RU2241415C2

RU2241415C2 - Endoprosthesis of vertebral column arch

Info

Publication number: RU2241415C2
Application number: RU2001128582/14A
Authority: RU
Inventors: Е.А. Давыдов (RU); Е.А. Давыдов; О.П. Шоболдо (RU); О.П. Шоболдо; И.В. Зуев (RU); И.В. Зуев; А.П. Никитин (RU); А.П. Никитин; А.В. Омельченко (RU); А.В. Омельченко
Original assignee: Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2004-12-10

Abstract

FIELD: medical engineering.

SUBSTANCE: device is manufactured from material possessing shape memory properties. As two wire members connected to each other and having working parts and fixing hooks. The working part is manufactured as loop having double back curved as an arc. The fixing hooks are directed to meet each other along the same straight line in parallel to loop plane and in perpendicular to the plane in which the loop back is curved. The members are connected to each other in a way that the loops are introduced into each other forming an arch in the central part of the endoprosthesis.

EFFECT: improved vertebral column mobility conditions in any direction; reduced risk of traumatic complications; simplified design.

5 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к нейрохирургии и вертебрологии, и может быть использовано при операциях, связанных с замещением утраченных дужек позвонков на любом уровне позвоночника.The invention relates to medicine, in particular to neurosurgery and vertebrology, and can be used in operations associated with the replacement of lost arches of the vertebrae at any level of the spine.

Известен эндопротез дужки позвонка, представляющий собой пластинку, выполненную из оргстекла и имеющую на концах пазы и отверстия для фиксирующих швов (Ким А.Е. Пластика дефектов дужек позвонков органическим стеклом при ламинэктомии. Автор. дисс. канд. мед. наук. - Ташкент, 1972, 19 с). Перед установкой пластинку нагревают и придают ей форму желоба. Пластинку прикладывают к дужке так, чтобы остистые отростки выше и нижележащих позвонков помещались в пазы. Фиксацию пластинки осуществляют капроновыми нитями.The endoprosthesis of the vertebral arch is known, which is a plate made of plexiglass and having grooves and holes for fixing sutures at the ends (Kim A.E. Plastic surgery of vertebral arch defects with organic glass during laminectomy. Author. Diss. Candidate of medical sciences. - Tashkent, 1972, 19 s). Before installation, the plate is heated and shaped into a gutter. The plate is applied to the arch so that the spinous processes above and the underlying vertebrae are placed in the grooves. The plate is fixed by nylon threads.

Недостатки данного эндопротеза:The disadvantages of this endoprosthesis:

1. Возможность подвижности эндопротеза вследствие недостаточно надежной фиксации пластинки капроновыми нитями.1. The possibility of endoprosthesis mobility due to insufficiently reliable fixation of the plate with kapron threads.

2. Трудоемкость установки пластинки вследствие проделывания многочисленных отверстий как в позвонках, так и в самом устройстве; необходимость нагрева эндопротеза и фиксации его капроновыми нитями.2. The complexity of installing the plate due to making numerous holes both in the vertebrae and in the device itself; the need to heat the endoprosthesis and fix it with kapron threads.

Известен эндопротез дужки позвонка, выполненный из металлической проволоки, обладающей эффектом памяти формы при низких температурах, в виде скобы с дугообразной средней частью, одним изгибом и двумя заостренными концами-крючьями из металла (Гюнтер В.Э. и др. Эффекты памяти формы и их применение в медицине. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1992, с.503-506). Однако, деформировать такой материал нужно при отрицательных температурах, что чревато холодовой травмой мягких тканей. Кроме того, весьма высока вероятность разрушения эндопротеза при его эксплуатации в силу перенапряжения материала. Наличие двух фиксирующих элементов - крючьев не обеспечивает надежной самофиксации устройства на костных структурах.Known endoprosthesis of the vertebral arch made of a metal wire having the shape memory effect at low temperatures, in the form of a bracket with an arched middle part, one bend and two pointed ends-hooks made of metal (Guenther V.E. et al. Shape memory effects and their use in medicine. - Novosibirsk: Science, Siberian Branch, 1992, p. 503-506). However, it is necessary to deform such a material at low temperatures, which is fraught with cold injury to soft tissues. In addition, the probability of destruction of the endoprosthesis during its operation due to overstrain of the material is very high. The presence of two fixing elements - hooks does not provide reliable self-fixation of the device on bone structures.

Наиболее близким к заявляемому является эндопротез дужки позвонка, выполненный в виде двух перекрещивающихся проволочных скоб с крючьями на концах, зафиксированных между собой двумя кольцами и проявляющими эффект памяти формы при температурах на 15-20°С ниже, чем материал скоб (патент РФ N 2139009, 1998 г), принятый за прототип. Данное устройство фиксируется за дужки выше и нижележащих позвонков и позволяет провести пластику дужек после ламинэктомии.Closest to the claimed is the endoprosthesis of the vertebral arch, made in the form of two intersecting wire staples with hooks at the ends fixed between each other by two rings and exhibiting the shape memory effect at temperatures 15-20 ° C lower than the material of the staples (RF patent N 2139009, 1998), adopted as a prototype. This device is fixed for the arches above and the underlying vertebrae and allows plastic arches after laminectomy.

Прототип имеет следующие недостатки:The prototype has the following disadvantages:

1. Ограничивает подвижность в позвонково-двигательном сегменте.1. Limits mobility in the vertebral-motor segment.

2. Требует доступа к нескольким позвонкам, что ведет к большей травматичности хирургического вмешательства.2. Requires access to several vertebrae, which leads to greater invasiveness of surgical intervention.

3. Ограничение возможности увеличения длины эндопротеза при его установке снижает его универсальность при использовании.3. Limiting the possibility of increasing the length of the endoprosthesis during its installation reduces its versatility in use.

Задачей изобретения является создание эндопротеза дужки позвонка, обеспечивающего подвижность позвоночника во всех направлениях; снижение травматичности операции; простота и универсальность конструкции.The objective of the invention is the creation of an endoprosthesis of the arch of the vertebra, providing mobility of the spine in all directions; reducing the invasiveness of the operation; simplicity and versatility of the design.

Поставленная задача достигается за счет того, что эндопротез выполнен из материала с эффектом памяти формы и состоит из двух соединенных между собой проволочных элементов, каждый из которых снабжен выгнутой по дуге двойной спинкой, петлей и фиксирующими крючьями, направленными навстречу друг другу по одной прямой параллельно плоскости петли и перпендикулярно плоскости, в которой изогнута спинка, причем оба элемента соединены между собой таким образом, что двойные спинки входят в петли друг друга, располагаясь в центральной части эндопротеза, образуют арку, на концах которой расположены параллельно друг другу пары фиксирующих крючков.The task is achieved due to the fact that the endoprosthesis is made of a material with a shape memory effect and consists of two interconnected wire elements, each of which is equipped with a double back curved in an arc, a loop and fixing hooks directed towards each other in a straight line parallel to the plane loops and perpendicular to the plane in which the back is curved, and both elements are interconnected so that the double backs enter each other's loops, located in the central part of the endoprotein otosis, form an arch, at the ends of which pairs of fixing hooks are parallel to each other.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 представлен общий вид эндопротеза; на фиг.3, 4, 5, - установленный эндопротез на позвоночнике. Эндопротез состоит из двух элементов 1. Каждый из них снабжен петлей 2, двойной спинкой 3, выгнутой по дуге, и двумя фиксирующими крючками 4.The invention is illustrated by drawings, where Fig.1, 2 presents a General view of the endoprosthesis; figure 3, 4, 5, the installed endoprosthesis on the spine. The endoprosthesis consists of two elements 1. Each of them is equipped with a loop 2, a double back 3, arched in an arc, and two fixing hooks 4.

Заявляемый эндопротез отличается от прототипа тем, что рабочая часть выполнена в виде петли с выгнутой по дуге двойной спинкой, фиксирующие крючки направлены навстречу друг другу по одной прямой параллельно плоскости петли и перпендикулярно плоскости, к которой изогнута спинка, причем оба элемента соединены так, что петли входят одна в другую, образуя в центральной части эндопротеза арку.The claimed endoprosthesis differs from the prototype in that the working part is made in the form of a loop with a double back curved in an arc, the fixing hooks are directed towards each other in a straight line parallel to the plane of the loop and perpendicular to the plane to which the back is curved, both elements being connected so that the loops enter one another, forming an arch in the central part of the endoprosthesis.

Наличие четырех фиксирующих крючков, а также тот факт, что оба элемента соединены между собой так, что двойные спинки каждого входят в петли другого, обеспечивают надежную самофиксацию эндопротеза на дужках позвонка. Благодаря подвижному сочленению элементов конструкции обеспечивается универсальность эндопротеза в горизонтальной плоскости по длине. Фиксирующие крючки, направленные навстречу друг другу, располагаются по одной прямой параллельно плоскости петли и перпендикулярно плоскости, в которой изогнута спинка, причем оба элемента соединены так, что петли входят одна в другую, образуя в центральной части эндопротеза арку, обеспечивая симметричное нахождение эндопротеза на позвонке, с формированием его дужки. Выполнение эндопротеза в виде арки позволяет сформировать искусственный позвоночный канал. Форма соединяемых элементов и способ их соединения не представляют трудностей для изготовления.The presence of four fixing hooks, as well as the fact that both elements are interconnected so that the double backs of each fit into the loops of the other, provide reliable self-fixation of the endoprosthesis on the arches of the vertebra. Thanks to the movable articulation of the structural elements, the universality of the endoprosthesis in the horizontal plane along the length is ensured. Fixing hooks directed towards each other are arranged in one straight line parallel to the plane of the loop and perpendicular to the plane in which the back is curved, both elements being connected so that the loops enter one another, forming an arch in the central part of the endoprosthesis, ensuring a symmetrical location of the endoprosthesis on the vertebra , with the formation of his temple. Performing an endoprosthesis in the form of an arch allows the formation of an artificial spinal canal. The form of the connected elements and the method of their connection do not present difficulties for manufacturing.

Для изготовления эндопротеза используют проволоку диаметром 2-3 мм из материалов, полностью восстанавливающих форму при температуре 40-50°С, например из сплавов на основе никелида титана типа ТН-1, ТН-20. Для обеспечения нужных температурных параметров составные части эндопротеза подвергают термообработкам по известным режимам (Хачин В.Н., Пушин В.Г., Кондратьев В.В. Никелид титана: структура и свойства. - М.: Наука, 1992, 160 с), затем осуществляют химическую обработку.For the manufacture of an endoprosthesis, a wire with a diameter of 2-3 mm is used from materials completely restoring shape at a temperature of 40-50 ° C, for example, from alloys based on titanium nickelide such as TH-1, TH-20. To ensure the necessary temperature parameters, the components of the endoprosthesis are subjected to heat treatment according to known conditions (Khachin V.N., Pushin V.G., Kondratiev V.V. Titanium nickelide: structure and properties. - M .: Nauka, 1992, 160 s), then carry out chemical treatment.

Используют эндопротез следующим образом. После осуществления доступа к задним костным структурам позвоночника, их скелетирования и резекции осуществляют необходимые хирургические манипуляции на спинном мозге, его корешках и т.д. Затем в оставшиеся корни дужек суставных или поперечных отростков позвонка с двух сторон накладывают отверстия с помощью шила или фрезы навстречу друг другу диаметром, равным сечению проволоки, из которой изготовлен эндопротез. Эндопротез охлаждают физиологическим раствором до 10-15°С, фиксирующие крючки разводят до 10-15 мм и поочередно с каждой стороны вводят в подготовленные отверстия. После орошения теплым (45-50°С) физиологическим раствором эндопротез принимает заданную форму, при этом двойные спинки зажимаются в петлях, крючки глубже входят в дужки позвонка и эндопротез самофиксируется. Если удалены дужки на нескольких позвонках, то на каждый позвонок устанавливают свой эндопротез.Use an endoprosthesis as follows. After access to the posterior bone structures of the spine, their skeletonization and resection, the necessary surgical procedures are performed on the spinal cord, its roots, etc. Then, holes are placed in the remaining roots of the arches of the articular or transverse processes of the vertebra on both sides with an awl or cutter towards each other with a diameter equal to the cross section of the wire from which the endoprosthesis is made. The endoprosthesis is cooled with physiological saline to 10-15 ° C, the fixing hooks are bred to 10-15 mm and, alternately, are inserted into the prepared holes on each side. After irrigation with a warm (45-50 ° C) saline solution, the endoprosthesis takes on the desired shape, while the double backs are clamped in loops, the hooks go deeper into the arches of the vertebra, and the endoprosthesis self-fixes. If the arches on several vertebrae are removed, then an endoprosthesis is installed on each vertebra.

Таким образом, с использованием данного эндопротеза дужки позвонка, обладающего эффектом памяти формы, ликвидируется костный дефект задней стенки позвоночного канала, в результате чего предохраняется дуральный мешок и его содержимое от внешних воздействий, а также не ограничивается сгибательно-разгибательная и ротационная подвижность в межпозвоночном сочленении.Thus, using this endoprosthesis of the vertebral arch with a shape memory effect, the bone defect of the posterior wall of the spinal canal is eliminated, as a result of which the dural sac and its contents are protected from external influences, and the flexion-extensor and rotational mobility in the intervertebral joint are not limited.

Claims

Endoprosthesis of the vertebral arch made of a material with the shape memory effect in the form of two interconnected wire elements containing working parts and fixing hooks, characterized in that the working part is made in the form of a loop with a double back curved in an arc, the fixing hooks are directed towards each other in a straight line parallel to the plane of the loop and perpendicular to the plane to which the back is curved, both elements being connected so that the loops enter one another, forming an arch in the central part of the endoprosthesis.