device is its structural complexity and the associated increased invasiveness and complexity of the operation, high rigidity, leading to immobilization of the spine.

Известно устройство для хирургического лечения повреждений позвоночника (протез тела позвонка) [2], содержащее цилиндрический стержень из пористого никелида титана и элементы фиксации в виде волнообразно изогнутых скоб из монолитного никелида титана с эффектом памяти формы. Для компактности устройства и анатомической сопряженности элементы фиксации установлены в продольных пазах стержня. A device for the surgical treatment of spinal injuries (prosthesis of the vertebral body) [2], containing a cylindrical rod of porous titanium nickelide and fixation elements in the form of wave-like curved brackets of monolithic titanium nickelide with shape memory effect. For compactness of the device and anatomical contiguity, the fixation elements are installed in the longitudinal grooves of the rod.

Устройство используют при полной замене тела позвонка. Фиксацию установленного протеза осуществляют элементами фиксации, загнутые концы которых вводят в заранее подготовленные отверстия в верхних отделах нижележащего и нижних отделах вышележащего соседних здоровых позвонков. При установке используют эффект памяти формы материала элементов фиксации. Недостаток устройства - высокая жесткость, приводящая к обездвиживанию участка позвоночника. The device is used for the complete replacement of the vertebral body. Fixation of the established prosthesis is carried out by fixation elements, the curved ends of which are inserted into the prepared holes in the upper sections of the underlying and lower sections of the overlying neighboring healthy vertebrae. During installation, the shape memory effect of the material of the fixing elements is used. The disadvantage of this device is its high rigidity, which leads to immobilization of the spine.

Известно устройство для хирургического лечения позвоночника [3] при переломах, вывихах позвонков, остеохондрозе, при частичной или полной замене позвонков. По наибольшему сходству технической сущности и функции данный аналог выбран в качестве прототипа предлагаемого изобретения. A device for surgical treatment of the spine [3] with fractures, dislocations of the vertebrae, osteochondrosis, with partial or complete replacement of the vertebrae. By the greatest similarity of the technical nature and function of this analogue is selected as a prototype of the invention.

Устройство (фиг. 1) содержит опорный элемент цилиндрической формы из пористого никелида титана с фиксирующими выступами на торцах - одного неподвижного и второго, на противоположном торце, подвижного в осевом направлении и подпружиненного спиральной пружиной из монолитного никелида гитана с эффектом памяти формы. При протезировании участка позвоночника устройство устанавливают торцами в подготовленные ложа ближайших неповрежденных костных фрагментов позвоночника. Фиксирующие выступы препятствуют возможному вывиху позвоночника в месте установки имплантата. The device (Fig. 1) contains a supporting element of a cylindrical shape made of porous titanium nickelide with fixing protrusions at the ends - one fixed and the second, on the opposite end, axially movable and spring-loaded with a coil spring of monolithic nickelide guitar with shape memory effect. When replacing a portion of the spine, the device is installed with its ends in the prepared beds of the nearest intact bone fragments of the spine. Fixing protrusions prevent possible dislocation of the spine at the implant site.

Недостаток устройства - жесткость конструкции, приводящая к обездвиживанию протезированного участка. The disadvantage of this device is the rigidity of the structure, leading to immobilization of the prosthetic area.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение подвижности протезированного участка позвоночника. The technical result of the invention is the provision of mobility of the prosthetic portion of the spine.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для хирургического лечения повреждений позвоночника, содержащем опорный элемент из пористого проницаемого никелида титана, указанный элемент выполнен слоистым в виде свернутого в рулон листа с зазором между соседними слоями, составляющим отношение 0,1 - 1,0 c толщиной листа. The specified technical result is achieved by the fact that in the device for the surgical treatment of spinal injuries containing a support element made of porous permeable titanium nickelide, said element is laminated in the form of a sheet rolled up into a roll with a gap between adjacent layers of 0.1 to 1.0 s sheet thickness.

При этом предпочтительна цилиндрическая форма рулона. The preferred cylindrical shape of the roll.

Предпочтительна также уплощенная форма рулона. A flattened roll form is also preferred.

Медицинской задачей вертебрального протезирования является максимально возможное восстановление функции позвоночника, а именно гибкой и амортизированной опоры организма. The medical task of vertebral prosthetics is the maximum possible restoration of spinal function, namely, flexible and amortized support of the body.

В естественном виде роль опорных элементов играют отдельные позвонки, организованные в позвоночный столб. In the natural form, the role of supporting elements is played by individual vertebrae organized in the spinal column.

Эластичные межпозвонковые диски связывают отдельные позвонки, обеспечивают амортизацию и демпфирование позвоночника при продольных нагрузках, изгибную и торсионную подвижность его. При протезировании дефектных участков позвоночника с помощью известных технических средств, в том числе вышеуказанных аналогов, амортизационные и подвижностные свойства позвоночника утрачиваются, по крайней мере, на оперированном участке. Реабилитация больного достигается в той или иной мере неполно. Elastic intervertebral discs bind individual vertebrae, provide cushioning and damping of the spine under longitudinal loads, its flexural and torsional mobility. When replacing defective areas of the spine using known technical means, including the above analogues, the depreciation and mobility properties of the spine are lost, at least in the operated area. Rehabilitation of the patient is achieved to one degree or another incompletely.

В предлагаемом решении слоистая структура опорного элемента, сопряженная связанность отдельных слоев и наличие зазора между ними придают ему эластичные свойства, соразмерные дисковым. Таким образом, при имплантации такого элемента между телами позвонков (протез диска) или в качестве фрагмента отдельного позвонка достигается близкая к нормальной изгибная и торсионная подвижность поврежденного участка позвоночника, демпфированная амортизация его при импульсных нагрузках. In the proposed solution, the layered structure of the support element, the conjugate connection of the individual layers and the presence of a gap between them give it elastic properties commensurate with the disk. Thus, during implantation of such an element between the vertebral bodies (disc prosthesis) or as a fragment of a separate vertebra, bending and torsional mobility of the damaged part of the spine, damped cushioning under pulsed loads, is close to normal.

Размеры зазора между соседними слоями структур опорного элемента, выраженные отношением их к толщине листа, выбраны из соображения достаточности суммарной изгибной эластичности, распределенной по длине всего рулона и реальных толщин листа, реализуемых в современной технологии изделий из пористого никелида титана. При отношениях ниже значения 0,1 имеет место дефицит эластичной деформации. Устройство излишне жестко - за пределами декларированного технического результата. Верхнее значение интервала выбрано на основании расчетов и экспериментов по критерию соответствия норме обеспеченной подвижности позвоночника. The dimensions of the gap between adjacent layers of the structures of the support element, expressed by their ratio to the sheet thickness, are selected from the consideration of the sufficiency of the total bending elasticity distributed over the length of the entire roll and the actual sheet thicknesses realized in modern technology of porous titanium nickelide products. With ratios below 0.1, there is a deficit in elastic deformation. The device is too rigid - outside the declared technical result. The upper value of the interval is selected based on calculations and experiments on the criterion of compliance with the norm of the provided mobility of the spine.

Важное значение для успеха операции имеет форма опорного элемента. В частном случае она может быть цилиндрической, как будет показано ниже (фиг. 2). Цилиндрическая форма наиболее доступна технологически, упрощает действия хирурга при подготовке ложа имплантата, его фиксации. В отдельных случаях специфика анатомии и патологии участка позвоночника диктует целесообразную вариацию формы опорного элемента, в частности уплощенную, по типу межпозвонковых дисков. Производство таких элементов более сложно, но возможно уже при современной технологии обработки изделий из пористого никелида титана. Important for the success of the operation is the shape of the support element. In the particular case, it can be cylindrical, as will be shown below (Fig. 2). The cylindrical shape is the most technologically accessible, simplifies the surgeon's actions in preparing the implant bed, its fixation. In some cases, the specifics of the anatomy and pathology of the spinal area dictates an appropriate variation in the shape of the supporting element, in particular flattened, by the type of intervertebral discs. The production of such elements is more complicated, but possible even with modern technology for processing products from porous titanium nickelide.

На иллюстрациях представлено. The illustrations are presented.

Фиг. 1. Устройство для хирургического лечения повреждений позвоночника (прототип). FIG. 1. Device for the surgical treatment of spinal injuries (prototype).

Фиг. 2. Устройство для хирургического лечения повреждений позвоночника (по формуле предложения). FIG. 2. A device for the surgical treatment of spinal injuries (according to the formula of the proposal).

Фиг. 3. Рентгенограмма устройства, имплантированного в шейный отдел позвоночника больного. FIG. 3. Radiograph of the device implanted in the cervical spine of the patient.

Достижимость технического результата подтверждена конкретным примером клинического использования имплантата в областной клинической больнице г. Новосибирска (по истории болезни N 2 - 3576). Achievability of the technical result is confirmed by a specific example of the clinical use of the implant in the regional clinical hospital in Novosibirsk (according to the medical history N 2 - 3576).

Больной Д., 45 лет, находился на лечении в нейрохирургическом отделении ОКБ по поводу дискогенной миелопатии, срединной грыжи диска C₆-C₇, тетрапареза.Patient D., 45 years old, was treated in the neurosurgical department of the Design Bureau for discogenic myelopathy, median hernia of the C ₆ -C ₇ disk, and tetraparesis.

Томографическое обследование подтвердило заднемедиальную грыжу диска C₆-C₇.A tomographic examination confirmed the posteromedial herniation of the C ₆ -C ₇ disc.

Больному произведена операция (7.04.1999 г.) - передний межтеловой спондилодез предлагаемым устройством. Использован опорный элемент из пористого сверхэластичного никелида титана в виде свернутого в рулон листа (фиг. 2.) с размерами: длина элемента 20 мм, диаметр 18 мм, толщина листа 0,4 мм, зазор между слоями 0,2 мм. The patient underwent surgery (04/07/1999) - anterior interbody fusion by the proposed device. A support element made of porous superelastic titanium nickelide was used in the form of a sheet rolled up into a roll (Fig. 2.) with dimensions: element length 20 mm, diameter 18 mm, sheet thickness 0.4 mm, gap between layers 0.2 mm.

Устройство использовано следующим образом. После тотальной дискэтомии C₆-C₇ в телах позвонков C₆ и C₇ выполнено срединное межгеловое отверстие с диаметром 17 мм. Устройство предварительно стерилизованное и эластично деформированное путем свертывания рулона к диаметру, меньшему 17 мм, помещено в межтеловое отверстие. Под действием усилий эластичности, благодаря шероховатой поверхности пористой структуры устройство, раскручиваясь, самофиксируется в костном ложе (фиг. 3). Рана ушита. Шейный отдел позвоночника фиксирован воротником Филадельфия. Через 2 дня после операции больной переведен в активное положение. Отмечена положительная динамика в виде регресса тетрапареза.The device is used as follows. After total C ₆ -C ₇ disketomy, the median intergel foramen with a diameter of 17 mm was performed in the vertebral bodies of C ₆ and C ₇ . The device is pre-sterilized and elastically deformed by folding the roll to a diameter less than 17 mm, placed in the interbody opening. Under the action of elasticity forces, due to the rough surface of the porous structure, the device, spinning, self-fixes in the bone bed (Fig. 3). The wound is sutured. The cervical spine is fixed with a Philadelphia collar. 2 days after surgery, the patient was transferred to an active position. Positive dynamics in the form of regression of tetraparesis was noted.

Источники, использованные при составлении описания
1. Патент РФ 6 A 61 В 17/56, 17/70 N 2076654
2. Патент РФ 5 A 61 F N 1591978
3. Патент РФ 4 A 61 B 17/60 N 1526675оSources used in compiling the description
1. RF patent 6 A 61 V 17/56, 17/70 N 2076654
2. RF patent 5 A 61 FN 1591978
3. RF patent 4 A 61 B 17/60 N 1526675о

Claims

A device for the surgical treatment of spinal injuries, comprising a support element made of porous permeable titanium nickelide, characterized in that the support element is layered in the form of a rolled sheet with a gap between adjacent layers comprising a ratio of 0.1 - 1.0 with the sheet thickness.