RU2269324C1

RU2269324C1 - Intervertebral disk endoprosthesis

Info

Publication number: RU2269324C1
Application number: RU2004120233/14A
Authority: RU
Inventors: Валерий Павлович Берснев (RU); Валерий Павлович Берснев; Алексей Иванович Филиппов (RU); Алексей Иванович Филиппов; Иль Владимирович Матвеев (RU); Илья Владимирович Матвеев; Евгений Александрович Давыдов (RU); Евгений Александрович Давыдов
Original assignee: Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2006-02-10

Abstract

FIELD: medical engineering.

SUBSTANCE: device has functional member having conic base ending in sphere and supporting member having cup-shaped recess for setting functional member sphere. The functional and supporting member have convex threaded outer surface. Longitudinal cross-section of both members is rectangular. End faces of the functional and supporting member have recesses for making fixation in instrument when setting the members.

EFFECT: avoided instability in vertebral motor segment; reduced risk of traumatic complications; high accuracy in setting the endoprosthesis; high structural strength.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно вертебрологии и нейрохирургии, и может быть использовано для хирургического лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний позвоночника при операциях, связанных с удалением межпозвонковых дисков в шейном отделе позвоночника.The invention relates to medicine, namely vertebrology and neurosurgery, and can be used for the surgical treatment of degenerative degenerative diseases of the spine during operations associated with the removal of intervertebral discs in the cervical spine.

Известен эндопротез межпозвонкового диска (патент РФ №2078551, 1997), содержащий рабочую часть и фиксирующие элементы, выполненные из металла с памятью формы. Рабочая часть представляет собой одновитковую спираль с заостренными ножками, направленными в противоположные стороны, вдоль прямой, параллельной оси витка спирали.Known endoprosthesis of the intervertebral disc (RF patent No. 2078551, 1997), containing the working part and locking elements made of metal with shape memory. The working part is a single-turn spiral with pointed legs directed in opposite directions, along a straight line parallel to the axis of the spiral coil.

Недостатком эндопротеза является то, что, будучи установленным, он не обеспечивает необходимой фиксации, что может привести к нестабильности между позвонками.The disadvantage of the endoprosthesis is that, when installed, it does not provide the necessary fixation, which can lead to instability between the vertebrae.

Известен эндопротез межпозвонкового диска (а.с. СССР №1225561, А 61 В 17/60, 1985), содержащий два диска, между которыми в пазах установлен раздвижной элемент. Раздвижной элемент установлен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и выполнен в виде стрежня прямоугольного сечения, снабженного заостренными шипами и центрирующими выступами на разных гранях. Недостатками эндопротеза является то, что наличие элемента, вращающегося вокруг своей оси, делает возможным складывание фиксатора при боковых и ротационных нагрузках и возникновение нестабильности в данном сегменте позвоночника; данное устройство не обеспечивает возможность сохранения движений в межпозвонковом сочленении, что связано с жесткостью конструкции; необходимость использования специального инструмента для установки устройства.Known endoprosthesis of the intervertebral disc (AS USSR No. 1225561, A 61 B 17/60, 1985), containing two disks, between which a sliding element is installed in the grooves. The sliding element is mounted to rotate around the horizontal axis and is made in the form of a rod of rectangular cross section, equipped with pointed spikes and centering protrusions on different faces. The disadvantages of the endoprosthesis are that the presence of an element rotating around its axis makes it possible to fold the retainer under lateral and rotational loads and the occurrence of instability in this segment of the spine; this device does not provide the ability to save movements in the intervertebral joint, which is associated with structural rigidity; the need to use a special tool to install the device.

Известен эндопротез межпозвонкового диска (пат. США №6063121, 2000 г.), принятый за прототип. Эндопротез состоит из двух элементов: функционального и опорного. Функциональный элемент расположен над опорным элементом. Функциональный и опорный элементы представляют собой пластины круглой либо овальной формы. Верхняя функциональная пластина имеет конусообразное основание, заканчивающиеся сферой. Нижняя опорная пластина имеет чашеобразное углубление, в которое устанавливается сфера верхней пластины. По периметру обеих пластин, на наружной поверхности, расположены шипы, которые при установке эндопротеза обеспечивают его фиксацию в межпозвонком пространстве. В пространстве между пластинами находится поддерживающий диск тороидальной формы, изготовленный из эластичного полимера. Остальные элементы эндопротеза изготовлены либо из металла, либо из керамики.Known endoprosthesis of the intervertebral disc (US Pat. US No. 6063121, 2000), adopted as a prototype. The endoprosthesis consists of two elements: functional and supporting. The functional element is located above the supporting element. Functional and supporting elements are plates of a round or oval shape. The upper functional plate has a conical base, ending in a sphere. The lower support plate has a bowl-shaped recess in which the sphere of the upper plate is mounted. Along the perimeter of both plates, on the outer surface, there are spikes that, when installing the endoprosthesis, ensure its fixation in the intervertebral space. In the space between the plates is a supporting disk of a toroidal shape made of an elastic polymer. The remaining elements of the endoprosthesis are made of either metal or ceramic.

Пластины между собой связаны при помощи Х-образных стяжек, закрепленных на боковой поверхности пластин. Фиксация эндопротеза в межтеловом промежутке осуществляется пластинами с винтами, которые вкручиваются в тела позвонков, а также за счет шипов на наружных поверхностях пластин.The plates are interconnected using X-shaped ties fixed to the side surface of the plates. Fixation of the endoprosthesis in the interbody gap is carried out by plates with screws that are screwed into the vertebral bodies, as well as by spikes on the outer surfaces of the plates.

Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:

- Развитие нестабильности в позвоночно-двигательном сегменте вследствие остеолиза в точках дополнительной фиксации винтами эндопротеза в телах позвонков;- The development of instability in the vertebral-motor segment due to osteolysis at points of additional fixation with screws of the endoprosthesis in the vertebral bodies;

- Травматичность установки эндопротеза, требующая обширного обнажения поверхности позвонков, связанная с применением фиксирующих элементов, расположенных диаметрально противоположно;- The trauma of the installation of the endoprosthesis, requiring extensive exposure of the surface of the vertebrae associated with the use of fixing elements located diametrically opposite;

- Возможное разрушение конструкции при нагрузке вследствие сочетания в одном устройстве элементов жесткой фиксации (X-образные стяжки) и подвижных элементов (функциональный и опорный элементы).- Possible structural failure under load due to the combination of rigid fixation elements (X-shaped ties) and moving elements (functional and supporting elements) in one device.

Изобретение направлено на создание эндопротеза межпозвонкового диска, предотвращающего развитие нестабильности в позвоночно-двигательном сегменте, малотравматичного в установке, обладающего высокой прочностью при нагрузке.The invention is directed to the creation of an endoprosthesis of the intervertebral disc, which prevents the development of instability in the vertebral-motor segment, less traumatic in the installation, which has high strength under load.

Сущность изобретения заключается в следующем. Эндопротез межпозвонкового диска содержит два элемента: функциональный и опорный.The invention consists in the following. The endoprosthesis of the intervertebral disc contains two elements: functional and supporting.

Верхний функциональный элемент имеет конусообразное основание, заканчивающееся сферой. Сфера основания функционального элемента устанавливается в чашеобразном углублении нижнего опорного элемента. За счет зазора между сферой и чашеобразным углублением обеспечиваются подвижность элементов относительно друг друга во фронтальной и саггитальной плоскостях, а также ротационные движения. Функциональный и опорный элементы имеют выпуклую наружную поверхность с резьбой, за счет которой осуществляется фиксация эндопротеза в межтеловом пространстве. Продольное сечение опорного и функционального элементов представляет собой прямоугольник. В торцевых концах функционального и опорного элементов сделаны углубления для фиксации в инструменте при установке.The upper functional element has a cone-shaped base ending in a sphere. The base sphere of the functional element is installed in a bowl-shaped recess of the lower support element. Due to the gap between the sphere and the cup-shaped recess, the mobility of the elements relative to each other in the frontal and sagittal planes, as well as rotational movements are ensured. The functional and supporting elements have a convex outer surface with a thread, due to which the endoprosthesis is fixed in the interbody. The longitudinal section of the supporting and functional elements is a rectangle. At the end ends of the functional and supporting elements, recesses are made for fixing in the tool during installation.

Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что функциональный и опорный элементы имеют выпуклую наружную поверхность с резьбой, а продольное сечение обоих элементов представляет собой прямоугольник, прием в торцевых концах обоих элементов выполнены углубления для фиксации в инструменте при установке.The inventive device differs from the prototype in that the functional and supporting elements have a convex outer surface with a thread, and the longitudinal section of both elements is a rectangle, the reception at the end ends of both elements is made recesses for fixing in the tool during installation.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен эндопротез межпозвонкового диска (вид сбоку и вид сверху), на фиг.2 изображены функциональный и опорный элементы раздельно, на фиг.3 изображен эндопротез межпозвонкового диска (вид 3/4 сбоку), на фиг.4 изображена схема установки эндопротеза межпозвонкового диска.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows an endoprosthesis of an intervertebral disc (side view and top view), Fig. 2 shows a functional and supporting elements separately, Fig. 3 shows an endoprosthesis of an intervertebral disc (3/4 side view), in Fig. .4 shows the installation diagram of the intervertebral disc replacement.

Предлагаемый эндопротез содержит два основных элемента: верхний функциональный 1 и нижний опорный 2, изготовленных из материала, обладающего биологической совместимостью, например из титана.The proposed endoprosthesis contains two main elements: the upper functional 1 and the lower supporting 2, made of a material having biological compatibility, for example, titanium.

Наружная поверхность 3 функционального 1 и опорного 2 элементов выпуклая и имеет резьбу 4, в нижней части функционального элемента 1 имеется конусообразное основание 5, которое заканчивается сферой 6.The outer surface 3 of the functional 1 and supporting 2 elements is convex and has a thread 4, in the lower part of the functional element 1 there is a conical base 5, which ends with a sphere 6.

Сфера 6 при сборке эндопротеза устанавливается в чашеобразное углубление 7 опорного элемента 2 таким образом, чтобы функциональный элемент 1 сохранил подвижность во фронтальной и сагиттальной плоскостях. Движения функционального элемента 1 относительно опорного элемента 2 обеспечиваются за счет зазора 8 между сферой 6 и чашеобразным углублением 7 в опорном элементе 2.Sphere 6 when assembling the endoprosthesis is installed in a bowl-shaped recess 7 of the supporting element 2 so that the functional element 1 retains mobility in the frontal and sagittal planes. The movement of the functional element 1 relative to the support element 2 is provided due to the gap 8 between the sphere 6 and the cup-shaped recess 7 in the support element 2.

В торцевых концах обоих элементов с двух сторон выполнены углубления 9, необходимые для фиксации устройства в инструменте при установке. Для инструментальной фиксации в торцевых частях обоих элементов с одной стороны также предусмотрены пазы 10. Эндопротез устанавливают вместо удаляемого межпозвонкового диска между вышележащим 11 и нижележащим 12 позвонками.In the end ends of both elements on both sides there are recesses 9 necessary for fixing the device in the tool during installation. For instrumental fixation in the end parts of both elements, grooves are also provided on the one hand 10. An endoprosthesis is installed instead of a removable intervertebral disc between the overlying 11 and the underlying 12 vertebrae.

Эндопротез межпозвонкового диска используется следующим образом. Для установки предлагаемого эндопротеза одним из известных доступов в (передний, передне-боковой, боковой) обнажают переднюю или боковую поверхность тел позвонков. С использованием корончатой фрезы (набор инструментов ООО "Дальневосточные медицинские инструменты" ТУ 9438-001-01163696-2002) производят удаление межпозвонкового диска и части тел смежных позвонков. В полученный канал при помощи проводника, который фиксируется в углублениях 9 и пазах 10, устанавливают предлагаемый эндопротез, так чтобы вертикальная ось устройства совпала с осью позвоночника. За счет резьбы 4 на наружных поверхностях 3 устройства происходит формирование канала, имеющего резьбу, и жесткая фиксация предлагаемого эндопротеза в межпозвонковом пространстве. При этом допускается расположение наружной поверхности функционального элемента 1 как на вышележащем 11, так и на нижележащем 12 позвонке, что не оказывает влияния на возможности предлагаемого устройства. Контроль правильности установки эндопротеза осуществляется в ходе операции хирургом визуально и на основании данных интраоперационной спондилографии. Правильно установленный эндопротез способен обеспечить сохранение биомеханических характеристик позвоночно-двигательного сегмента.Endoprosthesis of the intervertebral disc is used as follows. To install the proposed endoprosthesis, one of the known accesses (front, anterolateral, lateral) exposes the anterior or lateral surface of the vertebral bodies. Using a crown cutter (a set of tools of Far Eastern Medical Instruments LLC TU 9438-001-01163696-2002), the intervertebral disc and part of the bodies of adjacent vertebrae are removed. Using the conductor, which is fixed in the recesses 9 and the grooves 10, the proposed endoprosthesis is installed in the obtained channel, so that the vertical axis of the device coincides with the axis of the spine. Due to the thread 4 on the outer surfaces 3 of the device, a channel having a thread is formed, and the proposed endoprosthesis is rigidly fixed in the intervertebral space. Moreover, the location of the outer surface of the functional element 1 is allowed both on the overlying 11 and on the underlying 12 vertebra, which does not affect the capabilities of the proposed device. The correctness of the installation of the endoprosthesis during the operation is monitored by the surgeon visually and based on data from intraoperative spondylography. A correctly installed endoprosthesis is able to ensure the preservation of the biomechanical characteristics of the spinal motion segment.

Использование заявляемого эндопротеза обеспечивает предотвращение развития нестабильности в позвоночно-двигательном сегменте, низкую травматичность операции по установке эндопротеза при высокой прочности конструкции эндопротеза.The use of the inventive endoprosthesis prevents the development of instability in the spinal motor segment, low invasiveness of the operation to install the endoprosthesis with high structural strength of the endoprosthesis.

Claims

An endoprosthesis of the intervertebral disc containing a functional element having a cone-shaped base ending in a sphere, a supporting element having a cup-shaped recess for setting the sphere of the functional element, characterized in that the functional and supporting elements have a convex outer surface with a thread, and the longitudinal section of both elements is a rectangle moreover, in the end ends of the functional and supporting elements, recesses are made for fixing in the tool during installation.