RU2354326C1

RU2354326C1 - Rod apparatus for transosteal tibia osteosynthesis

Info

Publication number: RU2354326C1
Application number: RU2007133062/14A
Authority: RU
Inventors: Джевдет Энвербекович Купкенов (RU); Джевдет Энвербекович Купкенов
Original assignee: Джевдет Энвербекович Купкенов
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2009-05-10

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: rod apparatus for transosteal tibia osteosynthesis contains rings with holes connected with each other by means of threaded bars and equipped with reponing units, each made in form of threaded rod with cylindrical middle part of large diametre, on whose surface parallel to each other flats, connected with perpendicular to their axis through hole, are made. In holes transosteal rods are installed with possibility of rotational and axial movement and nut fixation. Threaded ends of reponing units are located with possibility of movement and nut fixation in holes of blackets with treaded hole at base, placed on inner surfaces of apparatus rings and fixed by means of screws. Mutually perpendicular arrangement of threaded rods with cylindrical middle part with flats, passing through their holes transosteal rods, ensures complete and accurate regulated repositioning of bone fragments in said planes after preliminary elimination of rotational displacements.

EFFECT: reduction of traumaticity of operation, its simplification, improvement of repositioning properties of apparatus, ensuring increase of operative treatment efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, используется в травматологии-ортопедии для чрескостного остеосинтеза длинных трубчатых костей.The invention relates to medicine, is used in traumatology orthopedics for transosseous osteosynthesis of long tubular bones.

Известны различные устройства, используемые для этой цели, в частности наиболее широко применяющееся за рубежом устройство [1] для чрескостного остеосинтеза. Однако оно имеет следующие недостатки: при введении опорных штифтов в костные отломки штифты необходимо устанавливать строго параллельно друг к другу с определенными по размерам струбцин расстояниями между собой. При этом возникают технические трудности, связанные с установкой аппарата, и удлиняется продолжительность операции.There are various devices used for this purpose, in particular the device most widely used abroad [1] for transosseous osteosynthesis. However, it has the following disadvantages: when the support pins are inserted into the bone fragments, the pins must be installed strictly parallel to each other with distances determined by the size of the clamps. In this case, technical difficulties arise associated with the installation of the apparatus, and the duration of the operation is extended.

Другим аналогом может служить стержневой аппарат чрескостного остеосинтеза В.В.Фурдюка [2]. Недостатком данного аппарата является сложность конструкции, вследствие чего возникают трудности совмещения резьбовых втулок узлов фиксации и репозиции, расположенных по одной оси на противоположных сторонах аппарата.The rod analogue of transosseous osteosynthesis of VVFurdyuk can serve as another analogue [2]. The disadvantage of this apparatus is the design complexity, as a result of which there are difficulties in combining the threaded bushings of the fixation and reposition units located on the same axis on opposite sides of the apparatus.

Известен аппарат В.В.Фурдюка [3] для чрескостного остеосинтеза длинных трубчатых костей, включающий в себя удлиненную раму с прорезями, на параллельных стенках которых установлены узлы репозиции и фиксации. При этом узлы репозиции выполнены в виде ползунов с распорными резьбовыми втулками и гайками перемещения на корпусах ползунов. Также недостатком этого аппарата является технические сложности конструкции, которые возникают при установке аппарата.The apparatus of V.V. Furdyuk [3] is known for transosseous osteosynthesis of long tubular bones, which includes an elongated frame with slots, on the parallel walls of which there are reposition and fixation nodes. In this case, the reposition units are made in the form of sliders with spacer threaded bushings and displacement nuts on the bodies of the sliders. Another disadvantage of this device is the technical design difficulties that arise when installing the device.

Наиболее близким по своему техническому решению к заявляемому является принятый за прототип компрессионно-дистракционный аппарат Г.А.Илизарова [4] для репозиции и остеосинтеза длинных трубчатых костей. Аппарат включает в себя кольца, соединенные между собой резьбовыми штангами, а с костями и их отломками или осколками - спицами. Благодаря универсальному набору деталей конструкции наружного остеосинтеза, состоящей из колец, дуг, резьбовых штанг, из аппарата Г.А.Илизарова можно создавать множество вариантов в зависимости от назначения. Однако несмотря на преимущество данного аппарата по сравнению с приведенными выше аналогами он, в свою очередь, также имеет ряд недостатков. Аппарат громоздок, чем причиняет существенные неудобства больному при остеосинтезе верхней трети бедренной кости. Жесткость фиксации отломка в кольцевой опоре со спицами зависит от величины прогиба каждой из спиц под воздействием определенной силы. Для предупреждения скольжения отломков кости по спице при действии силы в направлении ее оси необходима установка второй спицы, и в этом случае тоже возникает прогиб, но только уже одной спицы, в то время как вторая из-за низкого сопротивления скольжению практически не участвует в фиксации. Аналогичное смещение кости происходит и при воздействии сил на обе спицы. При этом прогиб спиц и скольжение по ним отломка возникают одновременно. Таким образом, использование парных спиц в каждой опоре в 2 раза повышает травматичность и усложняет выполнение операции по сравнению с результатами, когда применяют только одну спицу. При этом, однако, двукратного повышения жесткости не происходит. При наложении аппарата Илизарова угол перекреста спиц в пределах 30-60 градусов приводит к резкому падению жесткости фиксации костных фрагментов в направлении острого угла, особенно если в качестве опоры используется дуга. Проведение спиц для фиксации кости является ключевым моментом в наложении аппарата. Проведение спиц должно выполнено с абсолютной точностью, потому что оно определяет позицию и стабильность аппарата. Более того, во время проведения спицы ее острый конец проникает в ткани различной плотности, скрытые от глаз хирурга. Особенности этих тканей способны изменить траекторию спицы, приводя к повреждению жизненно важных структур(сосудов и нервов). При проведении спицы для предотвращения ограничения подвижности и контрактуры сустава мышцы должны находится в положении функционального удлинения. Чем ближе спица проходит к суставу, тем больше надо следовать этому правилу. При проведении спиц в дистальной части голени стопе должно придаваться положение сгибания (подошвенной флексии), когда спица проводится через передние фасциально-мышечные футляры, а при проведении ее через задние фасциально-мышечные футляры стопа должна находиться в положении разгибания (тыльной флексии). Также целесообразно при этом придавать положение сгибания в коленном суставе. Не случайно при этом многие исследователи вместо спиц используют стержни. В кольцевых опорах аппарата Илизарова прогиб спиц возрастает из-за подвижности стыковых соединений полуколец или перемещения спиц в спицедержателях. Этому способствует и функциональная нагрузка на конечность, при которой возникает эффект дополнительного натяжения спиц. При этом очевидны допустимые относительно небольшие уровни деформации спиц при их проведении через кость и монтаже аппарата. Образующиеся при этом зоны концентрации напряжений в местах изгиба спиц при выходе их из кости вызывают ее направленную резорбцию. Натянутая спица постепенно распрямляется и удлиняется, ее натяжение падает. Для поддержания необходимого уровня жесткости фиксации необходимо 1 раз в 7-10 дней перенатягивать спицы. Малая площадь поверхности спиц повышает величину давления в области их соприкосновения с тканями (кожей и костью), приводит к резорбции в зоне избыточного давления и снижению фиксирующей способности. На фоне скольжения мягких тканей по спицам возникает довольно много инфекционных и других осложнений - от 12 до 60% вплоть до развития спицевого остеомиелита - до 2% случаев. Все это уменьшает преимущества спицевых аппаратов - малая травматичность и универсальность применения.The closest in technical solution to the claimed one is G.A. Ilizarov’s compression-distraction apparatus [4] adopted for the prototype for reposition and osteosynthesis of long tubular bones. The apparatus includes rings interconnected by threaded rods, and with bones and their fragments or fragments, by knitting needles. Thanks to the universal set of details of the design of external osteosynthesis, consisting of rings, arcs, threaded rods, from the apparatus of G.A. Ilizarov, you can create many options depending on the purpose. However, despite the advantage of this device compared to the above counterparts, it, in turn, also has a number of disadvantages. The device is bulky, which causes significant inconvenience to the patient with osteosynthesis of the upper third of the femur. The rigidity of fixation of a fragment in an annular support with spokes depends on the magnitude of the deflection of each of the spokes under the influence of a certain force. To prevent slipping of bone fragments along the spoke under the action of a force in the direction of its axis, the installation of a second spoke is necessary, in which case a deflection also occurs, but only of one spoke, while the second, due to its low sliding resistance, practically does not participate in fixation. A similar bone displacement also occurs when forces are applied to both spokes. In this case, the deflection of the spokes and sliding of the fragment along them occur simultaneously. Thus, the use of paired knitting needles in each support 2 times increases the morbidity and complicates the operation compared with the results when only one knitting needle is used. In this case, however, a twofold increase in stiffness does not occur. When applying the Ilizarov apparatus, the angle of intersection of the spokes within 30-60 degrees leads to a sharp drop in the stiffness of fixation of bone fragments in the direction of an acute angle, especially if an arc is used as a support. Holding knitting needles for bone fixation is a key point in the application of the apparatus. The spokes should be carried out with absolute accuracy, because it determines the position and stability of the apparatus. Moreover, during the holding of the needle, its sharp end penetrates into tissues of various densities, hidden from the eyes of the surgeon. The features of these tissues can change the trajectory of the spoke, leading to damage to vital structures (vessels and nerves). When carrying out knitting needles to prevent limitation of mobility and contracture of the joint, the muscles should be in a functional extension position. The closer the needle goes to the joint, the more you must follow this rule. When holding knitting needles in the distal part of the tibia of the foot, the position of flexion (plantar flexion) should be given, when the knitting needle is passed through the front fascial-muscular cases, and when holding it through the rear fascial-muscular cases of the foot, it should be in the extension position (back flexion). It is also advisable to give the position of flexion in the knee joint. It is no coincidence that many researchers use rods instead of knitting needles. In the ring supports of the Ilizarov apparatus, the deflection of the spokes increases due to the mobility of the butt joints of the half rings or the movement of the spokes in the spoke holders. This contributes to the functional load on the limb, in which there is an effect of additional tension of the spokes. In this case, acceptable relatively small levels of deformation of the spokes when they are carried through the bone and the installation of the apparatus are obvious. The stress concentration zones formed in this case at the points of bending of the spokes upon their exit from the bone cause its directed resorption. The tensioned needle gradually straightens and lengthens, its tension decreases. To maintain the required level of fixation stiffness, it is necessary to pull the knitting needles once every 7-10 days. The small surface area of the spokes increases the pressure in the area of their contact with the tissues (skin and bone), leads to resorption in the overpressure zone and a decrease in fixing ability. Against the background of soft tissue gliding over the knitting needles, quite a few infectious and other complications arise - from 12 to 60% up to the development of spoke osteomyelitis - up to 2% of cases. All this reduces the benefits of spoke devices - low invasiveness and versatility of use.

Стержневая наружная фиксация с учетом данных специальной литературы, обеспечивает постоянную жесткую компрессию (дистракцию) отломков костей, увеличивает стабильность фиксации при множественных переломах бедренной, большеберцовой, плечевой и других длинных трубчатых костей, уменьшает массу и габариты аппарата внешней фиксации, позволяет приступить к разработке движений на 2-3 день после операции, т.к при остеосинтезе стержневым аппаратом чрескостные стержни проводятся через кожу большеберцовую кость, а фасциально-мышечные футляры остаются интактными, поэтому в коленном и голеностопном суставах сохраняется полный объем движений, можно приступить к ранним нагрузкам поврежденной конечности, сократить время пребывания пациентов на постельном режиме и в стационаре, осуществлять дополнительные хирургические вмещательства без снятия аппарата. Основными биомеханическими условиями для консолидации перелома являются точная репозиция и прочная фиксация костных отломков, а также сохранение функции конечности в процессе лечения. Преимуществами данного стержневого аппарата являются: простота монтажа на сегменте конечности, сокращение времени операции, уменьшение количество кожных ран, односторонний монтаж чрескостных стержней, отсутствие необходимости в транссегментарном проведении чрескостного стержня, что позволяет уменьшить опасность повреждения сосудисто-нервных образований и увеличить количество вариантов мест проведения стержней. Одностороннее расположение чрескостных стержней позволяют применять комплексную реабилитационную терапию для поврежденной конечности. Некоторые авторы к недостаткам метода стержневой внешней фиксации относятся: неравномерность фиксации в различных плоскостях, использование метода преимущественно в травматологии и реже в ортопедии, низкие репозиционные возможности аппаратов (О.В.Бейдик). Предлагаемый нами стержневой аппарат просто и эффективно решает любые репозиционно-фиксационные задачи оптимально с точки зрения биомеханики, позволяет достичь полной и точной репозиции костных отломков благодаря наличию репозиционных узлов в аппарате. При применении кольцевых опор в стержневом аппарате при компрессии вдоль оси кости между отломками происходит равномерное распределение давления по периметру кости, а при применении дуговых опор в стержневом аппарате при компрессии между отломками большее давление концентрируется на стороне дуговых опор, а на противоположной стороне давление уменьшается.The core external fixation, taking into account the data of the special literature, provides constant rigid compression (distraction) of bone fragments, increases the stability of fixation in case of multiple fractures of the femur, tibia, humerus and other long tubular bones, reduces the mass and dimensions of the external fixation apparatus, allows you to start developing movements on 2-3 days after surgery, because during osteosynthesis with a rod apparatus, transosseous rods are passed through the skin of the tibia, and the fascial-muscular cases are are intact, therefore, the full range of movements is preserved in the knee and ankle joints, you can start the early loads of the injured limb, reduce the time patients stay in bed and in the hospital, and perform additional surgical interventions without removing the apparatus. The main biomechanical conditions for fracture consolidation are accurate reduction and strong fixation of bone fragments, as well as preservation of limb function during treatment. The advantages of this pivotal apparatus are: ease of installation on a segment of a limb, reduction of operation time, reduction of the number of skin wounds, unilateral installation of transosseous rods, no need for transsegmental transosseous rod, which reduces the risk of damage to the neurovascular formations and increases the number of venues . The unilateral arrangement of transosseous rods allows the use of complex rehabilitation therapy for an injured limb. Some authors to the disadvantages of the method of rod external fixation include: uneven fixation in various planes, the use of the method mainly in traumatology and less often in orthopedics, low reposition capabilities of the apparatus (O.V. Beidik). The rod apparatus offered by us simply and efficiently solves any repositional fixation problems optimally from the point of view of biomechanics, allows achieving complete and accurate reposition of bone fragments due to the presence of repositional nodes in the apparatus. When using annular supports in the rod apparatus during compression along the axis of the bone between fragments, a uniform distribution of pressure occurs along the bone perimeter, and when using arc supports in the rod apparatus during compression between fragments, more pressure is concentrated on the side of the arc supports, and on the opposite side, the pressure decreases.

Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения искомого технического результата, а именно снижения травматичности операции, ее упрощения, улучшения репозиционных качеств аппарата, обеспечивающих повышение эффективности оперативного лечения.The essence of the invention lies in the combination of essential features sufficient to achieve the desired technical result, namely, to reduce the invasiveness of the operation, its simplification, improve the repositional qualities of the apparatus, which increase the efficiency of surgical treatment.

Эта сущность заключается в том, что стержневой аппарат для чрескостного остеосинтеза большеберцовой кости, содержащий кольца с отверстиями, соединенные между собой резьбовыми штангами, оснащенные репонирующими узлами, выполненными каждый в виде резьбового стержня с цилиндрической средней частью большого диаметра, на поверхности которой выполнены параллельно расположенные лыски, соединенные сквозным отверстием, проходящим перпендикулярно их оси. В отверстиях установлены с возможностью ротационных и осевых перемещений и фиксации чрескостные стержни, а резьбовые концы репонирующих узлов размещены с возможностью перемещений и фиксации гайками в отверстиях кронштейнов с нарезным отверстием у основания, размещенных на внутренних поверхностях колец аппарата и фиксированных с помощью болтов. Взаимно перпендикулярное расположение резьбовых стержней с цилиндрической средней частью с лысками проходящих через их отверстия чрескостных стержней, обеспечивает после предварительного устранения ротационных смещений полную и точную регулируемую репозицию костных фрагментов в этих плоскостях. На прилагаемом чертеже изображен аппарат для чрескостного остеосинтеза с узлами репозиции.This essence lies in the fact that the rod apparatus for transosseous osteosynthesis of the tibia, containing rings with holes interconnected by threaded rods, equipped with reponentive nodes, each made in the form of a threaded rod with a cylindrical middle part of a large diameter, on the surface of which parallel flats are made connected by a through hole extending perpendicular to their axis. Transosity rods are installed with holes for rotational and axial movements and fixing, and the threaded ends of the reponenting nodes are placed with the possibility of movement and fixing with nuts in the holes of the brackets with a threaded hole at the base, placed on the inner surfaces of the apparatus rings and fixed with bolts. The mutually perpendicular arrangement of threaded rods with a cylindrical middle part with flats of transosseous rods passing through their openings provides after preliminary elimination of rotational displacements a complete and accurate controlled reposition of bone fragments in these planes. The accompanying drawing shows an apparatus for transosseous osteosynthesis with reposition units.

Стержневой аппарат для чрескостного остеосинтеза содержит кольца 1 с отверстиями, соединенные между собой резьбовыми штангами 2. На кронштейнах 3 с нарезным отверстием у основания, установленных на внутренних поверхностях колец 1 и фиксированных к кольцу с помощью болтов 12, размещены чрескостные стержни 4. Кронштейны 3 и 5 с нарезным отверстием у основания к кольцам фиксируются с помощью болтов 12. На внутренних поверхностях средних колец 1 установлены репонирующие узлы 6. Репонирующие узлы, каждый из которых выполнен в виде резьбового стержня 8 с цилиндрической средней частью большого диаметра, на поверхности которой выполнены параллельно расположенные лыски 9, соединенные сквозным отверстием 11, проходящим перпендикулярно их оси, в отверстиях установлены с возможностью ротационных и осевых перемещений и фиксации гайками 7 чрескостные стержни 10, а резьбовые концы репонирующих узлов размещены с возможностью перемещений и фиксации гайками 7 в отверстиях кронштейнов 5, размещенных на внутренних поверхностях средних колец. Рабочие части чрескостных стержней на чертеже погружены в костные муляжи.The rod apparatus for transosseous osteosynthesis contains rings 1 with holes, interconnected by threaded rods 2. On brackets 3 with a threaded hole at the base, mounted on the inner surfaces of rings 1 and fixed to the ring with bolts 12, transosseous rods 4 are placed. Brackets 3 and 5 with a threaded hole at the base to the rings are fixed using bolts 12. On the inner surfaces of the middle rings 1 are installed reponentive nodes 6. Reponent nodes, each of which is made in the form of a threaded rod I 8 with a cylindrical middle part of large diameter, on the surface of which parallel flats 9 are made, connected through a hole 11 extending perpendicular to their axis, the holes are mounted with the possibility of rotational and axial movements and fixed by nuts 7 transosseous rods 10, and the threaded ends of the repair nodes placed with the possibility of movement and fixing by nuts 7 in the holes of the brackets 5 located on the inner surfaces of the middle rings. The working parts of transosseous rods in the drawing are immersed in bone models.

Аппарат применяется следующим образом. После устранения ротационного смещения костных отломков в верхней трети большеберцовой кости через микроинцизию вводят троакар до кости, извлекают стилет, через трубку рассверливают канал для введения чрескостного стержня 4 через оба кортикального слоя перпендикулярно оси большеберцовой кости и вводится чрескостный стержень, который фиксируется к кольцу 1 с помощью кронштейна 3 с нарезным отверстием у основания и болта 12. Монтируются четыре кольца 1 от аппарата Илизарова, кольца соединяются между собой резьбовыми штангами 2. Аналогично устанавливают чрескостный стержень 4 на дистальном отломке большеберцовой кости ближе к суставу строго в одной плоскости с ранее введенным чрескостным стержнем и фиксируется к нижнему кольцу с помощью кронштейна и болта. Вторую пару чрескостных стержней 10 вводят ближе к линии перелома. На них монтируют репонирующие узлы 6, надевая их отверстиями 11, расположенными в цилиндрических частях резьбового стержня 8, и фиксируют гайками 7. Репонирующие узлы 6 посредством кронштейнов 5 и болтов фиксируются к внутренней поверхности средних колец 1. Кольца 1 соединяют между собой посредством резьбовых штанг 2. Под рентгеновским контролем осуществляют репозицию путем перемещения элементов репонирующих узлов 6 гайками 7 в перпендикулярных направлениях, т.е. манипулируя непосредственно их резьбовыми стержнями 8 и чрескостными стержнями 10.The apparatus is used as follows. After elimination of the rotational displacement of bone fragments in the upper third of the tibia, a trocar is inserted through the microinvasion, the stylet is removed, a channel is inserted through the tube for insertion of the transosseous rod 4 through both cortical layers perpendicular to the axis of the tibia and the transosseous rod is inserted, which is fixed to the ring 1 bracket 3 with a threaded hole at the base and bolt 12. Four rings 1 are mounted from the Ilizarov apparatus, the rings are connected to each other by threaded rods 2. Similarly set transosseous rod 4 on the distal fragment of the tibia closer to the joint strictly in the same plane with the previously introduced transosseous rod and is fixed to the lower ring using the bracket and bolt. A second pair of transosseous rods 10 are inserted closer to the fracture line. They are mounted reponentia nodes 6, donning them with holes 11 located in the cylindrical parts of the threaded rod 8, and fixed with nuts 7. The reponent nodes 6 by means of brackets 5 and bolts are fixed to the inner surface of the middle rings 1. Rings 1 are interconnected by means of threaded rods 2 Under reproductive conditions, reposition is performed by moving the elements of the reponent nodes 6 with nuts 7 in perpendicular directions, i.e. directly manipulating their threaded rods 8 and transosseous rods 10.

При правильном расположении костных фрагментов большеберцовой кости производят их сближение с компрессией посредством резьбовых штанг 2, соединяющих кольца 1. Для стабилизации достигнутой репозиции вводят дополнительно по одному чрескостному стержню в каждый фрагмент под углом 60 град. к его оси, а чрескостные стержни 4 фиксируют к кольцам с помощью кронштейнов 3.With the correct location of the bone fragments of the tibia, they are brought closer to the compression by means of threaded rods 2 connecting the rings 1. To stabilize the achieved reduction, an additional transosseous rod is introduced into each fragment at an angle of 60 degrees. to its axis, and transosseous rods 4 are fixed to the rings using brackets 3.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Швейцарии №0684928, кл. А1В 17/60, 1995.1. Swiss patent No. 0684928, cl. A1B 17/60, 1995.

2. Фурдюк В.В. А.С. №1766390, А61В 17/60, 1993.2. Furdyuk V.V. A.S. No. 1766390, A61B 17/60, 1993.

3. Фурдюк RU 2152190 С1, А61В 17/66, 23.09.1998.3. Furdyuk RU 2152190 C1, АВВ 17/66, 09/23/1998.

4. Ткаченко С.С. Остеосинтез. - Л.: Медицина, 1987. - С.122-1234. Tkachenko S.S. Osteosynthesis - L .: Medicine, 1987. - S.122-123

5. Голяховский В., Френкель В. Руководство по чрескостному остеосинтезу методом Илизарова. Санкт-Петербург, 1999 г. - С.84-98.5. Golyakhovsky V., Frenkel V. Manual on transosseous osteosynthesis using the Ilizarov method. St. Petersburg, 1999 - P.84-98.

6. Бейдик О.В., Котельников Г.П., Островский Н.В. Остеосинтез стержневыми и спицестержневыми аппаратами внешней фиксации. Самара, 2005. - С.17-27.6. Beidik O. V., Kotelnikov G. P., Ostrovsky N. V. Osteosynthesis with rod and spoke rods of external fixation. Samara, 2005 .-- P.17-27.

Claims

The rod apparatus for transosseous osteosynthesis of the tibia, containing rings with holes interconnected by threaded rods and equipped with reponent nodes, each made in the form of a threaded rod with a cylindrical middle part of a large diameter, on the surface of which there are parallel flats connected through a hole passing perpendicularly their axis, in the holes are installed with the possibility of rotational and axial movements and fixing with nuts transosseous rods, and threads the ends of the reparation units are placed with the possibility of movement and fixing by nuts in the holes of the brackets with a threaded hole at the base, located on the inner surfaces of the apparatus rings and fixed with bolts, the mutually perpendicular arrangement of the threaded rods with a cylindrical middle part with flats passing through their holes of transosseous rods , after preliminary elimination of rotational displacements, provides a complete and accurate controlled reposition of bone fragments in these planes.