RU2218123C2

RU2218123C2 - Adaptive plate for union of bone fractured fragments

Info

Publication number: RU2218123C2
Application number: RU2001131134A
Authority: RU
Inventors: В.А. Соловьев
Original assignee: Соловьев Валерий Александрович
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2003-12-10
Also published as: RU2001131134A

Abstract

FIELD: medicine, particularly, traumatology and orthopedics. SUBSTANCE: adaptive plate consists of two branches with hinge secured between them for provision of branches mobility in plane of their installation. Each branch has holes for locking screws. Hinges are installed on similar ends of both branches and interconnected by connector for branch deflection from their common plane, both, individual and common. Branches have stops for restriction of hinges motion. Holes for locking screws on one branch are displaced with respect of similar holes on the other branch. EFFECT: increased reliability of fixation of bone fractured fragments. 4 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к хирургическому инструменту и может быть использовано, в частности, в травматологической практике. The invention relates to a surgical instrument and can be used, in particular, in traumatological practice.

Известны накладки для соединения костных отломков крупных трубчатых костей бедра, голени и других. Например, по каталогу травматологического инструмента германской фирмы Aesculap "Implants and Instruments for Osteosinthesis", p. 2.01, а также по патентам Российской Федерации 2004207 "Устройство для остеосинтеза" и 2033104 "Фиксатор М.М. Тайлашева для остеосинтеза шейки плечевой кости". Known pads for connecting bone fragments of large tubular bones of the thigh, lower leg and others. For example, according to the catalog of traumatological instruments of the German company Aesculap "Implants and Instruments for Osteosinthesis", p. 2.01, and also according to the patents of the Russian Federation 2004207 “Device for osteosynthesis” and 2033104 “Fixator M. M. Tailashev for osteosynthesis of the neck of the humerus”.

Костные накладки германской фирмы Aesculap представляют собой пластины, имеющие радиусный профиль в поперечном сечении, вдоль которых расположены отверстия под крепежные винты. The bone lining of the German company Aesculap are plates with a radius profile in cross section along which holes for mounting screws are located.

Пластины подобной конструкции не обладают способностью копировать как продольный, так и поперечный профили наружной поверхности кости. Это объясняется тем, что практически невозможно изготовить металлическую пластину, равно как и из другого материала, с радиусным профилем, который совпадал бы с кривизной поверхности кости, поскольку, будучи идентичными по строению, кости имеют различные макропрофили. Plates of this design do not have the ability to copy both the longitudinal and transverse profiles of the outer surface of the bone. This is because it is practically impossible to make a metal plate, as well as from another material, with a radius profile that would coincide with the curvature of the bone surface, since, being identical in structure, the bones have different macro profiles.

Наряду с этим известно, что идентичные радиусные поверхности сопрягаются в точке, а цилиндрические - по линии. Следовательно, изготовленная по радиусу в поперечном направлении костная пластина в идеальном случае будет прилегать к трубчатой кости лишь по прямой линии. Учитывая, что поверхность кости имеет макровпадины и макровыпуклости, можно утверждать, что пластина в продольном и поперечном направлениях будет опираться на кость в нескольких точках, образуемых вершинами выпуклостей. И поскольку длинные кости к тому же несколько изогнуты, то пластина будет прилегать к кости лишь на некоторых участках. Along with this, it is known that identical radius surfaces mate at a point, and cylindrical surfaces along a line. Consequently, a bone plate made radially in the transverse direction will ideally rest against the tubular bone only in a straight line. Considering that the surface of the bone has macro-depressions and macro-bulges, it can be argued that the plate in the longitudinal and transverse directions will rest on the bone at several points formed by the vertices of the bulges. And since the long bones are also somewhat curved, the plate will fit to the bone only in some areas.

Естественно, что притянуть свободный край пластины к поверхности кости, то есть изогнуть ее, за счет усилия, создаваемого крепежными винтами, невозможно. Для этого требуется значительная нагрузка на пластину, под воздействием которой винты выйдут из кости. В результате нарушится жесткость крепления костных отломков, что отрицательно скажется на процессе срастания перелома кости. Naturally, it is impossible to pull the free edge of the plate to the surface of the bone, that is, bend it, due to the force created by the fixing screws. This requires a significant load on the plate, under the influence of which the screws come out of the bone. As a result, the rigidity of fastening of bone fragments is violated, which will adversely affect the process of fusion of a bone fracture.

Вследствие частичного прилегания к поверхности кости пластины практически невозможно обеспечить неподвижность ее крепления и, следовательно, гарантировать жесткость соединения костных фрагментов. Due to the partial adhesion of the plate to the bone surface, it is practically impossible to ensure the immobility of its attachment and, therefore, to guarantee the rigidity of the connection of bone fragments.

В зоне отсутствия контакта пластины с костью сохраняется возможность подвижности свободной части крепежных винтов в отверстиях на пластине. Поэтому при возникновении нагрузки костные отломки, соединенные винтами, могут перемещаться на величину зазора между поверхностью кости и пластиной. In the zone of lack of contact between the plate and the bone, the possibility of mobility of the free part of the fixing screws in the holes on the plate remains. Therefore, when a load occurs, bone fragments connected by screws can move by the amount of clearance between the bone surface and the plate.

Известны также костные накладки, состоящие из двух пластин. Например, по патенту РФ 2004207 "Устройство для остеосинтеза". Эта конструкция содержит накостную и внутрикостную пластины, жестко связанные между собой радиусной перемычкой. В расположенных параллельно пластинах имеются отверстия под крепежные винты. При этом внутрикостная пластина по ширине меньше накостной. По длине обе пластины одинаковы. Bone pads consisting of two plates are also known. For example, according to the patent of the Russian Federation 2004207 "Device for osteosynthesis." This design contains a osseous and intraosseous plate, rigidly interconnected by a radius jumper. The parallel plates have holes for mounting screws. In this case, the intraosseous plate is smaller than the bone one in width. Both plates are the same in length.

Для установки такой конструкции в одном из отломков кости вырезают отверстие, через которое забивается внутрикостная пластина. Затем отломки репонируют. В них по накостной пластине высверливаются отверстия для установки крепежных винтов, при помощи которых пластины стягиваются. To install this design in one of the bone fragments, a hole is cut through which the intraosseous plate is clogged. Then the fragments are repaired. In them, holes are drilled through the osseous plate for the installation of fixing screws, with which the plates are pulled together.

Обе пластины обладают достаточной жесткостью, а костномозговой канал имеет небольшой диаметр и неровные стенки, поэтому устройство может быть введено в костномозговой канал лишь при его ориентации вдоль оси канала. Следовательно, отверстие для имплантации внутрикостной пластины должно располагаться в торце кости. Both plates have sufficient rigidity, and the medullary canal has a small diameter and uneven walls, so the device can only be inserted into the medullary canal if it is oriented along the canal axis. Therefore, the hole for implantation of the intraosseous plate should be located at the end of the bone.

В случае проведения ее через отверстие в боковой стенке кости она упрется во внутреннюю стенку костномозгового канала, а также в верхнюю и нижнюю стенки отверстия. В свою очередь накостная пластина тоже будет препятствовать имплантации устройства по тем же причинам. If it is passed through an opening in the lateral wall of the bone, it will abut against the inner wall of the medullary canal, as well as the upper and lower walls of the opening. In turn, the osseous plate will also prevent the implantation of the device for the same reasons.

Еще большая трудность возникнет при извлечении устройства из кости после срастания перелома. За это время пластины зарастут костной и рубцовой тканью. И для его извлечения потребуется вновь вырубать длинные продольные окна в кости и очищать пластины от образовавшейся костной и рубцовой ткани. Практически подобную процедуру выполнить не представляется возможным, поскольку это может привести к разрушению кости. An even greater difficulty will arise when removing the device from the bone after the fracture is fused. During this time, the plates will overgrow with bone and scar tissue. And to extract it, it will be necessary to again cut down the long longitudinal windows in the bone and clean the plates from the resulting bone and scar tissue. It is not possible to perform such a procedure in practice, since this can lead to bone destruction.

Известен также "Фиксатор М.М. Тайлашева для остеосинтеза шейки плечевой кости" по патенту РФ 2033104. в котором костная накладка установлена шарнирно для лучшего копирования продольного профиля наружной поверхности кости. Also known is "M. M. Tailashev's fixator for osteosynthesis of the neck of the humerus" according to the patent of the Russian Federation 2033104. in which the bone lining is mounted hinged for better copying the longitudinal profile of the outer surface of the bone.

В данном случае разделение костной накладки на две части и подвижное их соединение существенно снижает функциональные возможности фиксатора. При размещении шарнира вблизи перелома костная накладка не способна обеспечить требуемой жесткости. В этой связи подобная конструкция может быть применена лишь для лечения шеечных переломов плеча, когда диафизарная часть кости остается неповрежденной. In this case, the separation of the bone lining into two parts and their movable connection significantly reduces the functionality of the latch. When the hinge is placed near the fracture, the bone lining is not able to provide the required stiffness. In this regard, a similar design can only be used to treat cervical fractures of the shoulder, when the diaphyseal part of the bone remains intact.

Таким образом приведенные выше костные накладки не гарантируют в большинстве случаев надежного соединения фрагментов кости, что негативно скажется на процессе срастания переломов костей. Thus, the bone pads described above do not guarantee in most cases a reliable connection of bone fragments, which will negatively affect the process of fusion of bone fractures.

Применение заявленной конструкции адаптивной пластины для соединения костных отломков позволяет достичь технический результат, заключающийся в повышении надежности фиксации костных отломков. The use of the claimed design of the adaptive plate for connecting bone fragments allows to achieve a technical result, which consists in increasing the reliability of fixation of bone fragments.

Поставленная задача решается путем размещения на концах одноименных ветвей шарниров, связанных между собой перемычкой с возможностью отклонения ветвей от общей плоскости как индивидуально, так и совместно, при этом на ветвях выполнены упоры для ограничения перемещения шарниров, а отверстия под крепежные винты на одной ветви смещены относительно подобных отверстий на другой ветви, оси шарниров размещены по обеим сторонам продольной оси симметрии ветвей и на рабочих плоскостях ветвей, сориентированных к поверхности кости, расположены ребра жесткости, на которых имеются выступы; ветви с обоих концов оснащены шарнирами с перемычками. The problem is solved by placing at the ends of the branches of the same name hinges connected by a jumper with the possibility of deviation of the branches from the common plane both individually and jointly, while on the branches stops are made to limit the movement of the hinges, and the holes for fixing screws on one branch are offset relative to of similar holes on the other branch, the hinge axes are located on both sides of the longitudinal axis of symmetry of the branches and on the working planes of the branches oriented to the bone surface, p stiffening ebra on which there are protrusions; branches at both ends are equipped with hinges with jumpers.

На прилагаемых чертежах изображено:
фиг.1 - адаптивная пластина с установленными в одной плоскости ветвями;
фиг.2 - адаптивная пластина, закрепленная на кости (вид сверху);
фиг.3 - верхняя часть адаптивной пластины с проушинами, расположенными у внешней стороны торца каждой из ветвей;
фиг.4 - то же самое, но с развернутыми на 180^o ветвями;
фиг. 5 - адаптивная пластина с размещенными проушинами на осевых линиях ветвей;
фиг. 6 - то же самое, но проушина на правой ветви смещена вправо от осевой линии ветви;
фиг. 7 - то же самое, но проушина смещена влево от осевой линии левой ветви;
фиг.8 - адаптивная пластина, ветви которой оборудованы шарнирами с обеих сторон (вид с тыльной стороны);
фиг.9 - то же самое, но пластина установлена на кости (вид сверху);
фиг.10 - то же самое, что на фиг.8, вид слева.The accompanying drawings show:
figure 1 - adaptive plate with branches installed in the same plane;
figure 2 - adaptive plate mounted on the bone (top view);
figure 3 - the upper part of the adaptive plate with eyes located at the outer side of the end face of each of the branches;
figure 4 is the same, but with branches rotated 180 ^o ;
FIG. 5 - adaptive plate with placed eyes on the axial lines of the branches;
FIG. 6 - the same, but the eye on the right branch is shifted to the right of the center line of the branch;
FIG. 7 - the same, but the eye is shifted to the left of the center line of the left branch;
Fig - adaptive plate, the branches of which are equipped with hinges on both sides (view from the back);
Fig.9 is the same, but the plate is mounted on the bone (top view);
figure 10 is the same as in Fig.8, left view.

Адаптивная пластина для соединения костных отломков состоит из правой 1 и левой 2 ветвей, на концах которых с одной стороны выполнены проушины 3. Через проушины пропущены оси 4, на которых подвижно закреплены шарниры 5. Шарниры связаны между собой с возможностью перемещения в поперечном направлении перемычкой 6, установленной на осях 7. The adaptive plate for connecting bone fragments consists of the right 1 and left 2 branches, on the ends of which eyelets 3 are made on the sides. Axes 4 are passed through the eyes, on which hinges 5 are movably fixed. mounted on axles 7.

На рабочих поверхностях ветвей, прилегающих к кости 9. вдоль обеих сторон размещены ребра жесткости 10. Каждая ветвь снабжена отверстиями 11 под крепежные винты 12. При этом отверстия на одной ветви смещены относительно подобных отверстий на другой ветви. В области этих отверстий на ребрах жесткости имеются выступы 13 (фиг.8. 9 и 10). On the working surfaces of the branches adjacent to the bone 9. Stiffening ribs 10 are placed along both sides of each branch. Each branch is provided with holes 11 for fixing screws 12. Moreover, the holes on one branch are offset relative to similar holes on the other branch. In the area of these holes on the ribs there are protrusions 13 (Fig. 8. 9 and 10).

Проушина 3 может быть отнесена от продольной оси симметрии ветви к одной из ее боковых сторон. На фиг.4, 6 и 7 показаны варианты смещения проушин к краям ветвей, что позволяет изменять расстояние между ними путем их разворачивания на осях 7 на 180^o. Варианты размещения проушин 3 могут быть разнообразными, что существенно расширяет диапазон применения одной и той же адаптивной пластины для лечения переломов костей различной толщины.The eye 3 can be assigned from the longitudinal axis of symmetry of the branch to one of its lateral sides. Figure 4, 6 and 7 show the options for the displacement of the eyes to the edges of the branches, which allows you to change the distance between them by deploying them on the axes 7 by 180 ^o . The options for placing the eyes 3 can be varied, which significantly expands the range of application of the same adaptive plate for the treatment of bone fractures of various thicknesses.

При расположении ветвей 1 и 2 в одной плоскости шарниры 5 допускают их ограниченную подвижность относительно друг друга в продольном направлении. Но после того как ветви развернуты под углом к своему исходному положению, упоры 8 препятствуют любому перемещению шарниров 5. Соответственно, блокированы и ветви от смещения в вертикальном направлении. Таким образом создается жесткая система, способная воспринимать значительные ударные и циклические нагрузки. When the branches 1 and 2 are in the same plane, the hinges 5 allow their limited mobility relative to each other in the longitudinal direction. But after the branches are rotated at an angle to their initial position, the stops 8 prevent any movement of the hinges 5. Accordingly, the branches are also blocked from displacement in the vertical direction. Thus, a rigid system is created, capable of absorbing significant shock and cyclic loads.

В то же время, препятствуя перемещению ветвей друг относительно друга в продольном направлении, шарниры 5 сохраняют возможность вращения ветвей на осях 4, обеспечивая тем самым хирургу свободу выбора места крепления ветвей на поверхности кости. At the same time, hindering the movement of the branches relative to each other in the longitudinal direction, the hinges 5 retain the possibility of rotation of the branches on the axes 4, thereby providing the surgeon with the freedom to choose where to attach the branches on the bone surface.

Шарниры опираются на упоры 8, ограничивающие их перемещение в продольном направлении. Упоры могут быть расположены как на одной, так и на обеих сторонах ветви. The hinges are based on the stops 8, limiting their movement in the longitudinal direction. Stops can be located on one or both sides of the branch.

Каждый шарнир обладает возможностью поворачиваться на оси 4 в пределах, определяемых их контактами с упорами 8. Это составляет около 180^o.Each hinge has the ability to rotate on the axis 4 within the limits determined by their contacts with the stops 8. This is about 180 ^o .

Работает указанная адаптивная пластина для соединения костных отломков следующим образом. The specified adaptive plate for connecting bone fragments works as follows.

Одна из ветвей укладывается на кость в зоне перелома и крепится к ней винтами. Проворачивая шарнир 5 на оси 7 в поперечном направлении, вторая ветвь может быть размещена вдоль первой ветви или под небольшим углом к ней и также крепится к кости. One of the branches is laid on the bone in the fracture zone and is attached to it with screws. By turning the hinge 5 on the axis 7 in the transverse direction, the second branch can be placed along the first branch or at a slight angle to it and is also attached to the bone.

При любом рабочем положении на поверхности кости плоскости обеих ветвей располагаются под углом друг к другу. Вследствие этого вектор возникающей нагрузки по линии перелома воздействует на ветви адаптивной пластины в различных направлениях. Если он направлен по нормали к одной из ветвей, то к другой - под углом к плоскости ее установки. Во втором случае вектор раскладывается на составляющие силы, из которых наименьшая будет направлена перпендикулярно к плоскости ветви, а наибольшая - вдоль плоскости крепления ветви. At any working position on the bone surface, the planes of both branches are located at an angle to each other. As a result, the vector of the arising load along the fracture line affects the branches of the adaptive plate in various directions. If it is directed along the normal to one of the branches, then to the other - at an angle to the plane of its installation. In the second case, the vector is decomposed into force components, of which the smallest will be directed perpendicular to the plane of the branch, and the largest - along the plane of attachment of the branch.

Таким образом нагрузка на кость в области перелома воспринимается двумя ветвями одновременно, что существенно снижает ее величину, приходящуюся на каждую из ветвей. При этом усилие, возникающее на ветви, установленной под углом, редуцируется в результате разложения вектора нагрузки на составляющие. И наибольшая составляющая, ориентированная вдоль плоскости крепления этой ветви, работает на срез крепежных винтов, а не на их вытягивание из кости. В результате повышается прочность крепления отломков травмированной кости. Thus, the load on the bone in the fracture area is perceived by two branches simultaneously, which significantly reduces its value per each branch. In this case, the force arising on the branch installed at an angle is reduced as a result of the decomposition of the load vector into components. And the largest component, oriented along the plane of attachment of this branch, works to cut the mounting screws, and not to pull them out of the bone. As a result, the fastening strength of fragments of the injured bone is increased.

Предусмотрен вариант оснащения ветвей шарнирами с обеих сторон (фиг.8). Это позволяет использовать подобную адаптивную пластину как стандартную для лечения несложных переломов кости. An option is provided for equipping branches with hinges on both sides (Fig. 8). This allows the use of such an adaptive plate as standard for the treatment of simple bone fractures.

Выступы 13 на ребрах жесткости уменьшают размеры участков поверхности кости, воспринимающих давление ветвей пластины, что улучшает условия жизнеобеспечения надкостницы. The protrusions 13 on the stiffeners reduce the size of sections of the surface of the bone, perceiving the pressure of the branches of the plate, which improves the life conditions of the periosteum.

Claims

1. An adaptive plate for connecting bone fragments, consisting of two branches with a hinge fixed between them, capable of providing mobility to the branches in the plane of their installation, each branch having holes for fixing screws, characterized in that the hinges are mounted on the ends of both branches of the same name and are connected between each other with a jumper with the possibility of deviation of the branches from their common plane both individually and jointly, while on the branches there are stops for restricting the movement of the hinges, and the holes for mounting e screws on one branch are offset relative to similar holes on the other branch.

2. The adaptive plate according to claim 1, characterized in that the axis of the hinges are offset from the longitudinal axis of symmetry of the branches.

3. The adaptive plate according to claim 1, characterized in that on the working planes of the branches oriented to the bone surface, stiffeners are located on which there are protrusions.

4. The adaptive plate according to claim 1, characterized in that the branches at both ends are equipped with hinges with jumpers.