RU2496452C2 - Device for stabilisation of spine segments - Google Patents

Device for stabilisation of spine segments Download PDF

Info

Publication number
RU2496452C2
RU2496452C2 RU2011149031/14A RU2011149031A RU2496452C2 RU 2496452 C2 RU2496452 C2 RU 2496452C2 RU 2011149031/14 A RU2011149031/14 A RU 2011149031/14A RU 2011149031 A RU2011149031 A RU 2011149031A RU 2496452 C2 RU2496452 C2 RU 2496452C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flat surfaces
spine
segments
ceramic material
contact
Prior art date
Application number
RU2011149031/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011149031A (en
Inventor
Ирина Владимировна Шемякина
Марина Николаевна Кирьякова
Анатолий Маркович Аронов
Олег Викторович Медведко
Екатерина Станиславовна Семанцова
Михаил Анатольевич Садовой
Виктор Викторович Рерих
Михаил Юрьевич Сизиков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НЭВЗ-Н"
Холдинговая компания "Новосибирский Электровакуумный Завод-Союз" в форме открытого акционерного общества
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НЭВЗ-Н", Холдинговая компания "Новосибирский Электровакуумный Завод-Союз" в форме открытого акционерного общества filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НЭВЗ-Н"
Priority to RU2011149031/14A priority Critical patent/RU2496452C2/en
Publication of RU2011149031A publication Critical patent/RU2011149031A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2496452C2 publication Critical patent/RU2496452C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to field of medicine, namely to traumatology and orthopedics, and is intended for fixation and stabilisation of spine segments in case of its injury, trauma and diseases. Device is made in form of volume body, which has flat surfaces in places of contact with spine segments, which are made non-smooth and is totally produced from biocompatible composite ceramic material, which has porous-permeable structure. Larger part of said material volume has smaller input size of pores than their internal size. On flat surfaces of device impressed relief image of geometrical character is made. Calcium-phosphate compound is applied on flat surfaces of device in places of contact with spine segments. Pores of ceramic material are filled with substances of medical target.
EFFECT: application of claimed device ensures considerable acceleration of osteointegration, reliable initial device fixation, reduction of trauma in carrying out implantation operation.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для фиксации и стабилизации сегментов позвоночника при его поражениях, травмах и заболеваниях.The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, and is intended to fix and stabilize segments of the spine with its lesions, injuries and diseases.

Для фиксации и стабилизации сегментов позвоночника предложено значительное количество имплантатов.To fix and stabilize segments of the spine, a significant number of implants have been proposed.

Известны имплантаты в виде параллелепипеда с плоскими поверхностями в местах контакта с сегментами позвоночника, изготовленные из пористого никелида титана (Зильберштейн Б.М. Лечение повреждений и заболеваний позвоночника функциональными материалами и конструкциями с памятью формы: Автореф… докт. мед. наук. - С.-Пб., 1993, 49 с.).Known implants in the form of a parallelepiped with flat surfaces at the points of contact with segments of the spine, made of porous titanium nickelide (B. Silberstein, Treatment of injuries and diseases of the spine with functional materials and structures with shape memory: Abstract ... Dr. med. Sciences. - C. -Pb., 1993, 49 p.).

Недостатком их является недостаточная биологическая совместимость, что может привести к развитию нестабильности в местах опоры и вторичным осложнениям.Their disadvantage is insufficient biocompatibility, which can lead to the development of instability in the places of support and secondary complications.

Наиболее известны костные трансплантаты с плоскими поверхностями в местах контакта с сегментами позвоночника, изготовленные из аутокости по размерам, определяемым местом его установки (Цивьян Я.Л. Хирургия позвоночника. - М.: Медицина, 1966 - 312 с., Юмашев Г.С., Фурман М.Е. Остеохондрозы позвоночника.- М.: Медицина, 1984 - 384 с.).The most famous bone grafts with flat surfaces in places of contact with segments of the spine, made of autobone in size, determined by the place of its installation (Tsivyan Y. L. Spinal Surgery. - M .: Medicine, 1966 - 312 p., Yumashev G.S. , Furman M.E. Osteochondrosis of the spine.- M .: Medicine, 1984 - 384 p.).

К основным недостаткам таких трансплантатов относится:The main disadvantages of such transplants include:

- снижение прочностных характеристик во время перестройки, сопровождающееся сминанием трансплантата и возникновением вторичных деформаций с частичной потерей коррекции в оперированном сегменте, величина проекционного оседания на 10-12% выше по сравнению с керамическим имплантатом, а потеря угловой коррекции в среднем выше на 5%;- a decrease in strength characteristics during reconstruction, accompanied by crushing of the graft and the occurrence of secondary deformations with partial loss of correction in the operated segment, the projection subsidence is 10-12% higher compared to a ceramic implant, and the loss of angular correction is 5% higher on average;

- необходимость дополнительного оперативного вмешательства для забора трансплантата;- the need for additional surgical intervention for graft collection;

- низкая рентгенологическая различимость относительно прилежащих костных структур.- low radiological visibility relative to adjacent bone structures.

Наиболее близким к заявляемому устройству для стабилизации сегментов позвоночника, прототипом, выбрано устройство для фиксации сегментов позвоночника по патенту РФ №2117463, приоритет от 20.08.1998 г. Устройство выполнено в виде усеченного сегмента, имеющего плоские поверхности в местах контакта с телом позвоночника. Устройство изготовлено из биосовместимого плотного керамического материала, содержащего оксид алюминия. На плоские поверхности нанесено пористое покрытие из того же материала, за счет чего они становятся шероховатыми.The closest to the claimed device for stabilizing segments of the spine, the prototype, the device for fixing the segments of the spine according to the patent of the Russian Federation No. 2177463, priority from 08.20.1998, the device is made in the form of a truncated segment having flat surfaces in places of contact with the body of the spine. The device is made of a biocompatible dense ceramic material containing alumina. On flat surfaces, a porous coating of the same material is applied, due to which they become rough.

Устройство изготовлено из биосовместимого плотного керамического материала, что позволяет полностью исключить вероятность возникновения вторичных деформаций в оперированном сегменте, появление иммунологического конфликта, риска передачи гемотрансфузионных инфекций.The device is made of a biocompatible dense ceramic material, which completely eliminates the likelihood of secondary deformations in the operated segment, the appearance of an immunological conflict, and the risk of transmission of blood transfusion infections.

К недостаткам этого устройства относится риск образования продуктов износа пористого покрытия, появляющихся от приложения нагрузки при функционировании позвонков.The disadvantages of this device include the risk of the formation of wear products of the porous coating that arise from the application of load during the functioning of the vertebrae.

Также недостатком устройства является то, что оно выполнено из плотной керамики, прочность которой намного превышает прочность сопредельных костных тканей, вызывая тем самым резорбцию и последующий лизис в месте контакта.Another disadvantage of the device is that it is made of dense ceramic, the strength of which is much higher than the strength of adjacent bone tissues, thereby causing resorption and subsequent lysis at the contact site.

Задачей изобретения является создание устройства для стабилизации сегментов позвоночника, позволяющее обеспечить надежную первичную фиксацию и значительно улучшить остеоинтеграцию при одновременном повышении технологичности изготовления и улучшении биомиметических характеристик, а также уменьшении травматичности при проведении операции имплантации.The objective of the invention is to provide a device for stabilizing segments of the spine, which allows for reliable primary fixation and significantly improves osseointegration while increasing manufacturability and improving biomimetic characteristics, as well as reducing trauma during implantation.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в известном устройстве для фиксации сегментов позвоночника, изготовленном из биосовместимого керамического материала и выполненном в виде объемного тела, имеющего плоские поверхности в местах контакта с сегментами позвоночника, которые выполнены не гладкими, в качестве материала используется композиционный керамический материал, имеющий пористо-проницаемую структуру, а на плоских поверхностях устройства выполнен вдавленный рельефный рисунок геометрического характера. Кроме того на плоские поверхности в местах контакта с сегментами позвоночника может быть нанесено кальций-фосфатное соединение. Устройство может быть выполнено в виде прямоугольного параллелепипеда со скругленными ребрами и округлым отверстием в центре. Поры керамического материала могут быть заполнены веществами медицинского назначения.The problem is solved due to the fact that in the known device for fixing segments of the spine, made of biocompatible ceramic material and made in the form of a volumetric body having flat surfaces in contact with segments of the spine, which are not smooth, the composite material is used as material, having a porous-permeable structure, and on flat surfaces of the device, a depressed relief pattern of a geometric nature is made. In addition, a calcium phosphate compound can be applied to flat surfaces in contact with spinal segments. The device can be made in the form of a rectangular parallelepiped with rounded ribs and a rounded hole in the center. The pores of the ceramic material can be filled with medical substances.

Предлагаемое устройство представлено на фиг. 1 (вид сверху) и фиг. 2 (вид сбоку). На фиг. 3а представлена сканирующая электронная микроскопия скола керамического имплантата, иллюстрирующая прорастание костных пластинок в глубинную пору имплантата с покрытием кальций - фосфатным соединением. На фиг.3б представлена поверхность поперечного скола имплантата, иллюстрирующая прорастание костных пластинок в сообщающиеся поры имплантата.The proposed device is presented in FIG. 1 (top view) and FIG. 2 (side view). In FIG. Figure 3a presents scanning electron microscopy of a ceramic implant cleavage, illustrating the germination of bone plates in the deep pore of an implant coated with a calcium-phosphate compound. On figb presents the surface of the transverse cleavage of the implant, illustrating the germination of bone plates in the communicating pores of the implant.

Устройство, показанное на фиг. 1, 2, выполнено в виде прямоугольного параллелепипеда со скругленными ребрами и с округлым отверстием 1 в центре. Устройство содержит сверху и снизу плоские поверхности 2, на которых выполнен вдавленный рельефный рисунок геометрического характера 3.The device shown in FIG. 1, 2, is made in the form of a rectangular parallelepiped with rounded ribs and with a rounded hole 1 in the center. The device contains above and below flat surfaces 2 on which a depressed relief pattern of a geometric nature 3 is made.

Выполнение на плоских поверхностях 2 вдавленного рельефного рисунка геометрического характера 3 позволяет увеличить площадь контакта с телом позвонка. За счет такого выполнения плоской поверхности, обеспечивается надежная первичная фиксация позвонков, что способствует ускорению сращивания устройства с костной тканью.Execution on flat surfaces 2 of a depressed relief pattern of a geometric nature 3 allows to increase the area of contact with the vertebral body. Due to this implementation of a flat surface, reliable primary fixation of the vertebrae is provided, which helps to accelerate the fusion of the device with bone tissue.

Такое выполнение плоской поверхности способствует более плотному прилеганию устройства к телу позвонка, а вдавленный рельеф позволяет меньше травмировать оперированное ложе.This embodiment of a flat surface contributes to a more snug fit of the device to the vertebral body, and a depressed relief allows less damage to the operated bed.

Использование пористого керамического материала, описанного в заявке №2011119067 приоритет 12.05.2011 г., позволяет получить устройство для стабилизации сегментов позвоночника с пористо-проницаемой структурой. В отличие от прототипа, предлагаемое устройство изготовлено целиком из пористого керамического материала, за счет чего улучшены биомиметические характеристики. Также обеспечена остеоинтеграция по всему объему устройства, а не только по поверхности, где имеется пористое покрытие, как у прототипа.The use of porous ceramic material described in application No. 20111119067 on May 12, 2011, provides a device for stabilizing spinal segments with a porous-permeable structure. Unlike the prototype, the proposed device is made entirely of porous ceramic material, due to which the biomimetic characteristics are improved. Osteointegration is also ensured over the entire volume of the device, and not only over the surface where there is a porous coating, as in the prototype.

При этом у большей части объема пористо-проницаемого материала входной размер пор меньше, чем их внутренние размеры. Это важное обстоятельство, так как обнаружено, что такая пористо-проницаемая структура устройства обеспечивает то, что новообразованная остеоидная ткань, разрастаясь по внутреннему пространству поры, не может «выскользнуть», так как узкий выход из поры ее «запирает», а поры содержат в своем внутреннем пространстве остеоидную ткань в виде костных пластинок. Описанный эффект иллюстрируется микрофотографией сканирующей электронной микроскопии (фиг.3а). Экспозиция 10 недель. Остеоидная ткань в виде костных пластинок в глубинных участках (порах) имплантата с покрытием кальций - фосфатным соединением. Прорастание костных пластинок в сообщающихся порах имплантата (фиг.3б).Moreover, in most of the volume of porous-permeable material, the input pore size is smaller than their internal dimensions. This is an important circumstance, since it was found that such a porous-permeable structure of the device ensures that the newly formed osteoid tissue, growing in the inner space of the pore, cannot “slip out”, since the narrow exit from the pore “locks” it, and the pores contain osteoid tissue in the form of bone plates in its internal space. The described effect is illustrated by a photomicrograph of scanning electron microscopy (figa). Exposition 10 weeks. Osteoid tissue in the form of bone plates in the deep sections (pores) of the implant coated with calcium - phosphate compound. The germination of bone plates in the communicating pores of the implant (figb).

Выполнение устройства в виде параллелепипеда со скругленными ребрами и с округлым отверстием в центре обеспечивает анатомичность при оперативном вмешательстве. Законченная геометрическая фигура в виде параллелепипеда позволяет производить подготовку места установки в телах позвонков стандартными хирургическими инструментами из стандартного доступа. На уровне повреждения рассекают превертебральную фасцию и переднюю продольную связку по оси позвоночника, при необходимости коагулируют сегментарные сосуды. Поврежденный диск рассекается и полностью иссекается вместе со смежными гиалиновыми пластинками тел позвонков, причем фиброзное кольцо следует рассекать Н-образно с сохранением его. Освобождается позвоночный канал от фрагментов дисков, тел и т.п., чем достигается декомпрессия спинного мозга и корешков. Замыкательные пластинки тел позвонков очищаются костными ложками до выступления «кровяной росы», но не убирая плотный кортикальный слой кости. В тех случаях, когда каудовентральный угол вышележащего тела позвонка прикрывает межпозвонковое пространство, долотами снимают 1-2 мм угла, чтобы открыть замыкательные пластинки позвонков. В сформированное таким образом пространство наиболее удобно вводится именно предлагаемая фигура устройства.The implementation of the device in the form of a parallelepiped with rounded ribs and with a rounded hole in the center provides anatomy during surgery. The completed geometric shape in the form of a parallelepiped allows the preparation of the installation site in the vertebral bodies with standard surgical instruments from standard access. At the level of damage, the prevertebral fascia and the anterior longitudinal ligament are cut along the axis of the spine, and segmental vessels are coagulated if necessary. The damaged disk is dissected and completely excised together with adjacent hyaline plates of the vertebral bodies, and the fibrous ring should be dissected in an H-shape with preservation of it. The spinal canal is freed from fragments of discs, bodies, etc., by which decompression of the spinal cord and roots is achieved. The end plates of the vertebral bodies are cleaned with bone spoons until the appearance of “blood dew”, but without removing the dense cortical layer of the bone. In cases where the caudoventral angle of the overlying vertebral body covers the intervertebral space, 1-2 mm of the angle are removed with chisels to open the vertebral end plates. It is the proposed device shape that is most conveniently introduced into the space thus formed.

Скругление ребер устройства гарантирует нетравматичность введения и последующего нахождения его в оперируемой зоне. Округлое отверстие в центре необходимо для введения специальных материалов, например, аллокости или костной соломки, оказывающих положительное влияние на процессы остеоинтеграции.The rounding of the ribs of the device ensures non-invasiveness of the introduction and its subsequent location in the operated area. A round hole in the center is necessary for the introduction of special materials, for example, allostones or bone straws, which have a positive effect on the processes of osseointegration.

Использование керамики при изготовлении устройства расширяет возможности моделирования формы и размеров. Устройство может изготавливаться известными способами, применяемыми при формообразовании изделий из керамики.The use of ceramics in the manufacture of the device expands the possibilities of modeling the shape and size. The device can be manufactured by known methods used in the shaping of ceramic products.

Устройство для стабилизации сегментов позвоночника изготавливается промышленным способом при одноосном прессовании из приготовленного по заявке №2011119067 (приоритет 12.05.2011 г.) композиционного керамического порошка, при использовании разработанной пресс-формы с широким диапазоном типоразмеров устройства, по высоте устройства от 0,5 мм до 19 мм.A device for stabilizing spinal segments is manufactured industrially by uniaxial pressing from a composite ceramic powder prepared according to application No. 20111119067 (priority 05/12/2011), using the developed mold with a wide range of device sizes, from 0.5 mm to a height of the device 19 mm

Claims (3)

1. Устройство для стабилизации сегментов позвоночника, изготовленное из биосовместимого керамического материала, выполненное в виде объемного тела, имеющего плоские поверхности в местах контакта с сегментами позвоночника, которые выполнены негладкими, отличающееся тем, что устройство целиком изготовлено из композиционного керамического материала, имеющего пористо-проницаемую структуру, при этом у большей части объема данного материала входной размер пор меньше, чем их внутренние размеры, а на плоских поверхностях устройства выполнен вдавленный рельефный рисунок геометрического характера.1. A device for stabilizing segments of the spine, made of biocompatible ceramic material, made in the form of a three-dimensional body having flat surfaces in contact with segments of the spine, which are made non-smooth, characterized in that the device is entirely made of a composite ceramic material having a porous-permeable structure, while for most of the volume of this material, the input pore size is smaller than their internal dimensions, and on the flat surfaces of the device bulged relief pattern geometric nature. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на его плоские поверхности в местах контакта с сегментами позвоночника нанесено кальций-фосфатное соединение.2. The device according to claim 1, characterized in that a calcium phosphate compound is applied to its flat surfaces in places of contact with segments of the spine. 3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что поры керамического материала заполнены веществами медицинского назначения. 3. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the pores of the ceramic material are filled with medical substances.
RU2011149031/14A 2011-12-01 2011-12-01 Device for stabilisation of spine segments RU2496452C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149031/14A RU2496452C2 (en) 2011-12-01 2011-12-01 Device for stabilisation of spine segments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149031/14A RU2496452C2 (en) 2011-12-01 2011-12-01 Device for stabilisation of spine segments

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011149031A RU2011149031A (en) 2013-06-10
RU2496452C2 true RU2496452C2 (en) 2013-10-27

Family

ID=48784474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011149031/14A RU2496452C2 (en) 2011-12-01 2011-12-01 Device for stabilisation of spine segments

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2496452C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117463C1 (en) * 1997-08-14 1998-08-20 Акционерное общество открытого типа "Санкт-Петербургский институт огнеупоров" Vertebral column segment fixation apparatus
WO1999020208A1 (en) * 1997-10-17 1999-04-29 Sbm Societe Anonyme Implant for interbody fusion of the spine and the like
RU2174376C2 (en) * 1999-04-20 2001-10-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Элкор" Method for making spondylodesis
JP2007061639A (en) * 1996-10-24 2007-03-15 Warsaw Orthopaedic Inc Ceramic fusion implant and composition containing osteoinductive factors
US20110245926A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Kitchen Michael S Intervertebral spacer and methods of use

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007061639A (en) * 1996-10-24 2007-03-15 Warsaw Orthopaedic Inc Ceramic fusion implant and composition containing osteoinductive factors
RU2117463C1 (en) * 1997-08-14 1998-08-20 Акционерное общество открытого типа "Санкт-Петербургский институт огнеупоров" Vertebral column segment fixation apparatus
WO1999020208A1 (en) * 1997-10-17 1999-04-29 Sbm Societe Anonyme Implant for interbody fusion of the spine and the like
RU2174376C2 (en) * 1999-04-20 2001-10-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Элкор" Method for making spondylodesis
US20110245926A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Kitchen Michael S Intervertebral spacer and methods of use

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШЕМЯКИНА И.В. и др. Перспективы использования наноструктурированных пористых керамических материалов в вертебрологии. IV Всероссийская конференция по наноматериалам / Сборник материалов. - М.: 2011, с.170, 1-4 абзац. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011149031A (en) 2013-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10271958B2 (en) Interbody spacer
EP2773294B1 (en) Microstructured implant surfaces
JP2021166836A (en) Expandable spinal implant system and method
US20190314169A1 (en) Coated and layered vertebral disc arthrodesis prothesis
US20160100954A1 (en) Fusion device and associated methods
US20110076316A1 (en) Scalable matrix for the in vivo cultivation of bone and cartilage
ES2689068T3 (en) Implants that have three different surfaces
ES2348066T3 (en) METALICO-SPONJOSO INJERTO AND MANUFACTURING PROCEDURE OF THE SAME.
JP2016135242A (en) Spinal implant with fluid delivery capabilities
WO2018023131A1 (en) Bone fixation device and method of use
TW201922184A (en) Porous implantable interbody devices
RU2387410C1 (en) Device for elimination of defects and deformities of lower jaw bone
RU2496452C2 (en) Device for stabilisation of spine segments
RU156702U1 (en) Mesh Implant for Reconstruction of the Ventral Spine in Patients with a Reduced Mineral Density of Bone Tissue
RU2534614C1 (en) Method for surgical correction of inadequacy of periphery edge of cotyloid cavity with use of porous titanium nickelide materials
KR20170035895A (en) Biocompatible material in granules made of metal material or metal alloys and use of said granules for vertebroplasty
WO2019041054A1 (en) Particulate biomaterial containing particles with geodesic shapes, production method and use for filling or substituting bone tissue
RU105584U1 (en) DEVICE FOR SUBSTITUTION OF BONE DEFECT IN TREATMENT OF IMPRESSION Fracture OF METAEPIPHYSICAL DEPARTMENT OF TUBULAR BONE
RU2673955C1 (en) Method of treatment of diskogenic stenoses of spinal canal in lumbar spine with device with expanding height for replacement of intervertebral disk from transpsoas access
RU171825U1 (en) IMPLANT FOR SUBSTITUTION OF BONE DEFECTS AND INTERDERBINAL DISK
RU2117463C1 (en) Vertebral column segment fixation apparatus
UA106018C2 (en) Method for anterior spondylosyndesis and vertical meshed one-piece endoprosthesis for realization of method
RU2174376C2 (en) Method for making spondylodesis
US11278420B2 (en) Recessed pocket spinal implant
RU168519U1 (en) IMPLANT FOR SUBSTITUTION OF BONE DEFECTS AND INTERDERBINAL DISK

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161202

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20181003

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190618

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191202

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201014