RU2766250C1

RU2766250C1 - Implant for replacing the area of a bone defect on the anterior surface of the glenoid of the shoulder blade and a manipulator for its installation

Info

Publication number: RU2766250C1
Application number: RU2021124514A
Authority: RU
Inventors: Олег Олегович Киямов; Константин Алексеевич Аракчеев; Максим Олегович Абраменко; Евгения Эдуардовна Мирзалиева; Кирилл Андреевич Худяшов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Медико-инженерный центр сплавов с памятью формы" (ООО "МИЦ СПФ")
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2022-02-10

Abstract

FIELD: traumatology and orthopedics.

SUBSTANCE: inventions group relates to traumatology and orthopedics and can be used to stabilize the shoulder joint during its chronic instability. The implant for replacing the bone defect zone on the anterior surface of the glenoid of the shoulder blade has the shape of an anatomically curved trapezoidal prism with a smoothed outer contour and is made individually from an ultrapure titanium-aluminum-vanadium alloy (Ti6Al4VELI) by selective laser fusion on an SLM 3D printer using a three-dimensional model. The three-dimensional model was created when designing the anatomical shape of the implant using hybrid parametric modeling and topological optimization taking into account the parameters of the glenoid bone defect according to multispiral computed tomography of the shoulder joint. The implant has a lower contact wall with conical spikes, curved inward and an upper wall, going with an inclination, curved outward at an angle. The upper and lower walls have technological holes with a specific location, diameter, depth and direction obtained during the design for the installation of fixing screws and Kirschner wires into the channels with the direction and depth of the glenoid conduction in the bone of the implant opening. In the center there is one blind hole with a support platform and a hexagonal recess for the counter part of the manipulator, opposite which a pin is located on the lower contact wall, the height of the front wall is greater than the rear one, the side walls are directed towards at an angle α obtained during the design. The manipulator for installing the implant includes a rod in the form of a cylinder with a section truncated by a plane parallel to its longitudinal axis to form a rectangular side wall. At the working end, the rod has a hexagonal protrusion, with a split retaining ring installed in a circular groove to interact with the counterpart of the implant. The opposite square end engages the sleeve. The rod is inserted into a tube on which an L-shaped stop with a cylinder-shaped rod retainer is installed. The manipulator for installing the implant includes a rod in the form of a cylinder with a section truncated by a plane parallel to its longitudinal axis to form a rectangular side wall. At the working end, the rod has a hexagonal protrusion, with a split retaining ring installed in a circular groove to interact with the counterpart of the implant. The opposite square end engages the sleeve. The rod is inserted into a tube on which an L-shaped stop with a cylinder-shaped rod retainer is installed.

EFFECT: implant and manipulator allow to reliably and stably fix the implant on the manipulator when positioning the implant in space in all directions and not to limit visual control in the narrow space of the operating field, including muscles and tendon complex, to reduce the time for the operation and to simplify it in general.

2 cl, 1 ex, 26 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии и может использоваться для стабилизации плечевого сустава при его хронической нестабильности.The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, and can be used to stabilize the shoulder joint in its chronic instability.

Известны несколько способов восстановления дефекта переднего края суставной впадины лопатки при хронической нестабильности плечевого сустава.There are several ways to restore the defect of the anterior edge of the articular cavity of the scapula in chronic instability of the shoulder joint.

Операция Бристоу-Латарже/Bristow-Latarjet (The Bristow-Latarjet procedure, a historical note on a technique in comeback, J. A. van der Linde, R. van Wijngaarden, M. P. Somford, D F. P van Deurzen, M. P. J. van den Bekerom, European Society of Sports Traumatology, Knee Surgery, Arthroscopy (ESSKA) 2015, published online 1 august 2015, p.4). Используя дельтопекторальный доступ обнажается клювовидный отросток, и его верхушка предварительно просверливается. Клювовидный отросток отрезается между местами прикрепления мышцы coracobrachialis и местом прикрепления малой грудной мышцы. Рука помещается в наружную ротацию и передний край гленоида обнажается вертикальным разрезом сухожилия подлопаточной кости вблизи места прикрепления к плечевой кости. Подлопаточная часть очищается от капсулы. Удаляют измельченную надкостничную соединительную ткань на передней шейке плечевой кости. После того, как шейка лопатки подготовлена с помощью сверла, клювовидный отросток прижимается к шейке лопатки и крепится к шейке лопатки винтом диаметром 3,0 или 3,5 мм. Винт должен быть перпендикулярен передней поверхности шейки лопатки на полпути между верхним и нижним косыми краями гленохумаральной поверхности. Затем руку помещают во внутреннюю ротацию и подлопаточное сухожилие ушивают с достаточным перекрытием.Operation Bristow-Latarjet/Bristow-Latarjet (The Bristow-Latarjet procedure, a historical note on a technique in comeback, JA van der Linde, R. van Wijngaarden, MP Somford, D F. P van Deurzen, MPJ van den Bekerom, European Society of Sports Traumatology, Knee Surgery, Arthroscopy (ESSKA) 2015, published online 1 August 2015, p.4). Using deltopectoral access, the coracoid process is exposed, and its tip is pre-drilled. The coracoid process is cut between the insertion of the coracobrachialis muscle and the insertion of the pectoralis minor muscle. The arm is placed in external rotation and the anterior margin of the glenoid is exposed by a vertical incision in the subscapular tendon near the insertion to the humerus. The subscapular part is cleared of the capsule. The crushed periosteal connective tissue on the anterior neck of the humerus is removed. After the neck of the scapula is prepared with a drill, the coracoid process is pressed against the neck of the scapula and attached to the neck of the scapula with a screw with a diameter of 3.0 or 3.5 mm. The screw should be perpendicular to the anterior surface of the neck of the scapula halfway between the superior and inferior oblique edges of the glenohumeral surface. The arm is then placed in internal rotation and the subscapularis tendon is sutured with sufficient overlap.

Недостатками данного способа являются: необходимость формирования костного трансплантата из клювовидного отростка лопатки, трудность позиционирования фрагмента относительно суставной поверхности гленоида, ограничение возможности интраоперационного рентген-контроля позиции костного трансплантата, ограничение возможности подбора трансплантата в зависимости от размера дефекта суставной поверхности гленоида, риск несращения и резорбции костного трансплантата, риск деструкции, раскалывания трансплантата при его установке, риск повреждения плечевого сплетения и кожно-мышечного нерва. В связи с изменением анатомии клювовидного отростка лопатки происходит нарушение биомеханики и ограничение наружной ротации в плечевом суставе.The disadvantages of this method are: the need to form a bone graft from the coracoid process of the scapula, the difficulty of positioning the fragment relative to the articular surface of the glenoid, limiting the possibility of intraoperative X-ray control of the position of the bone graft, limiting the possibility of selecting a graft depending on the size of the defect in the articular surface of the glenoid, the risk of non-union and resorption of the bone graft, the risk of destruction, splitting of the graft during its installation, the risk of damage to the brachial plexus and musculocutaneous nerve. Due to the change in the anatomy of the coracoid process of the scapula, there is a violation of biomechanics and a limitation of external rotation in the shoulder joint.

Операция Латарже/Open-Latarje (Latarjet Procedure for the Treatment of Anterior Glenohumeral Instability, Woodmass, Jarret M. MD, FRCSC1,2; Wagner, Eric R. MD, MSc1,3; Solberg, Muriel BSc1,4; Hunt, Tyler J. BS1,5; Higgins, Laurence D. MD, MBA1,6, JBJS Essential Surgical Techniques: published July-September 2019, Volume 9, Issue 3, pe 31, doi: 10.2106/JBJS.ST.18.00025, p.1). Открытая операция Латарже эффективна для лечения рецидивирующей передней плечевой нестабильности и предпочтительна по сравнению с артроскопической репарацией Банкарта при наличии дефекта гленоида. Процедура Латарже включает в себя перенос коракоида в переднюю часть гленоида на следующих этапах. Этап 1: Предоперационное планирование включает в себя оценку деформации гленоида и целостности вращательной манжеты. Степень потери костной массы измеряется с использованием метода круговых линий. Этап 2: Пациент находится в положении пляжного кресла с рукой в пневматическом держателе для рук. Используется система параллельных направляющих сверла с канюлированными винтами диаметром 3,75 мм. Этап 3: Делается разрез от 5 до 6 см по передней подмышечной линии. Устанавливается дельтопекторальный интервал, и головная вена мобилизуется латерально. Коракоакромиальная связка рассечена на 15 мм латеральнее коракоида, чтобы обеспечить последующее восстановление передней капсулы. Малая грудная клетка отделяется поднадкостнично от медиального коракоида. Осциллирующая пила под углом 90° используется для рассечения коракоида медиально-латерально. Корако-плечевая связка освобождается. Этап 4: В коракоиде проделываются два отверстия диаметром 4,0 мм на расстоянии 1 см друг от друга. Нижняя поверхность декорирована. Этап 5: Подлопаточная мышца разделяется на стыке двух верхних третей и одной нижней. Продольная капсулотомия выполняется параллельно суставной впадине. Этап 6: Мягкие ткани, включая капсулу и губу, удаляются из передней части гленоида. Кость декортицируется остеотомом и рашпилем. Этап 7: Коракоид расположен заподлицо или на 1 мм глубже относительно гленоида. Две направляющие диаметром 1,6 мм устанавливаются с помощью параллельной направляющей сверла, за которой следует канюлированный расширитель и два канюлированных винта диаметром 3,75 мм. Этап 8: Коракоакромиальная связка прикрепляется к капсуле. Этап 9: Подлопаточный разрез восстанавливается сбоку. Дельтопекторальный интервал и кожа закрыты стандартным способом. После операции применяется стандартизированный протокол реабилитации.Latarjet Procedure for the Treatment of Anterior Glenohumeral Instability, Woodmass, Jarret M. MD, FRCSC1.2; Wagner, Eric R. MD, MSc1.3; Solberg, Muriel BSc1.4; Hunt, Tyler J BS1.5, Higgins, Laurence D. MD, MBA1.6, JBJS Essential Surgical Techniques: published July-September 2019, Volume 9, Issue 3, pe 31, doi: 10.2106/JBJS.ST.18.00025, p.1) . Open Latarjet is effective for the treatment of recurrent anterior shoulder instability and is preferred over arthroscopic Bankart repair in the presence of a glenoid defect. The Latarjet procedure involves transferring the coracoid to the anterior part of the glenoid in the following steps. Step 1: Preoperative planning includes assessment of glenoid deformity and rotator cuff integrity. The degree of bone loss is measured using the circle line method. Step 2: The patient is in the beach chair position with the hand in the pneumatic hand holder. A system of parallel drill guides with cannulated screws with a diameter of 3.75 mm is used. Step 3: A 5 to 6 cm incision is made along the anterior axillary line. The deltopectoral interval is established and the cephalic vein is mobilized laterally. The coracoacromial ligament was dissected 15 mm lateral to the coracoid to allow subsequent repair of the anterior capsule. The thorax minor is separated subperiosteally from the medial coracoid. An oscillating saw at a 90° angle is used to cut the coracoid medially-laterally. The coraco-humeral ligament is released. Step 4: Two 4.0 mm diameter holes are made in the coracoid, 1 cm apart. The bottom surface is decorated. Stage 5: The subscapularis muscle is divided at the junction of the two upper thirds and one lower. Longitudinal capsulotomy is performed parallel to the glenoid cavity. Step 6: Soft tissues, including the capsule and lip, are removed from the anterior part of the glenoid. The bone is decorated with an osteotome and a rasp. Step 7: Coracoid is flush with or 1 mm deeper than the glenoid. Two 1.6 mm diameter guides are installed with a parallel drill guide followed by a cannulated dilator and two 3.75 mm cannulated screws. Step 8: The coracoacromial ligament is attached to the capsule. Step 9: The subscapular incision is repaired laterally. The deltopectoral interval and the skin are closed in a standard way. After the operation, a standardized rehabilitation protocol is applied.

Недостатками данного способа являются: необходимость формирования костного трансплантата из клювовидного отростка лопатки, трудность позиционирования фрагмента относительно суставной поверхности гленоида, ограничение возможности интраоперационного рентген-контроля позиции костного трансплантата при необходимости, ограничение возможности подбора трансплантата в зависимости от размера дефекта суставной поверхности гленоида, т.е. индивидуального подбора, риск несращения и резорбции костного трансплантата, риск деструкции (раскалывания) трансплантата при его установке.The disadvantages of this method are: the need to form a bone graft from the coracoid process of the scapula, the difficulty of positioning the fragment relative to the articular surface of the glenoid, limiting the possibility of intraoperative X-ray control of the position of the bone graft if necessary, limiting the possibility of selecting a graft depending on the size of the defect in the articular surface of the glenoid, i.e. . individual selection, the risk of nonunion and resorption of the bone graft, the risk of destruction (splitting) of the graft during its installation.

Наиболее близким к заявляемому является имплантат, описанный в патенте «Способ восстановления дефекта переднего края суставной впадины лопатки при хронической рецидивирующей передней нестабильности плечевого сустава» (патентообладатель: ФГБУ "ННИИТО им. Я.Л. Цивьяна" Минздрава России, г. Новосибирск, патент RU 2573803 С1, МПК А61В 6/03, А61В 17/56, опубл. 27.01.2016, Бюл. №3), принятый за прототип.Closest to the claimed is the implant described in the patent "Method for restoring a defect in the anterior edge of the glenoid cavity of the scapula in chronic recurrent anterior instability of the shoulder joint" (patent holder: FSBI "NNIITO named after Ya.L. Tsivyan" of the Ministry of Health of Russia, Novosibirsk, patent RU 2573803 C1, IPC А61В 6/03, А61В 17/56, published on January 27, 2016, Bull. No. 3), taken as a prototype.

Способ восстановления дефекта переднего края суставной впадины лопатки при хронической рецидивирующей передней нестабильности плечевого сустава, включающий многосрезовую компьютерную томографию, 3D-реконструкцию на патологической стороне, артроскопическую пластику костного дефекта с помощью трансплантата.A method for restoring a defect in the anterior edge of the articular cavity of the scapula in chronic recurrent anterior instability of the shoulder joint, including multislice computed tomography, 3D reconstruction on the pathological side, arthroscopic plasty of a bone defect using a graft.

Для изготовления трансплантата при 3D-реконструкции костного дефекта в сагиттальной плоскости при помощи ишиометра воссоздают окружность гленоидальной впадины лопатки, соответствующую правильной анатомической конфигурации суставной впадины лопатки, реконструкцию воссоздают по краям дефекта, высчитывают точную анатомическую конфигурацию, площадь и объем дефекта путем очерчивания контуров дефекта и заштриховывания его в трех плоскостях: горизонтальной, сагиттальной и фронтальной. С учетом ранее полученных данных при 3D-реконструкции в соответствии с размерами дефекта изготавливают трансплантат из прочного биологически совместимого материала, например пористого никелида титана. Трансплантат выпиливают и обтачивают из заготовок, имеющих круглую или цилиндрическую форму, толщиной от 1 до 3 см. Затем формируют два отверстия, в которые вводят спицы, а затем устанавливают винты.For the manufacture of a graft during 3D reconstruction of a bone defect in the sagittal plane, using an ischiometer, the circumference of the glenoid cavity of the scapula is recreated, corresponding to the correct anatomical configuration of the glenoid cavity of the scapula, the reconstruction is recreated along the edges of the defect, the exact anatomical configuration, area and volume of the defect are calculated by outlining the contours of the defect and shading in three planes: horizontal, sagittal and frontal. Taking into account the previously obtained data during 3D reconstruction, in accordance with the size of the defect, a graft is made from a durable biologically compatible material, for example, porous titanium nickelide. The graft is cut out and turned from blanks having a round or cylindrical shape, with a thickness of 1 to 3 cm. Then two holes are formed into which the knitting needles are inserted, and then the screws are installed.

Недостатками используемого в данном способе устройства являются:The disadvantages of the device used in this method are:

- низкотехнологичный и неточный способ подготовки имплантата, а именно обтачивание и выпиливание заготовок из пористого никелида титана круглой и цилиндрической формы, при этом в процессе производства возможно образование сколов и трещин пористого материала имплантата;- a low-tech and inaccurate method of implant preparation, namely, turning and cutting blanks from porous titanium nickelide of round and cylindrical shape, while during the production process, chips and cracks in the porous implant material are possible;

- невозможность придания в пористом имплантате поверхности аналогичной суставной методом обтачивания/шлифования из-за сквозной пористой структуры;- the impossibility of giving in a porous implant a surface similar to the articular one by turning / grinding due to the through porous structure;

- отсутствие отверстия для манипуляционного инструмента или держателя имплантата, необходимого для правильного позиционирования и установки имплантата в верном направлении;- lack of a hole for a manipulation tool or implant holder, necessary for correct positioning and installation of the implant in the right direction;

- отсутствие в имплантате дополнительных отверстий под спицы Киршнера для сохранения ротационной стабильности имплантата в процессе установки;- the absence of additional holes in the implant for Kirschner wires to maintain the rotational stability of the implant during installation;

- риск ослабления и миграции фиксирующих винтов в процессе установки, вследствие деформаций/скалывания поверхностей в отверстиях пористого имплантата из-за неоднородности и разности физико-механических свойств применяемых материалов: винты выполнены из титанового сплава ВТ6 (Ti6Al4V), имплантат выполнен из пористого сплава никелид титана (Porous NiTi), что приводит к ослаблению фиксации имплантата с костью, в результате чего увеличивается риск возникновения резорбции и как следствие появление нестабильности и возникновение миграции имплантата;- the risk of loosening and migration of the fixing screws during installation, due to deformations / chipping of the surfaces in the holes of the porous implant due to the heterogeneity and difference in the physical and mechanical properties of the materials used: the screws are made of titanium alloy VT6 (Ti6Al4V), the implant is made of a porous titanium nickelide alloy (Porous NiTi), which leads to a weakening of the fixation of the implant with the bone, resulting in an increased risk of resorption and, as a result, the appearance of instability and the occurrence of implant migration;

- наличие значительного костного дефекта для установки пористого имплантата.- the presence of a significant bone defect for the installation of a porous implant.

Известен инструмент для установки имплантата, представленный в патенте US 2013/0018466 A1 (WARSAW ORTHOPEDIC INC, и др. 17.01.2013).Known tool for implant installation, presented in US patent 2013/0018466 A1 (WARSAW ORTHOPEDIC INC, and others 01/17/2013).

Инструмент для установки и позиционирования имплантата - удлиненный держатель в виде трубки и Т-образной ручки. Удлиненный держатель на рабочем конце имеет удерживающий элемент в виде пальцев, которые вводят в пазы на боковых стенках имплантата. Между пальцами на рабочем конце имеется фиксирующий элемент, который вводят в отверстие на конце имплантата.Instrument for insertion and positioning of the implant - an elongated holder in the form of a tube and a T-handle. The elongated holder at the working end has a holding element in the form of fingers that are inserted into the grooves on the side walls of the implant. Between the fingers at the working end there is a fixing element, which is inserted into the hole at the end of the implant.

Недостатками инструмента для установки имплантата являются: массивные пальцы на рабочем конце, предназначенные для захвата и позиционирования имплантата в пространстве, существенно ограничивают визуальный контроль точности проведения имплантата в узком операционном пространстве, включающем мышцы и сухожильный комплекс, при необходимости ротации и поворота имплантата в пространстве усилия, прилагаемые к элементам имплантата пальцами инструмента, могут привести к разрушению конструкции.The disadvantages of the instrument for implant installation are: massive fingers at the working end, designed to grip and position the implant in space, significantly limit the visual control of the accuracy of the implant in a narrow operating space, including muscles and tendon complex, if rotation and rotation of the implant in the force space is necessary, applied to the implant elements with the fingers of the instrument, can lead to the destruction of the structure.

Наиболее близким к заявляемому манипулятору является: «Устройство для установки межтелового кейджа из переднего доступа с целью выполнения спондилодеза в поясничном отделе позвоночника» (патентообладатель: ФГБУ «РНИИТО им. P.P. Вредена» Минздрава России, Санкт-Петербург, патент на полезную модель RU 193969 С1, МПК A61F 2/46 A61F 2/44, опубл. 21.11.2019, Бюл. №33).The closest to the claimed manipulator is: "Device for installing an interbody cage from the anterior access to perform fusion in the lumbar spine" (patentee: FSBI "RNIITO named after PP Vreden" of the Ministry of Health of Russia, St. Petersburg, utility model patent RU 193969 C1 , IPC A61F 2/46 A61F 2/44, published 11/21/2019, Bull. No. 33).

Устройство выполнено сборно-разборным, включает корпус, состоящий из внешней части и введенной в нее внутренней части, на рабочем конце которой выполнена резьба для вкручивания в центральное резьбовое отверстие кейджа, а на другом - цилиндрообразная рукоятка. На рабочем конце внешней части с торца по одной диаметральной линии выполнены опорные элементы для ответной части кейджа, а с другого конца перпендикулярно опорным элементам выполнена рукоятка, не перекрывающая входное отверстие для введения внутренней части. На рабочем конце внешней части выполнены метки глубины.The device is collapsible, includes a body consisting of an outer part and an inner part inserted into it, at the working end of which there is a thread for screwing into the central threaded hole of the cage, and at the other end - a cylindrical handle. At the working end of the outer part from the end along one diametral line there are supporting elements for the counter part of the cage, and at the other end a handle is made perpendicular to the supporting elements, not blocking the inlet for introducing the inner part. Depth marks are made at the working end of the outer part.

Недостатками инструмента для установки имплантата являются:The disadvantages of the instrument for implant placement are:

- массивная Т-образная ручка, существенно ограничивающая визуальный контроль точности проведения имплантата в узком пространстве, включающем нервные окончания;- a massive T-shaped handle, which significantly limits the visual control of the accuracy of the implant in a narrow space, including nerve endings;

- отсутствие быстросъемной ручки/рукояти с держателем имплантата не позволит при необходимости увеличить пространство для безопасного и удобного использования инструмента для установки винтов и увеличить обзор врачу;- the lack of a quick-release handle/handle with an implant holder will not allow, if necessary, to increase the space for safe and convenient use of the instrument for installing screws and increase the view to the doctor;

- наличие резьбовой фиксации инструмента к имплантату увеличивает время на откручивание и удаление инструмента из раны после установки имплантата.- the presence of threaded fixation of the instrument to the implant increases the time for unscrewing and removing the instrument from the wound after implant installation.

Назначение изобретения: создание набора устройств для установки имплантата повышенной прочности с увеличенной площадью контакта с помощью манипулятора, обеспечивающего точность и надежность позиционирования имплантата для стабилизации плечевого сустава при хронической нестабильности в случаях формирования дефицита суставной поверхности гленоида для предотвращения соскальзывания головки плеча с переднего края гленоида путем замещения костного дефекта.Purpose of the invention: creation of a set of devices for installing a high-strength implant with an increased contact area using a manipulator that ensures accuracy and reliability of implant positioning for stabilization of the shoulder joint in chronic instability in cases of formation of a deficit in the articular surface of the glenoid to prevent slipping of the humeral head from the anterior edge of the glenoid by replacement bone defect.

Назначение изобретения достигается имплантатом для замещения зоны костного дефекта на передней поверхности гленоида лопатки плечевого сустава. Имплантат выполнен из металла в виде объемной фигуры с отверстиями под винты и спицы, форма и размеры которой получены на основании выполнения мультиспиральной компьютерной томографии и трехмерной реконструкции на стороне дефекта. Имеет форму анатомически изогнутой трапециевидной призмы со сглаженным внешним контуром. Изготовлен индивидуально из сверх чистого сплава титан - алюминий - ванадий (Ti6Al4VELI) методом селективного лазерного сплавления на SLM 3D-принтере по трехмерной модели, созданной при проектировании анатомической формы имплантата с использованием гибридного параметрического моделирования и топологической оптимизации с учетом параметров костного дефекта гленоида по данным мультиспиральной компьютерной томографии плечевого сустава. Имеет нижнюю контактную стенку с конусообразными шипами, выгнутую внутрь и верхнюю стенку, идущую с наклоном, под углом выгнутую кнаружи. Верхняя и нижняя стенки имеют технологические отверстия с определенными местоположением, диаметром, глубиной и направлением полученными при проектировании. По углам со стороны передней стенки два сквозных отверстия для установки фиксирующих винтов с конусовидным круговым выступом, образующим площадку под головку винта, в каналы с задаваемым отверстием имплантата направлением и глубиной проведения в кости гленоида. По углам со стороны задней стенки два сквозных отверстия для установки спиц Киршнера в заданном отверстием имплантата направлении. В центре одно глухое отверстие с опорной площадкой и гексагональным углублением для ответной части манипулятора, напротив которого на нижней контактной стенке расположен пин, высота передней стенки больше, чем задней, боковые стенки направлены навстречу под углом α, полученным при проектировании.The purpose of the invention is achieved by an implant to replace the zone of a bone defect on the anterior surface of the glenoid of the scapula of the shoulder joint. The implant is made of metal in the form of a three-dimensional figure with holes for screws and wires, the shape and dimensions of which were obtained on the basis of multislice computed tomography and three-dimensional reconstruction on the side of the defect. It has the shape of an anatomically curved trapezoidal prism with a smooth outer contour. Made individually from an ultra-pure titanium-aluminum-vanadium alloy (Ti6Al4VELI) by selective laser fusion on an SLM 3D printer according to a three-dimensional model created when designing the anatomical shape of the implant using hybrid parametric modeling and topological optimization, taking into account the parameters of the glenoid bone defect according to multispiral computed tomography of the shoulder joint. It has a lower contact wall with cone-shaped spikes, curved inward and an upper wall, going with an inclination, curved outward at an angle. The top and bottom walls have technological openings with a specific location, diameter, depth and direction obtained during the design. At the corners from the side of the front wall there are two through holes for installing fixing screws with a cone-shaped circular protrusion forming a platform for the screw head into the channels with the direction and insertion depth in the glenoid bone specified by the implant hole. There are two through holes in the corners on the side of the back wall for installing Kirschner wires in the direction specified by the implant hole. In the center there is one blind hole with a support platform and a hexagonal recess for the mating part of the manipulator, opposite which there is a pin on the lower contact wall, the height of the front wall is greater than the back one, the side walls are directed towards at an angle α obtained during the design.

Новизна изобретенияThe novelty of the invention

1. Имеет форму анатомически изогнутой трапециевидной призмы со сглаженным внешним контуром. Изготовлен индивидуально из сверх чистого сплава титан - алюминий - ванадий (Ti6Al4VELI) методом селективного лазерного сплавления (Selective Laser Melting) на SLM 3D-принтере по трехмерной модели, созданной при проектировании анатомической формы имплантата с использованием гибридного параметрического моделирования и топологической оптимизации с учетом параметров костного дефекта гленоида по данным мультиспиральной компьютерной томографии плечевого сустава. Позволяет придать более точную форму с увеличенным контактом с поверхностью дефекта, а также при предоперационном планировании, корректировать размеры и контурные показатели, задавать местоположение, диаметр, глубину и направления для винтов и спиц. Сплав титана обладает прочностью и инертностью в биологических средах.1. It has the shape of an anatomically curved trapezoidal prism with a smooth outer contour. Made individually from an ultra-pure titanium-aluminum-vanadium alloy (Ti6Al4VELI) by selective laser melting (Selective Laser Melting) on an SLM 3D printer according to a three-dimensional model created when designing the anatomical shape of the implant using hybrid parametric modeling and topological optimization taking into account bone parameters glenoid defect according to multispiral computed tomography of the shoulder joint. Allows you to give a more accurate shape with increased contact with the surface of the defect, as well as in preoperative planning, adjust the size and contour indicators, set the location, diameter, depth and directions for screws and wires. Titanium alloy has strength and inertness in biological environments.

2. Имеет нижнюю контактную стенку с конусообразными шипами, выгнутую внутрь и верхнюю стенку, идущую с наклоном, под углом выгнутую кнаружи. Шипы обеспечивают дополнительную стабилизацию имплантата, что способствует улучшенной костной интеграции. Конусообразная форма шипов позволяет глубже проникнуть в поверхность кости и предотвратить ротацию и обеспечить стабильность Вогнутая конфигурация позволяет ориентировать его в необходимом сегменте гленоида без потери площади контакта.2. It has a lower contact wall with cone-shaped spikes, curved inward and an upper wall, going with an inclination, curved outward at an angle. The spikes provide additional stability to the implant, resulting in improved osseous integration. The conical shape of the spikes allows deeper penetration into the bone surface and prevents rotation and provides stability. The concave configuration allows it to be oriented in the desired segment of the glenoid without loss of contact area.

3. Верхняя и нижняя стенки имеют технологические отверстия с определенными местоположением, диаметром, глубиной и направлением полученными при проектировании. По углам со стороны передней стенки два сквозных отверстия для установки фиксирующих винтов с конусовидным круговым выступом, образующим площадку под головку винта, в каналы с задаваемым отверстием имплантата направлением и глубиной проведения в кости гленоида. Конфигурация отверстий позволяет разместить винты на уровне внешнего контура имплантата заподлицо, что предотвращает травмирование мягких тканей. Последовательное введение фиксирующих винтов по предварительно выполненным в определенном заданном направлении костным каналам позволяет достигнуть дополнительной компрессии при введении 1-го винта и стабилизации при введении 2-го винта. Местоположение, величины диаметра, глубины и направления отверстий, а также направление и глубина каналов индивидуальны и зависят от размера гленоида и величины дефекта.3. The top and bottom walls have technological openings with a specific location, diameter, depth and direction obtained during the design. At the corners from the side of the front wall there are two through holes for installing fixing screws with a cone-shaped circular protrusion forming a platform for the screw head into the channels with the direction and insertion depth in the glenoid bone specified by the implant hole. The configuration of the holes allows you to place the screws at the level of the external contour of the implant flush, which prevents injury to soft tissues. Sequential insertion of fixation screws along the bone channels previously made in a certain predetermined direction allows achieving additional compression with the introduction of the 1st screw and stabilization with the introduction of the 2nd screw. The location, size of the diameter, depth and direction of the holes, as well as the direction and depth of the channels are individual and depend on the size of the glenoid and the size of the defect.

4. По углам со стороны задней стенки два сквозных отверстия для установки спиц Киршнера в заданном отверстием имплантата направлении. Сквозные отверстия с определенными местоположением, диаметром, глубиной и направлением получены при проектировании анатомической формы имплантата и позволяют провести промежуточную фиксацию имплантата спицами Киршнера к передней поверхности гленоида, что усиливает стабилизацию и препятствует ротации при формировании костных каналов для последующей установки винтов.4. At the corners from the side of the back wall, there are two through holes for installing Kirschner wires in the direction specified by the implant hole. Through holes with a certain location, diameter, depth and direction were obtained during the design of the anatomical shape of the implant and allow for intermediate fixation of the implant with Kirschner wires to the anterior surface of the glenoid, which enhances stabilization and prevents rotation during the formation of bone channels for the subsequent installation of screws.

5. В центре расположено одно глухое отверстие с опорной площадкой и гексагональным углублением для ответной части манипулятора. Гексагональное отверстие позволяет закрепить имплантат в манипуляторе и путем импакции осуществить фиксацию на передней поверхности гленоида с возможностью сохранения ротационной мобильности и адаптацией относительно суставной поверхности.5. In the center there is one blind hole with a support platform and a hexagonal recess for the mating part of the manipulator. The hexagonal hole makes it possible to fix the implant in the manipulator and, by means of impaction, fix it on the anterior surface of the glenoid with the possibility of maintaining rotational mobility and adaptation relative to the articular surface.

6. На нижней контактной стенке имплантата расположен пин. Пин на нижней поверхности имплантата позволяет путем импакции осуществить фиксацию на передней поверхности гленоида с возможностью сохранения ротационной мобильности и адаптацией относительно суставной поверхности.6. A pin is located on the lower contact wall of the implant. The pin on the lower surface of the implant allows, by means of impaction, fixation on the anterior surface of the glenoid with the possibility of maintaining rotational mobility and adaptation relative to the articular surface.

7. Высота передней стенки больше, чем задней. Боковые стенки направлены навстречу под углом α, полученным при проектировании. Снижение высоты передней и заужение боковых стенок по направлению к задней стороне имплантата позволяет получить: более плоскую поверхность для параоссальной адаптации к мягким тканям; компактную форму для уменьшения размеров доступа и удобства установки в процессе операции.7. The height of the front wall is greater than the back. The side walls are directed towards at an angle α obtained during the design. Reducing the height of the anterior and narrowing the side walls towards the back of the implant allows you to get: a flatter surface for paraosseous adaptation to soft tissues; compact shape to reduce the size of access and ease of installation during surgery.

Назначение изобретения достигается также тем, что используется манипулятор для установки имплантата. Выполнен сборно-разборным, включает стержень, на рабочем конце которого выполнен элемент для ответной части имплантата, а на другом находится рукоятка. Имеет внешнюю часть в виде полой трубки, на рабочем конце выполнены метки глубины. Стержень соединен с рукояткой муфтой.The purpose of the invention is also achieved by the fact that a manipulator is used to install the implant. Made collapsible, includes a rod, on the working end of which there is an element for the counterpart of the implant, and on the other there is a handle. It has an outer part in the form of a hollow tube, depth marks are made at the working end. The rod is connected to the handle by a coupling.

Стержень имеет форму цилиндра с участком, усеченным плоскостью параллельной его продольной оси, с образованием прямоугольной боковой стенки от цилиндрического элемента с гексагональным выступом, имеющим на боковой поверхности круговую проточку с разрезным стопорным кольцом, расположенным на торце рабочего конца стержня для взаимодействия с ответной частью имплантата, до цилиндрической части на противоположном конце, в которой выполнена круговая проточка, за которой следует квадратный четырехгранный конец стержня, взаимодействующий с муфтой.The rod has the shape of a cylinder with a section truncated by a plane parallel to its longitudinal axis, with the formation of a rectangular side wall from a cylindrical element with a hexagonal protrusion having a circular groove on the side surface with a split locking ring located at the end of the working end of the rod to interact with the mating part of the implant, to the cylindrical part at the opposite end, in which a circular groove is made, followed by a square tetrahedral end of the rod, which interacts with the coupling.

На стержень нанесены метки глубины для выставления L-образного ограничителя, расположенного на полой трубке с рабочего конца имплантата, и метка для его удаленного расположения. С противоположной стороны полой трубки находится фиксатор в форме цилиндра L-образного ограничителя, с продольным сквозным отверстием для прохождения усеченного участка стержня и с глухим отверстием, идущим перпендикулярно стержню, в котором находится кнопка с рамкой, имеющей выступ в нижней части, взаимодействующий с пружиной фиксации. Рамка имеет прямоугольное отверстие для свободного движения фиксатора при нажатой кнопке и давлении на пружину выступом нижней части рамки и остановки фиксатора при отпущенной кнопке, когда пружина поднимает кнопку с рамкой и нижняя часть отверстия рамки входит в метку глубины стержня.Depth marks are applied to the rod for setting the L-shaped limiter located on the hollow tube from the working end of the implant, and a mark for its remote location. On the opposite side of the hollow tube there is a latch in the form of a cylinder of an L-shaped limiter, with a longitudinal through hole for passing the truncated section of the rod and with a blind hole running perpendicular to the rod, in which there is a button with a frame having a protrusion in the lower part, interacting with the fixation spring . The frame has a rectangular hole for free movement of the latch when the button is pressed and pressure on the spring by the protrusion of the lower part of the frame and the latch stops when the button is released, when the spring raises the button with the frame and the lower part of the frame hole enters the rod depth mark.

Муфта имеет внешний цилиндр с круговыми ребрами на поверхности, упорным кольцом со стороны рабочего конца манипулятора и внутренний цилиндр между которыми установлена возвратная пружина. Внешний цилиндр установлен с возможностью движения вдоль внутреннего цилиндра, который на первой ступени со стороны рабочего конца инструмента имеет больший внешний диаметр, чем на второй ступени, образующей с внешним цилиндром полость под возвратную пружину. Во внутреннем цилиндре проходит сквозное отверстие, имеющее с рабочего конца участок с сечением форме квадрата, соответствующего по форме квадратному четырехгранному концу стержня, на двух противоположных стенках которого напротив друг друга выполнены цилиндрические отверстия с внутренним кольцевым выступом под шарики, взаимодействующие с круговой проточкой цилиндрического участка стержня при его установке в муфту. Участок сквозного отверстия с сечением в форме квадрата переходит в цилиндрический участок сквозного отверстия с внутренней резьбой со стороны рукоятки, для взаимодействия с ней.The clutch has an outer cylinder with circular ribs on the surface, a thrust ring on the side of the working end of the manipulator and an inner cylinder between which a return spring is installed. The outer cylinder is mounted with the possibility of movement along the inner cylinder, which at the first stage from the side of the working end of the tool has a larger outer diameter than at the second stage, which forms a cavity for the return spring with the outer cylinder. A through hole passes through the inner cylinder, having a square-shaped section at its working end, corresponding in shape to the square tetrahedral end of the rod, on two opposite walls of which cylindrical holes are made opposite each other with an internal annular protrusion for balls interacting with the circular groove of the cylindrical section of the rod when installed in the clutch. The section of the through hole with a section in the form of a square passes into a cylindrical section of the through hole with an internal thread from the side of the handle to interact with it.

Рукоятка имеет центральную цилиндроконическую часть, усеченную плоскостями параллельными продольной оси рукоятки сверху и снизу с торцом со стороны рабочей части манипулятора в форме круга с цилиндрическим выступом в центре, имеющим резьбу для соединения с муфтой. На конце рукоятки находится цилиндрический участок, торец которого служит ограничителем и ударной площадкой. Боковая поверхность цилиндроконической части рукоятки и цилиндрического участка покрыты термостойкой резиной.The handle has a central cylindrical-conical part, truncated by planes parallel to the longitudinal axis of the handle from above and below, with an end face from the side of the working part of the manipulator in the form of a circle with a cylindrical protrusion in the center, having a thread for connection with the coupling. At the end of the handle there is a cylindrical section, the end of which serves as a limiter and a shock platform. The side surface of the cylindrical-conical part of the handle and the cylindrical section are covered with heat-resistant rubber.

Новизна изобретения:Novelty of the invention:

1. Стержень соединен с рукояткой муфтой. Стержень имеет форму цилиндра с участком, усеченным плоскостью параллельной его продольной оси, с образованием прямоугольной боковой стенки, которая с фиксатором в форме цилиндра L-образного ограничителя позволяет соединить их в правильном положении.1. The rod is connected to the handle by a coupling. The rod has the shape of a cylinder with a section truncated by a plane parallel to its longitudinal axis, with the formation of a rectangular side wall, which, with a latch in the form of a cylinder of an L-shaped limiter, allows you to connect them in the correct position.

2. Прямоугольная боковая стенка стержня начинается от цилиндрического элемента с гексагональным выступом, имеющим на боковой поверхности круговую проточку с разрезным стопорным кольцом, расположенным на торце рабочего конца стержня для взаимодействия с ответной частью имплантата, до цилиндрической части на противоположном конце, в которой выполнена круговая проточка, за которой следует квадратный четырехгранный конец, взаимодействующие с муфтой. Соединение с использованием разрезного стопорного кольца позволяет быстро, просто вставить при любом угловом положении гексагональный выступ в имплантат и надежно зафиксировать, что обеспечивает центрирование имплантата на манипуляторе. Дополнительно позволяет удобно завести имплантат в пространство на поверхность дефекта и координировать его конечное положение с последующей фиксацией, тем самым сокращая время оперативного вмешательства и уменьшая травмирование мягких тканей.2. The rectangular side wall of the rod starts from a cylindrical element with a hexagonal protrusion, which has a circular groove on the side surface with a split locking ring located at the end of the working end of the rod to interact with the mating part of the implant, to the cylindrical part at the opposite end, in which a circular groove is made , followed by a square tetrahedral end, interacting with the coupling. The connection using a split locking ring allows you to quickly, simply insert the hexagonal protrusion into the implant at any angular position and securely fix it, which ensures that the implant is centered on the manipulator. Additionally, it allows you to conveniently insert the implant into the space on the surface of the defect and coordinate its final position with subsequent fixation, thereby reducing the time of surgical intervention and reducing soft tissue injury.

3. На стержень нанесены метки глубины для выставления L-образного ограничителя, расположенного на полой трубке с рабочего конца имплантата, и метка для его удаленного расположения. С противоположной стороны полой трубки находится фиксатор в форме цилиндра L-образного ограничителя, с продольным сквозным отверстием для прохождения усеченного участка стержня и с глухим отверстием, идущим перпендикулярно стержню, в котором находится кнопка с рамкой, имеющей выступ в нижней части, взаимодействующий с пружиной фиксации. Рамка имеет прямоугольное отверстие для свободного движения фиксатора при нажатой кнопке и давлении на пружину выступом нижней части рамки и остановки фиксатора при отпущенной кнопке, когда пружина поднимает кнопку с рамкой и нижняя часть отверстия рамки входит в метку глубины стержня. Благодаря меткам и фиксатору удобно выставить L-образный ограничитель на необходимую глубину для обнаружения края поверхности гленоида для более точного позиционирования имплантата. Удаленное положение фиксатора позволяет отвести L-образный ограничитель от рабочего конца и увеличить обзор операционного поля.3. Depth marks are applied to the rod for setting the L-shaped limiter located on the hollow tube from the working end of the implant, and a mark for its remote location. On the opposite side of the hollow tube there is a latch in the form of a cylinder of an L-shaped limiter, with a longitudinal through hole for passing the truncated section of the rod and with a blind hole running perpendicular to the rod, in which there is a button with a frame having a protrusion in the lower part, interacting with the fixation spring . The frame has a rectangular hole for free movement of the latch when the button is pressed and pressure on the spring by the protrusion of the lower part of the frame and the latch stops when the button is released, when the spring raises the button with the frame and the lower part of the frame hole enters the rod depth mark. Thanks to the marks and the retainer, it is convenient to set the L-shaped stop to the required depth to detect the edge of the glenoid surface for more accurate positioning of the implant. The remote position of the latch allows you to take the L-shaped limiter away from the working end and increase the overview of the surgical field.

4. Муфта имеет внешний цилиндр с круговыми ребрами на поверхности, упорным кольцом со стороны рабочего конца манипулятора и внутренний цилиндр между которыми установлена возвратная пружина. Внешний цилиндр установлен с возможностью движения вдоль внутреннего цилиндра, который на первой ступени со стороны рабочего конца инструмента имеет больший внешний диаметр, чем на второй ступени образующей с внешним цилиндром полость под возвратную пружину. Во внутреннем цилиндре проходит сквозное отверстие, имеющее с рабочего конца в сечении форму квадрата, соответствующего по форме квадратному четырехгранному концу стержня, на двух противоположных стенках которого напротив друг друга выполнены цилиндрические отверстия с внутренним кольцевым выступом под шарики, взаимодействующие с круговой проточкой цилиндрического участка стержня при его установке в муфту. Участок сквозного отверстия с сечением в форме квадрата переходит в цилиндрический участок сквозного отверстия с внутренней резьбой со стороны рукоятки, для взаимодействия с ней. Сквозное отверстие во внутреннем цилиндре, имеющее участок в сечении в форме квадрата, позволяет исключить проворачивание квадратного четырехгранного конца стержня, что обеспечивает надежность соединения. Наличие муфты позволяет снять рукоятку при необходимости, тем самым увеличить доступ для введения инструмента для установки спиц Киршнера и прохождения каналов под фиксирующие винты.4. The coupling has an outer cylinder with circular ribs on the surface, a thrust ring on the side of the working end of the manipulator and an inner cylinder between which a return spring is installed. The outer cylinder is mounted with the possibility of movement along the inner cylinder, which at the first stage from the side of the working end of the tool has a larger outer diameter than at the second stage forming a cavity for the return spring with the outer cylinder. A through hole passes through the inner cylinder, having a square shape from the working end in cross section, corresponding in shape to the square tetrahedral end of the rod, on two opposite walls of which cylindrical holes are made opposite each other with an internal annular protrusion for balls, interacting with the circular groove of the cylindrical section of the rod at its installation in the clutch. The section of the through hole with a section in the form of a square passes into a cylindrical section of the through hole with an internal thread from the side of the handle to interact with it. A through hole in the inner cylinder, having a section in the cross section in the form of a square, makes it possible to exclude the rotation of the square tetrahedral end of the rod, which ensures the reliability of the connection. The presence of the clutch allows you to remove the handle if necessary, thereby increasing access for inserting a tool for installing Kirschner wires and passing channels under the fixing screws.

5. Рукоятка имеет центральную цилиндроконическую часть, усеченную плоскостями параллельными продольной оси рукоятки сверху и снизу с торцом со стороны рабочей части манипулятора в форме круга с цилиндрическим выступом в центре, имеющим резьбу для соединения с муфтой. На конце рукоятки находится цилиндрический участок, торец которого служит ограничителем и ударной площадкой. Боковая поверхность цилиндроконической части рукоятки и цилиндрического участка покрыты термостойкой резиной. Рукоятка на внешней части устройства позволяет корригировать положение имплантата как при его заведении, так и когда он уже установлен. Соосное расположение рукоятки относительно стрежня с L-образным ограничителем обеспечивает хороший обзор операционной раны имплантата при установке. Форма рукоятки способствует удобству проведения манипуляций во время операции: позволяет легко присоединить и отсоединить стержень с имплантатом, нанести соосные удары для фиксации имплантата пином в поверхность кости.5. The handle has a central cylindrical-conical part, truncated by planes parallel to the longitudinal axis of the handle from above and below, with an end face from the side of the working part of the manipulator in the form of a circle with a cylindrical protrusion in the center, having a thread for connection with the coupling. At the end of the handle there is a cylindrical section, the end of which serves as a limiter and a shock platform. The side surface of the cylindrical-conical part of the handle and the cylindrical section are covered with heat-resistant rubber. The handle on the outside of the device allows you to correct the position of the implant both when it is inserted and when it is already installed. The coaxial arrangement of the handle relative to the rod with an L-shaped limiter provides a good overview of the surgical wound of the implant during installation. The shape of the handle contributes to the convenience of manipulations during the operation: it allows you to easily attach and detach the rod with the implant, apply coaxial blows to fix the implant with a pin into the bone surface.

Проведенные патентные исследования по подклассам А61В 17/56, A61F 2/44, A61F 2/46 и анализ научно-медицинской информации, отражающей существующий уровень конструкций для восстановления дефекта суставной поверхности гленоида, не выявили устройств, идентичных предложенным. Таким образом, предлагаемые устройства являются новыми. Взаимосвязь и взаимодействие существенных отличительных признаков предлагаемых устройств обеспечивают достижение нового технологического медицинского результата в решении поставленного назначения, а именно повышение эффективности лечения за счет проектирования анатомической формы, изготовления и использования индивидуального имплантата оптимальной формы и размера, малотравматичности хирургического лечения, относительной простоты выполнения операции при условии сохранения анатомической формы замещаемого дефекта, надежной, стабильной фиксации и обеспечения постоянной равномерной компрессии по всей площади имплантата к поверхности дефекта гленоида. Таким образом, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень.Conducted patent research on subclasses A61B 17/56, A61F 2/44, A61F 2/46 and analysis of scientific and medical information reflecting the existing level of designs for repairing a defect in the articular surface of the glenoid did not reveal devices identical to those proposed. Thus, the proposed devices are new. The relationship and interaction of the essential distinguishing features of the proposed devices ensure the achievement of a new technological medical result in solving the intended purpose, namely, an increase in the effectiveness of treatment due to the design of the anatomical shape, the manufacture and use of an individual implant of the optimal shape and size, the low-impact surgical treatment, the relative simplicity of the operation, provided maintaining the anatomical shape of the replaced defect, reliable, stable fixation and ensuring constant uniform compression over the entire area of the implant to the surface of the glenoid defect. Thus, the proposed technical solution has an inventive step.

Предлагаемые устройства являются промышленно применимыми в области практического здравоохранения, так как доступно их изготовление на современном уровне развития медицинской промышленности.The proposed devices are industrially applicable in the field of practical health care, since their manufacture is available at the current level of development of the medical industry.

Совокупность существенных признаков изобретения позволяет получить новый технический результат:The set of essential features of the invention allows to obtain a new technical result:

- увеличить прочность имплантата, за счет использования сверх чистого сплава титан - алюминий - ванадий (Ti6Al4VELI);- to increase the strength of the implant, through the use of super pure alloy titanium - aluminum - vanadium (Ti6Al4VELI);

- повысить стабильность фиксации имплантата за счет увеличения площади равномерного контакта с поверхностью гленоида;- increase the stability of implant fixation by increasing the area of uniform contact with the surface of the glenoid;

- с высокой точностью до 20 микрометров придать контуры и размеры имплантату в соответствии с анатомической формой;- with a high accuracy of up to 20 micrometers, give the contours and dimensions of the implant in accordance with the anatomical shape;

- уменьшить вероятность миграции имплантата во всех плоскостях за счет врезания конусообразных шипов в поверхность дефекта гленоида;- to reduce the likelihood of implant migration in all planes due to the cutting of cone-shaped spikes into the surface of the glenoid defect;

- использование пина позволяет первоначально зафиксировать имплантат для уменьшения риска смещения относительно заданного направления;- the use of a pin allows the initial fixation of the implant to reduce the risk of displacement relative to a given direction;

- определенное местоположение, диаметр, глубина и угол наклона технологических отверстий для винтов и спиц Киршнера; диаметр, глубина и направление проведения каналов с задаваемым отверстием имплантата направлением в кости гленоида для винтов и направлением установки спиц с последующим их введением создает дополнительную компрессию;- a certain location, diameter, depth and angle of inclination of technological holes for screws and Kirchner spokes; the diameter, depth and direction of the channels with the direction of the implant hole in the glenoid bone for the screws and the direction of the pins with their subsequent introduction creates additional compression;

- предлагаемая конструкции имплантата и манипулятора позволяют надежно и стабильно закрепить имплантат на манипуляторе при позиционировании имплантата в пространстве во всех направлениях и не ограничивать визуальный контроль в узком пространстве операционного поля, включающем мышцы и сухожильный комплекс, сократить время на проведение операции и упростить ее в целом.- the proposed design of the implant and the manipulator allow you to securely and stably fix the implant on the manipulator when positioning the implant in space in all directions and not limit visual control in the narrow space of the surgical field, including the muscles and tendon complex, reduce the time for the operation and simplify it as a whole.

Предложенные устройства и иллюстрирующие материалы, представлены на Фиг. 1 - Фиг. 26.The proposed devices and illustrative materials are presented in Fig. 1 - Fig. 26.

На Фиг. 1 вид имплантата 3D.On FIG. 1 view of 3D implant.

На Фиг. 2 вид имплантата сверху.On FIG. 2 view of the implant from above.

На Фиг. 3 вид имплантата снизу.On FIG. 3 view of the implant from below.

На Фиг. 4 вид имплантата по А-А в разрезе отверстий для винтов.On FIG. 4 view of the implant along A-A in the context of the holes for the screws.

На Фиг. 5 вид имплантата по Б-Б в разрезе отверстий для спиц Киршнера.On FIG. 5 is a view of the implant along B-B in the context of holes for Kirschner wires.

На Фиг. 6 вид имплантата с боку по В-В в разрезе отверстия с гексагональным углублением для манипулятора.On FIG. 6 is a view of the implant from the side along B-B in the section of the hole with a hexagonal recess for the manipulator.

На Фиг. 7 вид имплантата с боку по Г-Г в разрезе отверстий для винта и спицы.On FIG. 7 view of the implant from the side along D-D in the context of the holes for the screw and the pin.

На Фиг. 8 вид манипулятора 3D.On FIG. 8 view of the 3D manipulator.

На Фиг. 9 вид манипулятора сверху.On FIG. 9 view of the manipulator from above.

На Фиг. 10 вид манипулятора в разрезе по Д-Д.On FIG. 10 is a sectional view of the manipulator along D-D.

На Фиг. 11 вид манипулятора сбоку.On FIG. 11 side view of the manipulator.

На Фиг. 12 вид манипулятора в разрезе по Е-Е.On FIG. 12 is a sectional view of the manipulator along E-E.

На Фиг. 13 вид фиксатора в разрезе по Ж-Ж.On FIG. 13 is a view of the latch in the section along F-F.

На Фиг. 14 вид местный К муфты из разреза по Д-Д в увеличенном размере.On FIG. 14 local view K of the coupling from the section along D-D in an enlarged size.

На Фиг. 15 вид И на рабочий конец манипулятора спереди на гексагональный выступ с рассеченным стопорным кольцом.On FIG. 15 view And on the working end of the manipulator in front on a hexagonal ledge with a split locking ring.

На Фиг. 16 мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) плечевого сустава в аксиальной проекции пациента Ж.On FIG. 16 multislice computed tomography (MSCT) of the shoulder joint in the axial projection of the patient Zh.

На Фиг. 17 мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) плечевого сустава в сагиттальной проекции пациента Ж.On FIG. 17 multislice computed tomography (MSCT) of the shoulder joint in the sagittal projection of the patient Zh.

На Фиг. 18 3D-изображение суставной впадины лопатки с реконструкцией дефекта пациент Ж.On FIG. Fig. 18 3D image of the glenoid cavity of the scapula with reconstruction of the defect, patient Zh.

На Фиг. 19 3D-изображение суставной впадины лопатки с воссозданием правильной индивидуальной анатомической формы имплантата с позиционированием, заданными направлением и глубиной каналов для винтов пациента Ж.On FIG. Fig. 19 3D image of the glenoid cavity of the scapula with the reconstruction of the correct individual anatomical shape of the implant with positioning, direction and depth of the channels for the patient's screws G.

На Фиг. 20а прототип имплантата вид снизу.On FIG. 20a is a prototype implant seen from below.

На Фиг. 20б прототип имплантата вид сверху.On FIG. 20b implant prototype top view.

На Фиг. 21 прототип лопатки с дефектной зоной гленоида пациента Ж.On FIG. 21 prototype scapula with defective glenoid area of patient Zh.

На Фиг. 22 манипулятор.On FIG. 22 manipulator.

На Фиг. 23 симуляция примерки прототипа имплантата на дефектную зону гленоида прототипа лопатки в прямой проекции пациента Ж.On FIG. 23 simulation of fitting the implant prototype on the defective area of the glenoid of the scapula prototype in the direct projection of the patient Zh.

На Фиг. 24 симуляция примерки прототипа имплантата на дефектную зону гленоида прототипа лопатки в боковой проекции пациента Ж.On FIG. 24 simulation of fitting the implant prototype on the defective area of the glenoid of the scapula prototype in the lateral view of patient Zh.

На Фиг. 25 рентгенограмма пациента Ж. суставной впадины лопатки в прямой проекции через три дня после установки имплантата.On FIG. 25 x-ray of patient G. of the glenoid cavity of the scapula in the direct projection three days after the installation of the implant.

На Фиг. 26 рентгенограмма пациента Ж. суставной впадины лопатки в боковой проекции через три дня после установки имплантата.On FIG. 26 X-ray of the patient G. of the glenoid cavity of the scapula in the lateral projection three days after the installation of the implant.

После установки диагноза с учетом данных магнитно-резонансной томографии (МРТ): результаты МРТ в аксиальной (Фиг. 16) и сагиттальной (Фиг. 17) проекциях - определяют показания для костнопластической стабилизации. На предоперационном этапе выполняют мультиспиральную компьютерную томографию (МСКТ) плечевого сустава для выявления размера костного дефекта суставных поверхностей. Затем данные загружают в программе предоперационного 3D-проектирования и моделирования (например Materialise Mimics). В масштабе 1:1 осуществляют трехмерную реконструкцию лопатки плечевого сустава и образованного дефекта гленоида (Фиг. 18). Далее проектируют анатомическую форму, размеры имплантата, в том числе местоположение, диаметр, глубину и углы наклона осей технологических отверстий в имплантате для фиксирующих винтов и сквозных отверстий для спиц Киршнера, получают изображение прототипа имплантата и производят наложение формы на дефектную зону для получения направления и глубины каналов в кости гленоида для фиксирующих винтов (Фиг. 19). На основе полученных данных при 3D-моделировании в соответствии с размерами дефекта изготавливают прототип имплантата (Фиг. 20) и прототип лопатки с дефектной зоной гленоида (Фиг. 21). Далее при помощи манипулятора (Фиг. 22) проводят симуляцию примерки - наложение прототипа имплантата на прототип лопатки на дефект гленоида в прямой проекции (Фиг. 23) в боковой проекции (Фиг. 24). При совпадении контурных показателей, площади прилегания имплантата к дефекту, и параметров технологических отверстий для винтов и спиц Киршнера, уточняют направление каналов, их глубину и считают работу законченной, при выявлении несовпадений проводят анализ исходных данных и повторяют проектирование до получения требуемого результата.After establishing the diagnosis, taking into account the data of magnetic resonance imaging (MRI): the results of MRI in the axial (Fig. 16) and sagittal (Fig. 17) projections determine the indications for osteoplastic stabilization. At the preoperative stage, multispiral computed tomography (MSCT) of the shoulder joint is performed to determine the size of the bone defect of the articular surfaces. The data is then loaded into a pre-operational 3D design and simulation program (eg Materialize Mimics). On a scale of 1:1, a three-dimensional reconstruction of the scapula of the shoulder joint and the formed defect of the glenoid is carried out (Fig. 18). Next, the anatomical shape, dimensions of the implant are designed, including the location, diameter, depth and angles of inclination of the axes of technological holes in the implant for fixing screws and through holes for Kirschner wires, an image of the implant prototype is obtained and the shape is superimposed on the defective area to obtain direction and depth channels in the glenoid bone for fixing screws (Fig. 19). Based on the data obtained in 3D modeling, in accordance with the size of the defect, an implant prototype is made (Fig. 20) and a blade prototype with a defective glenoid zone (Fig. 21). Then, using a manipulator (Fig. 22), a fitting simulation is carried out - the implant prototype is applied to the scapula prototype on the glenoid defect in the direct projection (Fig. 23) in the lateral projection (Fig. 24). If the contour indicators, the area of implant contact with the defect, and the parameters of technological holes for screws and Kirschner wires coincide, the direction of the channels, their depth are specified and the work is considered completed, if discrepancies are identified, the initial data are analyzed and the design is repeated until the required result is obtained.

Полученные при проектировании: местоположение, диаметр, глубина и направление сквозных отверстий имплантата, а также направление и глубина каналов в кости гленоида, зависят от индивидуальных данных пациента, развития его костной системы, размеров гленоида и дефекта. При большом размере гленоида и дефекта, размеры имплантата соответственно увеличиваются, кривизна нижней и верхней стенки значительно увеличивается, что приводит к изменению положения и параметров сквозных отверстий и соответственно направлений каналов.Obtained during the design: the location, diameter, depth and direction of the through holes of the implant, as well as the direction and depth of the channels in the bone of the glenoid, depend on the individual data of the patient, the development of his skeletal system, the size of the glenoid and the defect. With a large glenoid and defect, the dimensions of the implant increase accordingly, the curvature of the lower and upper walls increases significantly, which leads to a change in the position and parameters of the through holes and, accordingly, the directions of the channels.

После проведения симуляции примерки полученную модель загружают в 3D-принтер и методом селективного лазерного сплавления (SLM) изготавливают имплантат из прочного биологически совместимого материала, например из титанового порошка сплава Ti6Al4VELI с отверстиями для фиксирующих винтов, спиц Киршнера и манипулятора.After the fitting simulation, the resulting model is loaded into a 3D printer and an implant is made using a selective laser fusion (SLM) method from a strong biologically compatible material, for example, from titanium powder of the Ti6Al4VELI alloy with holes for fixing screws, Kirschner wires and a manipulator.

Поверхность готового имплантата подвергают пескоструйной обработке для начальной зачистки, затем проводят финишную обработку методом электрохимического полирования.The surface of the finished implant is subjected to sandblasting for initial cleaning, then finishing is carried out by electrochemical polishing.

Имплантат для замещения зоны костного дефекта на передней поверхности гленоида лопатки плечевого сустава, выполнен из металла в виде объемной фигуры с отверстиями, форма и размеры которой получены на основании результатов мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ), трехмерная реконструкция лопатки с дефектом гленоида Фиг. 18, Фиг. 19 и результатов симуляции примерки прототипов имплантата Фиг. 20а и Фиг. 20б и прототипа лопатки с дефектной зоной гленоида Фиг. 21. Имплантат имеет форму анатомически изогнутой трапециевидной призмы со сглаженным внешним контуром, Фиг. 1. Изготовлен индивидуально из сверх чистого сплава титан - алюминий - ванадий (Ti6Al4VELI - Extra Low Interstitial) методом селективного лазерного сплавления (Selective Laser Melting) на SLM 3D-принтере по трехмерной модели Фиг. 19, созданной при проектировании анатомической формы имплантата с использованием гибридного параметрического моделирования и топологической оптимизации с учетом параметров костного дефекта гленоида по данным мультиспиральной компьютерной томографии плечевого сустава.An implant for replacing the area of a bone defect on the anterior surface of the glenoid of the scapula of the shoulder joint, made of metal in the form of a three-dimensional figure with holes, the shape and dimensions of which were obtained on the basis of the results of multislice computed tomography (MSCT), a three-dimensional reconstruction of the scapula with a glenoid defect 18, FIG. 19 and simulation results of fitting the implant prototypes of FIG. 20a and Fig. 20b and a prototype blade with a defective glenoid zone FIG. 21. The implant has the shape of an anatomically curved trapezoidal prism with a smooth outer contour, FIG. 1. Made individually from an ultra-pure titanium-aluminum-vanadium alloy (Ti6Al4VELI - Extra Low Interstitial) by selective laser melting (Selective Laser Melting) on an SLM 3D printer according to a three-dimensional model Fig. 19, created during the design of the anatomical shape of the implant using hybrid parametric modeling and topological optimization, taking into account the parameters of the glenoid bone defect according to the multislice computed tomography of the shoulder joint.

Имплантат имеет нижнюю контактную стенку 1 с конусообразными шипами выгнутую внутрь и верхнюю стенку 2, идущую с наклоном, под углом выгнутую кнаружи Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3. Верхняя 1 и нижняя 2 стенки имеют технологические сквозные отверстия с определенными параметрами, установленными при проектировании анатомической формы имплантата. По углам со стороны передней стенки 3 два сквозных отверстия 4 для проведения фиксирующих винтов, изготовленных из титана марки ВТ6 (Ti6Al4V). Сквозные отверстия 4 имеют определенное местоположение, диаметр, глубину и направление полученные при проектировании. Сквозные отверстия 4 имеют конусовидный круговой выступ 5, образующий площадку под головку винта Фиг. 4. По углам со стороны задней стенки 6 два сквозных отверстия 7 для проведения спиц Киршнера имеющих определенное местоположение, диаметр, глубину и направление полученные при проектировании. Фиг. 5. В центре одно глухое отверстие 8 с опорной площадкой 9 и гексагональным углублением 10 для ответной части манипулятора, напротив которого на нижней контактной стенке 1 расположен пин 11 Фиг. 6. Высота передней стенки 3 больше, чем задней 6, боковые стенки 12 направлены навстречу под углом α полученном при проектировании. Фиг. 3, Фиг. 7.The implant has a lower contact wall 1 with cone-shaped spikes, curved inward and an upper wall 2, going with an inclination, curved outward at an angle. 1, Fig. 2, Fig. 3. Upper 1 and lower 2 walls have technological through holes with certain parameters set during the design of the anatomical shape of the implant. At the corners from the side of the front wall 3, there are two through holes 4 for inserting fixing screws made of titanium grade VT6 (Ti6Al4V). Through holes 4 have a specific location, diameter, depth and direction obtained during the design. The through holes 4 have a cone-shaped circular protrusion 5 forming a platform for the screw head. 4. At the corners from the side of the rear wall 6, two through holes 7 for holding Kirchner spokes having a specific location, diameter, depth and direction obtained during the design. Fig. 5. In the center there is one blind hole 8 with a support platform 9 and a hexagonal recess 10 for the counter part of the manipulator, opposite which the pin 11 is located on the lower contact wall 1 FIG. 6. The height of the front wall 3 is greater than the rear 6, the side walls 12 are directed towards at an angle α obtained during the design. Fig. 3, Fig. 7.

Манипулятор для установки имплантата Фиг. 8 выполнен сборно-разборным, включает стержень 13, на рабочем конце которого выполнен элемент для ответной части имплантата, а на другом находится рукоятка 14, имеет внешнюю часть в виде полой трубки 15.Manipulator for implant placement Fig. 8 is collapsible, includes a rod 13, at the working end of which there is an element for the counterpart of the implant, and on the other end there is a handle 14, has an outer part in the form of a hollow tube 15.

Стержень 13 соединен с рукояткой 14 и муфтой 16 Фиг 8. Стержень 13 имеет форму цилиндра с участком 17, усеченным плоскостью параллельной его продольной оси, с образованием прямоугольной боковой стенки от цилиндрического элемента 18 с гексагональным выступом 19, имеющим на боковой поверхности круговую проточку с разрезным стопорным кольцом 20, расположенным на торце рабочего конца стержня 13 для взаимодействия с ответной частью имплантата, до цилиндрической части 21 на противоположном конце, в которой выполнена круговая проточка 22 для взаимодействия с шариками муфты 16, за которым следует квадратный четырехгранный конец 23, взаимодействующий с муфтой 16 Фиг. 9, Фиг 10. На стержень 13 нанесены метки 24 глубины для выставления L-образного ограничителя 25, расположенного на полой трубке 15 с рабочего конца имплантата, и метка 26 для удаленного его расположения Фиг. 10.The rod 13 is connected to the handle 14 and the sleeve 16 of Fig. 8. The rod 13 has the shape of a cylinder with a section 17 truncated by a plane parallel to its longitudinal axis, with the formation of a rectangular side wall from the cylindrical element 18 with a hexagonal protrusion 19, which has a circular groove with a split groove on the side surface. a retaining ring 20 located at the end of the working end of the rod 13 to interact with the mating part of the implant, to the cylindrical part 21 at the opposite end, in which a circular groove 22 is made to interact with the balls of the coupling 16, followed by a square tetrahedral end 23 interacting with the coupling 16 FIG. 9, Fig. 10. Depth marks 24 are applied to the rod 13 for setting the L-shaped limiter 25 located on the hollow tube 15 from the working end of the implant, and a mark 26 for its remote location. 10.

С противоположной стороны полой трубки 15 находится фиксатор 27 в форме цилиндра L-образного ограничителя 25 с продольным сквозным отверстием 28 для прохождения усеченного участка 17 стержня 13 и с глухим отверстием 29, идущим перпендикулярно стержню 13 Фиг. 10. В фиксаторе 27 находится кнопка 30 с рамкой, имеющей выступ 31 в нижней части, взаимодействующий с пружиной фиксации 32. Рамка кнопки 30 имеет прямоугольное отверстие 33 для свободного движения фиксатора 27 при нажатой кнопке 30 и давлении на пружину фиксации 32 выступом 31 нижней части рамки кнопки 30 Фиг. 13. Остановка фиксатора 27 происходит при отпущенной кнопке 30, когда пружина 32 поднимает кнопку с рамкой 30 и нижняя часть отверстия 33 рамки входит в метки 24 или 26 глубины стержня 13.On the opposite side of the hollow tube 15 there is a lock 27 in the form of a cylinder of an L-shaped limiter 25 with a longitudinal through hole 28 for passing the truncated section 17 of the rod 13 and with a blind hole 29 running perpendicular to the rod 13 of FIG. 10. In the latch 27 there is a button 30 with a frame having a protrusion 31 in the lower part, interacting with the locking spring 32. The frame of the button 30 has a rectangular hole 33 for the free movement of the latch 27 when the button 30 is pressed and pressure on the fixation spring 32 by the protrusion 31 of the lower part button frame 30 FIG. 13. The lock 27 stops when the button 30 is released, when the spring 32 raises the button with the frame 30 and the lower part of the hole 33 of the frame enters the marks 24 or 26 of the depth of the rod 13.

Муфта 16 имеет внешний цилиндр с круговыми ребрами на поверхности, упорным кольцом со стороны рабочего конца манипулятора и внутренний цилиндр между которыми установлена возвратная пружина 34 Фиг. 10. Внешний цилиндр установлен с возможностью движения вдоль внутреннего цилиндра, который на первой ступени 35 со стороны рабочего конца инструмента имеет больший внешний диаметр, чем на второй ступени 36 образующий с внешним цилиндром полость 37 под возвратную пружину 34 Фиг. 14. Во внутреннем цилиндре проходит сквозное отверстие, имеющее с рабочего конца участок с сечением в форме квадрата 38, соответствующего по форме квадратному четырехгранному концу стержня. На двух противоположных стенках сквозного отверстия на участке с сечением в форме квадрата 38 напротив друг друга выполнены цилиндрические отверстия 39 с внутренним кольцевым выступом под шарики 40, взаимодействующие с круговой проточкой цилиндрического участка стержня при его установке в муфту. Участок сквозного отверстия с сечением в форме квадрата 38 переходит в цилиндрический участок сквозного отверстия с внутренней резьбой 41 со стороны рукоятки 14, для взаимодействия с ней. Фиг. 14.The clutch 16 has an outer cylinder with circular ribs on the surface, a thrust ring on the side of the working end of the manipulator and an inner cylinder between which a return spring 34 is installed Fig. 10. The outer cylinder is mounted with the possibility of movement along the inner cylinder, which at the first stage 35 from the side of the working end of the tool has a larger outer diameter than at the second stage 36 forming with the outer cylinder a cavity 37 for the return spring 34 FIG. 14. A through hole passes through the inner cylinder, having a section with a section in the form of a square 38 at its working end, corresponding in shape to the square tetrahedral end of the rod. Cylindrical holes 39 with an internal annular protrusion for balls 40 are made opposite each other on two opposite walls of the through hole in a section with a section in the form of a square 38, interacting with the circular groove of the cylindrical section of the rod when it is installed in the coupling. The section of the through hole with a section in the form of a square 38 passes into a cylindrical section of the through hole with an internal thread 41 from the side of the handle 14, to interact with it. Fig. 14.

Рукоятка 14 имеет центральную цилиндроконическую часть 42, усеченную плоскостями 43 параллельными продольной оси рукоятки сверху и снизу Фиг. 9. Рукоятка 14 имеет торец 44 со стороны рабочей части манипулятора в форме круга с цилиндрическим выступом 45 в центре, имеющим резьбу для соединения с муфтой 16 Фиг. 12. На конце рукоятки 14 находится цилиндрический участок 46, торец которого служит ограничителем и ударной площадкой Фиг. 11. Боковая поверхность цилиндроконической части 42 рукоятки и цилиндрического участка 46 покрыты термостойкой резиной марки Евросил (Eurosil).The handle 14 has a central cylindrical-conical part 42, truncated by planes 43 parallel to the longitudinal axis of the handle from above and below FIG. 9. The handle 14 has an end 44 on the side of the working part of the manipulator in the form of a circle with a cylindrical protrusion 45 in the center, having a thread for connection with the coupling 16 FIG. 12. At the end of the handle 14 is a cylindrical section 46, the end of which serves as a limiter and impact platform. FIG. 11. The side surface of the cylindrical part 42 of the handle and the cylindrical section 46 are covered with heat-resistant rubber brand Eurosil (Eurosil).

Инструмент может быть изготовлен из нержавеющей стали, сплава титана.The tool can be made of stainless steel, titanium alloy.

Разрезное стопорное кольцо - из нержавеющей стали, шарики - из стали марки ШХ15ГС (100CrMn6).The split retaining ring is made of stainless steel, the balls are made of steel grade SHKH15GS (100CrMn6).

Сборку манипулятора производят следующим образом.The assembly of the manipulator is carried out as follows.

Фиксатор 27 с L-образным ограничителем 25 выполнены в виде одного блока, с возможностью движения ограничителя 25 вдоль стержня 13 для установки его на нужном уровне. Для соединения стержня 13 с рукояткой 14 служит муфта 16. Для этого захватывают рукой внешний цилиндр с круговыми ребрами на поверхности, упорным кольцом муфты и тянут его в сторону рабочего конца манипулятора, в это время происходит перемещение полости 37 под возвратную пружину 34, что создает дополнительное пространство над отверстиями 39 для перемещения шариков 40 в момент прохождения квадратного четырехгранного конца 23 стержня 13. Шарики 40 установлены на двух противоположных стенках участка сквозного отверстия с сечением в форме квадрата 38 внутри отверстий с внутренним кольцевым выступом 39, который ограничивает их выход в сквозное отверстие 38 муфты 16. При перемещении внешнего цилиндра происходит уменьшение размера полости 37 и сжимание возвратной пружины 34, в момент которого в сквозное отверстие участка с сечением в форме квадрата 38 первой ступени внутреннего цилиндра 35 муфты 16 вставляют квадратный четырехгранный конец 23 стержня 13. Отпускают внешний цилиндр муфты 16 и он возвращается в исходное положение под воздействием возвратной пружины 34, при этом шарики 40 из отверстий 39 под воздействием внешнего цилиндра муфты 16 сдвигаются в обратном направлении и попадают в круговую проточку 22 стержня 13 и фиксируют его. С противоположного конца муфты 16 в цилиндрический участок с внутренней резьбой 41 сквозного отверстия второй ступени 36 внутреннего цилиндра вкручивают цилиндрический выступ 45 рукоятки 14.Latch 27 with L-shaped limiter 25 is made in the form of one block, with the possibility of movement of the limiter 25 along the rod 13 to set it at the desired level. To connect the rod 13 with the handle 14, a clutch 16 is used. To do this, they grab the outer cylinder with circular ribs on the surface, the clutch thrust ring and pull it towards the working end of the manipulator, at this time the cavity 37 moves under the return spring 34, which creates an additional the space above the holes 39 for moving the balls 40 at the moment of passing the square tetrahedral end 23 of the rod 13. The balls 40 are installed on two opposite walls of the section of the through hole with a section in the form of a square 38 inside the holes with an internal annular protrusion 39, which limits their exit into the through hole 38 coupling 16. When moving the outer cylinder, the size of the cavity 37 decreases and the return spring 34 is compressed, at the moment of which the square tetrahedral end 23 of the rod 13 is inserted into the through hole of the section with a section in the form of a square 38 of the first stage of the inner cylinder 35 of the coupling 16. The outer cylinder of the coupling is released 16 and about n returns to its original position under the influence of the return spring 34, while the balls 40 from the holes 39 under the influence of the outer cylinder of the coupling 16 move in the opposite direction and fall into the circular groove 22 of the rod 13 and fix it. From the opposite end of the coupling 16, a cylindrical protrusion 45 of the handle 14 is screwed into the cylindrical section with an internal thread 41 of the through hole of the second stage 36 of the inner cylinder.

Инструмент готов к работе.The tool is ready to go.

Предлагаемый имплантат для замещения зоны костного дефекта на передней поверхности гленоида лопатки плечевого сустава и манипулятор для его установки применяют следующим образом.The proposed implant for replacing the zone of a bone defect on the anterior surface of the glenoid of the scapula of the shoulder joint and the manipulator for its installation is used as follows.

Выполняют операцию под общей анестезией в положении пациента «пляжное кресло» дельто-пекторальный доступом. Выделяется апикальная часть клювовидного отростка лопатки в месте прикрепления объединенного сухожилия короткой головки бицепса и клювовидно-плечевой мышц. Сухожильный комплекс прошивается нитями для дальнейшей манипуляции и отсекается от клювовидного отростка.The operation is performed under general anesthesia in the position of the patient "beach chair" delto-pectoral access. The apical part of the coracoid process of the scapula is exposed at the site of attachment of the combined tendon of the short head of the biceps and the coracobrachial muscles. The tendon complex is stitched with threads for further manipulation and cut off from the coracoid process.

Следующим шагом визуализируется сухожилие подлопаточной мышцы, которое рассекается продольно в дистальной трети. Выполняется скелетирование и декортикация передней поверхности гленоида для дальнейшей установки имплантата, в диапазоне 4-5 ч. условного циферблата, имплантируется мягкотканый анкерный фиксатор.The next step is to visualize the subscapularis tendon, which is dissected longitudinally in the distal third. Skeletonization and decortication of the anterior surface of the glenoid is performed for further installation of the implant, in the range of 4-5 hours of the conventional dial, a soft-tissue anchor fixator is implanted.

При помощи нитей мягкотканых анкерного фиксатора производится тенодез объединенного сухожилия в данной точке.With the help of soft-tissue threads of the anchor fixator, tenodesis of the joint tendon is performed at this point.

Манипулятор предварительно стерилизуют и проводят сборку, при условии соосного расположения рукоятки относительно стрежня с L-образным ограничителем, что обеспечит хороший обзор операционной раны при установке имплантата.The manipulator is pre-sterilized and assembled, provided that the handle is located coaxially relative to the rod with an L-shaped limiter, which will provide a good overview of the surgical wound during implant installation.

Рабочий конец манипулятора, имеющий цилиндрический гексагональным выступ с кольцевой проточкой и с разрезным стопорным кольцом, вводится в центральное отверстие имплантата. При этом плоскость переднего края имплантата должна быть обращена к L-образному ограничителю. Происходит фиксация имплантата на манипуляторе. Далее происходит выставление глубины L-образного ограничителя в зависимости от толщины передней стенки имплантата с учетом длины пина, расположенного на нижней поверхности. По передней поверхности гленоида в зоне дефекта помещается имплантат, фиксированный в манипуляторе. Плоскость передней стенки имплантата должна соответствовать плоскости суставной поверхности гленоида. После упора L-образного ограничителя в край гленоида и поворотов рукоятки манипулятора рукой для выбора верного позиционирования имплантата относительно суставной поверхности происходит его импакция, путем внедрения пина и конусообразных шипов нижней стенки имплантата до плотного контакта нижней поверхностью имплантата с костью, посредством простукивания молотком свободной рукой торца цилиндрического участка конца рукоятки, служащего ограничителем и ударной площадкой.The working end of the manipulator, having a cylindrical hexagonal protrusion with an annular groove and a split locking ring, is inserted into the central hole of the implant. In this case, the plane of the front edge of the implant should be facing the L-shaped limiter. The implant is fixed on the manipulator. Next, the depth of the L-shaped limiter is set depending on the thickness of the front wall of the implant, taking into account the length of the pin located on the lower surface. An implant fixed in a manipulator is placed along the anterior surface of the glenoid in the defect zone. The plane of the anterior wall of the implant should correspond to the plane of the articular surface of the glenoid. After the L-shaped limiter rests on the edge of the glenoid and the manipulator handle is turned by hand to select the correct positioning of the implant relative to the articular surface, it is impacted by introducing a pin and cone-shaped spikes of the lower wall of the implant until the bottom surface of the implant is in tight contact with the bone, by tapping the butt end with a hammer with the free hand a cylindrical section of the end of the handle, which serves as a limiter and a shock platform.

На этапе фиксации имплантата наличие муфты позволяет быстро снять рукоятку, тем самым освободить рабочие пространство для использования других инструментов, например, направителя сверла и дрели при формировании каналов для фиксирующих винтов и отвертки для проведения винтов.At the stage of implant fixation, the presence of the sleeve allows you to quickly remove the handle, thereby freeing up working space for the use of other tools, such as a drill guide and a drill when forming channels for fixing screws and a screwdriver for screw insertion.

Далее свободной рукой производится временная фиксация спицей Киршнера через одно из сквозных отверстий в имплантате в заданном этим сквозным отверстием направлении, к которому есть более удобный доступ, для сохранения ротационной стабильности. Для усиления временной фиксации устанавливают вторую спицу, что усиливает стабилизацию при формировании костных каналов для последующей установки винтов.Then, with a free hand, temporary fixation is performed with a Kirschner wire through one of the through holes in the implant in the direction specified by this through hole, to which there is more convenient access, to maintain rotational stability. To enhance temporary fixation, a second wire is installed, which enhances stabilization during the formation of bone channels for the subsequent installation of screws.

Затем направитель устанавливают в цилиндрическое отверстие имплантата, которое имеет, полученное направление, заданное при проектировании, и через него формируется сверлом канал в том же направлении под винт на толщину гленоида. В сформированный канал вводится винт из титана, при закручивании которого создается дополнительная компрессия в зоне контакта имплантата с костью. Удаляют спицы Киршнера, после - рабочий конец манипулятора. Далее через направитель формируют следующий канал с задаваемым отверстием имплантата направлением для другого винта через второе отверстие, в канал вводится винт и так же полностью закручивается, для стабилизации.Then the guide is installed in the cylindrical hole of the implant, which has the obtained direction specified during the design, and through it a channel is formed with a drill in the same direction under the screw for the thickness of the glenoid. A titanium screw is inserted into the formed channel, which, when tightened, creates additional compression in the area of contact between the implant and the bone. The Kirchner spokes are removed, after that the working end of the manipulator. Further, the next channel is formed through the guide with the direction specified by the implant hole for another screw through the second hole, the screw is inserted into the channel and also completely twisted for stabilization.

Форма рукоятки и ее поверхность способствует удобству захвата рукой врача и проведения манипуляций во время операции: позволяет легко присоединить и отсоединить рабочий конец стержня от имплантата, нанести соосные удары для фиксации имплантата пином, вбивая его в поверхность кости.The shape of the handle and its surface contribute to the convenience of gripping the doctor's hand and carrying out manipulations during the operation: it allows you to easily attach and detach the working end of the rod from the implant, apply coaxial blows to fix the implant with a pin, driving it into the bone surface.

Выполняется контроль гемостаза. Рана ушивается послойно. Устанавливается дренаж-трубка через контрапертуру. Накладываются внутрикожные швы. Конечность фиксируется мягкой повязкой по типу Дезо с последующей заменой на ортез.Hemostasis is monitored. The wound is sutured in layers. A drainage tube is installed through the counter-opening. Intradermal sutures are applied. The limb is fixed with a soft bandage of the Deso type, followed by replacement with an orthosis.

При данном способе происходит замещение дефекта суставной поверхности лопатки имплантатом и, путем транспозиции объединенного сухожилия, формируется мягкотканый «гамак» как и при операции Латарже.With this method, the defect of the articular surface of the scapula is replaced by an implant and, by transposition of the joint tendon, a soft tissue “hammock” is formed, as in the Latarjet operation.

Замещение костного дефекта передней поверхности гленоида производят у пациентов с хронической нестабильностью плечевого сустава, когда в результате многократных вывихов головки плеча происходит формирование дефицита площади суставной поверхности гленоида.Replacement of a bone defect of the anterior surface of the glenoid is performed in patients with chronic instability of the shoulder joint, when, as a result of repeated dislocations of the head of the shoulder, a deficit in the area of the articular surface of the glenoid is formed.

Клинический пример.Clinical example.

Пациент Ж. 27 лет, поступил в отделение травматологии и ортопедии с жалобами на хроническую нестабильность левого плечевого сустава. Впервые вывих произошел около пяти лет назад во время боксерского спарринга - нанесение прямого удара противнику. Вправление вывиха выполнено в медицинском учреждении. В течение последних двух лет стал отмечать многократные вывихи под действием бытовых нагрузок, вывихи вправлял самостоятельно. У пациента имеется синдром гипермобильности - положительные критерии Бейтона. Пациенту было назначено МРТ.Patient Zh., 27 years old, was admitted to the Department of Traumatology and Orthopedics with complaints of chronic instability of the left shoulder joint. The first dislocation occurred about five years ago during boxing sparring - a direct blow to the opponent. The reduction of the dislocation was performed in a medical institution. Over the past two years, he began to notice multiple dislocations under the influence of household loads, and he corrected the dislocations on his own. The patient has hypermobility syndrome - positive Bayton criteria. The patient was scheduled for an MRI.

Диагноз с учетом данных МРТ: хроническая нестабильность левого плечевого сустава. Дефект Хилл-Сакса головки левого плеча. Синдром гипермобильности. Для определения тактики использовалась шкала оценки индекса нестабильности плечевого сустава (ISISscore).Diagnosis based on MRI data: chronic instability of the left shoulder joint. Hill-Sachs defect of the head of the left humerus. hypermobility syndrome. To determine the tactics, the scale for assessing the index of instability of the shoulder joint (ISISscore) was used.

На этапе предоперационной планирования по результатам МСКТ выполнены 3D-реконструкция суставной поверхности плечевого сустава с визуализацией дефекта Фиг. 18. В соответствии с размерами дефекта гленоида спроектирована 3D-модель прототипа имплантата с заданными параметрами Фиг. 20 а и Фиг. 20 б, установленными при проектировании анатомической формы имплантата, включающими местоположение, диаметр, глубину и углы наклона осей сквозных отверстий для фиксирующих винтов и спиц Фиг. 19. Спроектирован прототип лопатки с дефектной зоной гленоида пациента Ж. с Фиг. 21. Готовые модели напечатаны. Далее при помощи манипулятора Фиг. 22 выполнена симуляция примерки прототипа имплантата в зону дефекта гленоида Фиг. 23, Фиг. 24, определено направление и глубина для каналов под винты, подбор длины и диаметров фиксирующих винтов и диаметра и длины спиц. По положительному итогу результата примерки, в течение двух рабочих дней изготовлен имплантат со следующими размерами:At the stage of preoperative planning, based on the results of MSCT, a 3D reconstruction of the articular surface of the shoulder joint was performed with the visualization of the defect Fig. 18. In accordance with the dimensions of the glenoid defect, a 3D model of the implant prototype was designed with the specified parameters. FIG. 20 a and Fig. 20 b, established during the design of the anatomical shape of the implant, including the location, diameter, depth and angles of inclination of the axes of the through holes for fixing screws and pins. 19. Designed a prototype scapula with a defective area of the glenoid of patient G. from FIG. 21. Finished models are printed. Next, using the manipulator Fig. 22 simulated fitting of the implant prototype into the area of the glenoid defect FIG. 23, Fig. 24, the direction and depth for the channels for the screws, the selection of the length and diameters of the fixing screws and the diameter and length of the spokes are determined. Based on the positive result of the fitting, an implant with the following dimensions was made within two working days:

Длина передней стенки 23,79 мм, длина задней стенки 20,65 мм, длина боковых стенок 13,02 мм, толщина передней стенки 7,96 мм, толщина задней стенки 4,08 мм.Front wall length 23.79 mm, rear wall length 20.65 mm, side wall length 13.02 mm, front wall thickness 7.96 mm, rear wall thickness 4.08 mm.

Первое отверстие для винта: ось отверстия расположена на расстоянии 4,36 мм от левой боковой стенки и на расстоянии 4,38 мм от передней стенки, глубина отверстия 6,24 мм, диаметр отверстия под головку винта 6,50 мм, диаметр отверстий под направитель и ножку винта 4,00 мм. Канал первого отверстия для винта: диаметр 3,00 мм, глубина 32,50 мм.The first screw hole: the axis of the hole is located at a distance of 4.36 mm from the left side wall and at a distance of 4.38 mm from the front wall, hole depth 6.24 mm, screw head hole diameter 6.50 mm, guide hole diameter and a 4.00 mm screw leg. Channel of the first screw hole: diameter 3.00 mm, depth 32.50 mm.

Второе отверстие для винта: ось отверстия расположена на расстоянии 4,42 мм от правой боковой стенки и на расстоянии 4,49 мм от передней стенки, глубина отверстия 6,20 мм, диаметр отверстия под головку винта 6,50 мм, диаметр отверстий под направитель и ножку винта 4,00 мм. Канал второго отверстия для винта: диаметр 3,00 мм, глубина 34,50 мм.Second screw hole: hole axis located at a distance of 4.42 mm from the right side wall and at a distance of 4.49 mm from the front wall, hole depth 6.20 mm, screw head hole diameter 6.50 mm, guide hole diameter and a 4.00 mm screw leg. Channel of the second screw hole: diameter 3.00 mm, depth 34.50 mm.

Третье отверстие для спицы Киршнера: ось отверстия расположена на расстоянии 3,61 мм от левой боковой стенки и на расстоянии 2,71 мм от задней стенки, глубина отверстия 4,48 мм, диаметр отверстия 1,50 мм.The third hole for the Kirschner wire: the axis of the hole is located at a distance of 3.61 mm from the left side wall and at a distance of 2.71 mm from the rear wall, hole depth 4.48 mm, hole diameter 1.50 mm.

Четвертое отверстие для спицы Киршнера: ось отверстия расположена на расстоянии 3,72 мм от правой боковой стенки и на расстоянии 2,68 мм от задней стенки, глубина отверстия глубина отверстия 4,48 мм, диаметр отверстия 1,50 мм.The fourth hole for the Kirschner wire: the axis of the hole is located at a distance of 3.72 mm from the right side wall and at a distance of 2.68 mm from the back wall, hole depth hole depth 4.48 mm, hole diameter 1.50 mm.

Винт для первого отверстия: диаметр 3,50 мм, длина 32,00 мм, винт для второго отверстия: диаметр 3,50 мм, длина 34,00 мм и спицы Киршнера диаметром 1,20 мм длинной 150,00 мм для третьего и четвертого отверстий.Screw for the first hole: diameter 3.50 mm, length 32.00 mm, screw for the second hole: diameter 3.50 mm, length 34.00 mm and Kirschner needles diameter 1.20 mm long 150.00 mm for the third and fourth holes.

На основании предложенного способа и предоперационного планирования пациенту проведена имплантация в сочетании с транспозицией объединенного сухожилия и фиксацией мягкотканым якорным фиксатором.Based on the proposed method and preoperative planning, the patient underwent implantation in combination with transposition of the joint tendon and fixation with a soft tissue anchor.

Лечение проводили с использованием индивидуального имплантата установленного с помощью манипулятора, путем выполнения оперативного вмешательства для замещения зоны костного дефекта на передней поверхности гленоида лопатки левого плечевого сустава.The treatment was carried out using an individual implant installed using a manipulator, by performing a surgical intervention to replace the area of the bone defect on the anterior surface of the glenoid of the scapula of the left shoulder joint.

В результате детальной предоперационной подготовки, точных контурных показателей анатомической формы, симуляции примерки и использования манипулятора для установки и заранее известные направления каналов введения и размеров винтов упростили выполнение установки имплантата, его удержание, введение и фиксацию, обеспечили точное позиционирование имплантата и сократили время операции на 30 мин.As a result of detailed preoperative preparation, accurate contour indicators of the anatomical shape, simulation of fitting and use of a manipulator for installation, and previously known directions of insertion channels and screw sizes, simplified implant installation, its retention, insertion and fixation, ensured accurate positioning of the implant and reduced the operation time by 30 min.

На третьи сутки после операции выполнена контрольная рентгенография левого плечевого сустава в двух проекциях Фиг. 25, Фиг. 26: по передней поверхности гленоида лопатки определяется имплантат, фиксированный двумя винтами. Положение имплантата верное. Суставные поверхности конгруэнтны. В послеоперационном периоде выполнена иммобилизация правой верхней конечности бандажом плечевого пояса по типу повязки Дезо. Этапный контрольный осмотр через один месяц.On the third day after the operation, a control radiography of the left shoulder joint was performed in two projections. 25, Fig. 26: the anterior surface of the glenoid scapula shows an implant fixed with two screws. The position of the implant is correct. The articular surfaces are congruent. In the postoperative period, the right upper limb was immobilized with a shoulder girdle bandage similar to the Deso bandage. Staged follow-up examination after one month.

При контрольном осмотре через один месяц объем движений в плечевом суставе - полный. Болевой синдром отсутствует. По результату контрольной спиральной компьютерной томографии (СКТ): имплантат фиксирован по передней поверхности гленоида в нижнем сегменте. Признаков миграции имплантата нет. Суставные поверхности конгруэнтны.At the control examination after one month, the range of motion in the shoulder joint is complete. Pain syndrome is absent. According to the result of the control spiral computed tomography (SCT): the implant is fixed on the anterior surface of the glenoid in the lower segment. There are no signs of implant migration. The articular surfaces are congruent.

Предложенный способ обладает следующими преимуществами: предоперационное планирование позволяет точно изготовить имплантат соответственно размерам дефекта гленоида и учитывает антропометрические особенности гленоида. Форма имплантата и особенности его поверхности позволяет достичь максимального контакта в зоне «имплантат-кость». Отсутствует риск лизиса, т.к. имплантат выполнен из прочного материала. Практически отсутствует риск интраоперационных осложнений в виде раскалывания костного трансплантата при проведении винтов. Отсутствует необходимость формирования «донорской зоны» для забора костного аутотрансплантата, что сокращает время и травматичность операции. Способ восстановления дефекта суставной поверхности гленоида при хронической нестабильности плечевого сустава осуществляется с использованием современных технологий и материалов.The proposed method has the following advantages: preoperative planning makes it possible to accurately manufacture an implant according to the size of the glenoid defect and takes into account the anthropometric features of the glenoid. The shape of the implant and the features of its surface make it possible to achieve maximum contact in the “implant-bone” zone. There is no risk of lysis as The implant is made of durable material. There is practically no risk of intraoperative complications in the form of splitting of the bone graft during screw insertion. There is no need to form a "donor zone" for the collection of a bone autograft, which reduces the time and trauma of the operation. A method for restoring a defect in the articular surface of the glenoid in chronic instability of the shoulder joint is carried out using modern technologies and materials.

Claims

1. An implant for replacing the area of a bone defect on the anterior surface of the glenoid of the scapula of the shoulder joint is made of metal in the form of a three-dimensional figure with holes for screws and pins, the shape and dimensions of which are obtained on the basis of multislice computed tomography and three-dimensional reconstruction on the side of the defect, characterized in that which has the shape of an anatomically curved trapezoidal prism with a smooth outer contour, is made individually from an ultra-pure titanium-aluminum-vanadium alloy (Ti6Al4VELI) by selective laser fusion on an SLM 3D printer according to a three-dimensional model created when designing the anatomical shape of the implant using hybrid parametric modeling and topological optimization, taking into account the parameters of the bone defect of the glenoid according to the data of multislice computed tomography of the shoulder joint, has a lower contact wall with cone-shaped spikes, curved inward and an upper wall that goes with an inclination, at an angle, convex curved outward, the upper and lower walls have technological holes with a certain location, diameter, depth and direction obtained during the design: at the corners from the side of the front wall there are two through holes for installing fixing screws with a cone-shaped circular ledge, forming a platform for the screw head, into the channels with the direction and depth of conduction in the glenoid bone set by the implant hole; at the corners from the side of the rear wall, two through holes for installing Kirschner wires in the direction specified by the implant hole; in the center there is one blind hole with a support platform and a hexagonal recess for the counter part of the manipulator, opposite which there is a pin on the lower contact wall, the height of the front wall is greater than the back one, the side walls are directed towards at an angle α obtained during the design.

2. The manipulator for implant installation according to claim 1 is made collapsible, includes a rod, at the working end of which an element for the mating part of the implant is made, and at the other there is a handle, has an outer part in the form of a hollow tube, depth marks are made at the working end, characterized in that the rod is connected to the handle by a coupling, the rod has the shape of a cylinder with a section truncated by a plane parallel to its longitudinal axis, with the formation of a rectangular side wall from a cylindrical element with a hexagonal protrusion having a circular groove on the side surface with a split locking ring located at the end the working end of the rod for interaction with the mating part of the implant, to the cylindrical part at the opposite end, in which a circular groove is made, followed by a square tetrahedral end interacting with the sleeve, depth marks are applied to the rod to set the L-shaped limiter located on the hollow tube from work end of the implant, and a mark for its remote location, on the opposite side of the hollow tube there is a latch in the form of a cylinder of an L-shaped limiter with a longitudinal through hole for passing the truncated section of the rod and with a blind hole running perpendicular to the rod, in which there is a button with a frame having protrusion in the lower part, interacting with the locking spring, the frame has a rectangular hole for free movement of the latch when the button is pressed and pressure on the spring by the protrusion of the lower part of the frame and the latch stops when the button is released, when the spring raises the button with the frame and the lower part of the frame hole enters the mark depth of the rod, the coupling has an outer cylinder with circular ribs on the surface, a thrust ring on the side of the working end of the manipulator and an inner cylinder, between which a return spring is installed, the outer cylinder is mounted with the possibility of movement along the inner cylinder, which at the first stage on the side of the working the end of the tool has a larger outer diameter than on the second stage, forming a cavity for the return spring with the outer cylinder, a through hole passes in the inner cylinder, having a section with a section in the form of a square at the working end, corresponding in shape to the square tetrahedral end of the rod, on two opposite on the walls of which cylindrical holes are made opposite each other with an internal annular protrusion for balls, interacting with the circular groove of the cylindrical section of the rod when it is installed in the coupling, the section of the through hole with a section in the form of a square passes into the cylindrical section of the through hole with an internal thread from the side of the handle, for interaction with her; the handle has a central cylindrical-conical part, truncated by planes parallel to the longitudinal axis of the handle from above and below, with an end face on the side of the working part of the manipulator in the form of a circle with a cylindrical protrusion in the center, having a thread for connection with the coupling, at the end of the handle there is a cylindrical section, the end face of which serves as a limiter and a shock platform, the side surface of the cylindrical-conical part of the handle and the cylindrical section are covered with heat-resistant rubber.