RU2193369C2 - Device for performing intraosseous humerus osteosynthesis - Google Patents
Device for performing intraosseous humerus osteosynthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193369C2 RU2193369C2 RU2000121854/14A RU2000121854A RU2193369C2 RU 2193369 C2 RU2193369 C2 RU 2193369C2 RU 2000121854/14 A RU2000121854/14 A RU 2000121854/14A RU 2000121854 A RU2000121854 A RU 2000121854A RU 2193369 C2 RU2193369 C2 RU 2193369C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- humerus
- section
- narrow
- wide
- Prior art date
Links
- 210000002758 humerus Anatomy 0.000 title claims description 29
- 208000029154 Narrow face Diseases 0.000 claims description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000472 traumatic effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 32
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 26
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 16
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 14
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 210000000323 shoulder joint Anatomy 0.000 description 4
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 3
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 3
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000834 fixative Substances 0.000 description 2
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 description 2
- 206010062575 Muscle contracture Diseases 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 208000006111 contracture Diseases 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 1
- 108010064245 urinary gonadotropin fragment Proteins 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, ортопедии, и может применяться как средство остеосинтеза переломов плечевой кости. The invention relates to medicine, namely to traumatology, orthopedics, and can be used as a means of osteosynthesis of fractures of the humerus.
Известно устройство для внутрикостного остеосинтеза плечевой кости, выполненное в виде стержня с прямоугольным поперечным сечением, плоскости широких стенок которого параллельны продольной оси, а плоскости узких стенок расположены симметрично и под углом к продольной оси; концы стержня выполнены изогнутыми во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем широкий конец изогнут по широкой стенке (1). Стержень не имеет отверстий для введения блокирующих винтов, расчет при создании его соединения с отломками строится на непосредственном взаимодействии конструкции со стенками костного канала, т. е. на соответствии ее формы индивидуальной форме костной полости плечевой кости, которая определяется по боковой рентгенограмме здорового плеча, выполненной с расстояния 120 см. Стержень вводят в костно-мозговой канал плечевой кости через сформированную в большом бугорке ступеньку, ширина которой должна соответствовать ширине верхней части фиксатора. При этом нижний изогнутый конец конструкции ориентируют кпереди, верхний - кнаружи, а плоскости ее широких граней располагаются, таким образом, в переднезаднем направлении вертикально (в сагиттальной плоскости). A device for intraosseous osteosynthesis of the humerus, made in the form of a rod with a rectangular cross section, the plane of the wide walls of which are parallel to the longitudinal axis, and the plane of the narrow walls are symmetrical and at an angle to the longitudinal axis; the ends of the rod are made curved in mutually perpendicular planes, and the wide end is curved along a wide wall (1). The rod does not have openings for the insertion of locking screws, the calculation when creating its connection with fragments is based on the direct interaction of the structure with the walls of the bone canal, i.e., according to the shape of the individual shape of the bone cavity of the humerus, which is determined by the lateral radiograph of a healthy shoulder, made from a distance of 120 cm. The core is introduced into the bone marrow channel of the humerus through a step formed in a large tubercle, the width of which should correspond to the width of the upper part of the phi Xator. In this case, the lower curved end of the structure is oriented anteriorly, the upper one is oriented outward, and the planes of its wide faces are thus positioned vertically in the anteroposterior direction (in the sagittal plane).
Конструкция имеет следующие недостатки,
1. Высокий риск заклинивания стержня, раскалывания отломков, несостоятельности остеосинтеза, связанный с тем, что плоскость, параллельная широким граням стержня, в которой конструкция имеет наибольший размер поперечного сечения и, следовательно, жесткость на изгиб, совпадает с плоскостью, в которой канал плечевой кости искривлен, что значительно ограничивает возможность устранения несоответствия между формой стержня и формой канала в процессе их взаимодействия за счет деформации конструкции. В этих условиях расчет при создании стабильного соединения отломков может быть построен только на точном соответствии формы стержня форме канала плечевой кости. Однако такой расчет не может дать предсказуемый результат в условиях традиционного предоперационного планирования на основе стандартных рентгенограмм, т.е. проекционных изображений канала плечевой кости, отражающих расстояние между краеобразующими по отношению к Х - лучам участками стенок канала, а не истинные размеры поперечного сечения костной полости в плоскости введения фиксатора. С целью иллюстрации данного положения определим проекционную ширину костной полости плечевой кости на трех уровнях а, b и с, используя боковую рентгенограмму, сделанную с расстояния 120 см (фиг.4). Согласно принятому правилу предоперационного планирования зазор между изображениями стенок костного канала и конструкцией на этих, а также других уровнях предполагаемого взаимодействия стержня с отломками должен быть одинаков и составлять величину до 2 мм (2). Зная форму поперечных сечений канала на избранных уровнях смоделируем взаимодействие с ними поперечных сечений стержня толщиной 4 мм, ширина которого на уровне этих сечений будет в соответствии с изложенным традиционным способом предоперационного планирования а - 2 мм (фиг.5), b - 2 мм (фиг. 6), с - 2 мм (фиг.7). Видно, что на уровне сечения b (фиг.6) можно ожидать заклинивания стержня или повреждения отломка вследствие явного несоответствия размеров канала и размеров фиксатора в плоскости его введения. В тоже время на уровне сечения а (фиг.5) и сечения с (фиг.7) поперечные размеры стержня меньше соответствующих размеров костной полости. Исходы внутренней фиксации данным стержнем в условиях такого асимметричного его взаимодействия с каналом плечевой кости на разных его уровнях будут зависеть также от локализации перелома. Если перелом находится между сечениями а и b, то возможны следующие сценарии:
а) заклинивание стержня в нижнем отломке и конфликт избыточно выстоящего из верхнего отломка конца фиксатора с акромиальным отростком лопатки (субъакромиальный импичмент-синдром) с последующим нарушением функции плечевого сустава;
б) раскалывание нижнего отломка при вбивании в него стержня с возможным исходом в нестабильность и несращение или контрактуру (ограничение движений) смежных с переломом суставов из-за вынужденной дополнительной иммобилизации;
в) образование диастаза (избыточного расстояния) между торцами отломков и, как следствие, ухудшение стабильности соединения, нарушение консолидации;
г) возникновение ротационного смещения, т.е. поворот нижнего отломка относительно верхнего отломка и стержня так, что наибольший размер поперечного сечения b совмещается с наибольшим размером поперечного сечения стержня.The design has the following disadvantages,
1. High risk of sticking of the rod, splintering of fragments, failure of osteosynthesis due to the fact that the plane parallel to the wide faces of the rod, in which the structure has the largest cross-sectional size and, therefore, bending stiffness, coincides with the plane in which the humerus canal curved, which significantly limits the possibility of eliminating the mismatch between the shape of the rod and the shape of the channel in the process of their interaction due to deformation of the structure. Under these conditions, the calculation when creating a stable connection of fragments can be built only on the exact correspondence of the shape of the rod to the shape of the channel of the humerus. However, such a calculation cannot give a predictable result in the context of traditional preoperative planning based on standard radiographs, i.e. projection images of the canal of the humerus, reflecting the distance between the edge-forming sections of the canal walls with respect to the X-rays, and not the true dimensions of the cross section of the bone cavity in the plane of insertion of the fixative. In order to illustrate this position, we determine the projection width of the bone cavity of the humerus at three levels a, b and c, using a side radiograph taken from a distance of 120 cm (Fig. 4). According to the adopted preoperative planning rule, the gap between the images of the walls of the bone canal and the structure at these and other levels of the alleged interaction of the rod with the fragments should be the same and be up to 2 mm (2). Knowing the shape of the channel cross sections at selected levels, we model the interaction with them of cross sections of a rod 4 mm thick, the width of which at the level of these sections will be in accordance with the traditional method of preoperative planning a - 2 mm (Fig. 5), b - 2 mm (Fig. .6), s - 2 mm (Fig. 7). It can be seen that at the level of section b (Fig.6), one can expect jamming of the rod or damage to the fragment due to a clear discrepancy between the dimensions of the channel and the dimensions of the retainer in the plane of its introduction. At the same time, at the level of section a (Fig. 5) and section c (Fig. 7), the transverse dimensions of the shaft are smaller than the corresponding dimensions of the bone cavity. The outcomes of internal fixation by this rod under conditions of such an asymmetric interaction with the humeral canal at its different levels will also depend on the location of the fracture. If the fracture is between sections a and b, then the following scenarios are possible:
a) jamming of the rod in the lower fragment and the conflict between the end of the retainer excessively protruding from the upper fragment and the acromial process of the scapula (subacromial impeachment syndrome) with subsequent dysfunction of the shoulder joint;
b) splitting of the lower fragment when driving a rod into it with a possible outcome in instability and nonunion or contracture (restriction of movements) of joints adjacent to a fracture due to forced additional immobilization;
c) the formation of diastasis (excess distance) between the ends of the fragments and, as a result, the deterioration of the stability of the connection, violation of consolidation;
d) the occurrence of rotational displacement, i.e. rotation of the lower fragment relative to the upper fragment and the rod so that the largest cross-sectional dimension b is aligned with the largest cross-sectional dimension of the bar.
При локализации перелома на уровне между сечениями b и с заклинивание конструкции будет происходить не в нижнем, а в верхнем отломке. Возможные последствия - раскалывание кости, нестабильность и несращение, импичмент-синдром, нарушение функции смежных с переломом суставов. When the fracture is localized at the level between sections b and c, the structure will be stuck not in the lower, but in the upper fragment. Possible consequences are bone fracture, instability and nonunion, impeachment syndrome, impaired function of joints adjacent to a fracture.
Оптимизировать предоперационное планирование и остеосинтез данным стержнем, теоретически, можно, например, с помощью компьютерной томографии с возможной трехмерной реконструкцией костной полости. Однако данный подход привел бы к существенному удорожанию и усложнению технологии, а также к дополнительной лучевой нагрузке на пациента. Theoretically, it is possible to optimize preoperative planning and osteosynthesis with this shaft, for example, using computed tomography with possible three-dimensional reconstruction of the bone cavity. However, this approach would lead to a significant increase in the cost and complexity of the technology, as well as additional radiation exposure to the patient.
2. Значительное повреждение верхнего метафиза плечевой кости в месте введения фиксатора, т.к. ширина верхнего (проксимального) конца конструкции может достигать в зависимости от проекционных размеров костной полости 20-25 мм. 2. Significant damage to the upper metaphysis of the humerus at the site of introduction of the fixative, because the width of the upper (proximal) end of the structure can reach 20-25 mm depending on the projection dimensions of the bone cavity.
3. Сложность унификации технологии остеосинтеза данным стержнем, расчитанной на точное соответствие форм канала и конструкции, вследствие выраженного анатомического полиморфизма. Кроме того, асимметричное, с учетом изгиба верхнего и нижнего концов в разных плоскостях, строение стержня предполагает наличие правого и левого варианта конструкции, что дополнительно увеличивает количество необходимых типоразмеров. 3. The complexity of unifying the technology of osteosynthesis with this rod, calculated on the exact correspondence of the channel shapes and design, due to the pronounced anatomical polymorphism. In addition, the asymmetric structure, taking into account the bending of the upper and lower ends in different planes, assumes the presence of a right and left version of the structure, which further increases the number of required sizes.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для внутрикостного остеосинтеза, выполненное в виде стержня постоянной толщины, симметричного относительно взаимно перпендикулярных продольных плоскостей, при этом стержень состоит по длине из трех участков: широкий, переходный и узкий, причем широкий и узкий участки выполнены с постоянной шириной (2). Область использования данного устройства - трубчатые кости кисти. Применительно к задаче остеосинтеза плечевой кости конструкция имеет следующие недостатки. The closest in technical essence to the claimed is a device for intraosseous osteosynthesis, made in the form of a rod of constant thickness, symmetrical with respect to mutually perpendicular longitudinal planes, while the rod consists of three sections along the length: wide, transitional and narrow, with wide and narrow sections made with constant width (2). The area of use of this device is the tubular bones of the brush. With regard to the task of osteosynthesis of the humerus, the design has the following disadvantages.
1. Неизбежное повреждение плечевого сустава при введении фиксатора, не имеющего изгиба верхней (широкой) части, в канал плечевой кости, ось которого проходит через ее головку. Данное положение можно иллюстрировать схемой на фиг.8, где изображены контуры стержня (р на фиг.8) и взаимодействующей с ним плечевой кости (к на фиг.8) по данным ее переднезадней рентгенограммы, жирной линией показана суставная поверхность головки, а линия OO1 - ось нижнего (суженного) участка канала, совмещенная с осью узкой части конструкции. Кроме того, отсутствие изгиба широкой (верхней) части фиксатора снижает ротационную стабильность соединения стержень-верхний (проксимальный) отломок, т.к. внутренние моменты, противодействующие внешним вращающим усилиям, имеют короткие силовые плечи, ограниченные полушириной верхней части фиксатора.1. Inevitable damage to the shoulder joint with the introduction of a retainer that does not have a bend of the upper (wide) part into the channel of the humerus, the axis of which passes through its head. This position can be illustrated by the diagram in Fig. 8, which shows the contours of the rod (p in Fig. 8) and the humerus interacting with it (k in Fig. 8) according to its anteroposterior radiograph, the articular surface of the head is shown in bold, and the OO line 1 - the axis of the lower (narrowed) section of the channel, combined with the axis of the narrow part of the structure. In addition, the lack of bending of the wide (upper) part of the retainer reduces the rotational stability of the rod-upper (proximal) fragment, since internal moments opposing external rotational forces have short power shoulders bounded by the half-width of the upper part of the retainer.
2. Осевая нестабильность соединения данного стержня с проксимальным отломком при неопорных (косых, винтообразных, крупнооскольчатых) переломах плечевой кости, обусловленная отсутствием отверстий в верхней части конструкции для введения блокирующих винтов. Следствием этого может быть вторичное смещение, укорочение конечности, субъакромиальный импичмент-синдром, нарушение консолидации. 2. Axial instability of the connection of this rod with the proximal fragment during unsupported (oblique, helical, coarse-fragmented) fractures of the humerus, due to the absence of holes in the upper part of the structure for insertion of locking screws. The consequence of this may be a secondary displacement, shortening of the limb, subacromial impeachment syndrome, violation of consolidation.
3. Низкая жесткость остеосинтеза данным стержнем при движениях конечностью в плоскости узких граней фиксатора, являющаяся следствием неоптимального сочетания его геометрических и механических параметров и анатомических особенностей канала плечевой кости, что может быть причиной замедленной консолидации и несращения. На боковой рентгенограмме плечевой кости (фиг.4) можно видеть, что ее канал имеет S-образное искривление, причем величина искривления нижней (узкой) части канала (n на фиг.4) значительно больше (в несколько раз) искривления ее верхней части (m на фиг.4). Поэтому, безопасное введение данного стержня, не имеющего предварительного изгиба его узкой части в соответствии с искривлением нижнего (узкого) участка костной полости, возможно только при условии ориентации узких граней конструкции в переднезаднем или близком к нему направлении, т.е. совмещения плоскости наименьшей жесткости фиксатора с плоскостью искривления костного канала. При этом деформации будет подвергаться преимущественно нижняя часть конструкции, которая, таким образом, приобретает естественное анатомическое ограничение ее толщины и, следовательно, жесткости на изгиб. В тоже время верхняя часть стержня будет испытывать минимальные деформации. Поэтому уравнивание поперечных размеров ее узкой грани с аналогичными размерами узкой грани нижней части стержня нецелесообразно, поскольку это приводит к существенному уменьшению суммарной жесткости участка конструкции, расположенного между ближайшими к перелому уровнями ее взаимодействия с отломками (пролета стержня), сопротивляющегося действию внешних изгибающих моментов в условиях функционирования конечности. Выполнение верхней части стержня с большей шириной, чем нижнего, не может существенно повысить жесткость системы фиксатор-отломки в направлении действия критических нагрузок, т.е. в плоскости узких граней конструкции, т.к. увеличение жесткости на изгиб фиксатора с прямоугольным поперечным сечением прямо пропорционально только первой степени увеличения поперечных размеров его граней, находящихся в плоскости, перпендикулярной действию изгибающих моментов. 3. The low rigidity of osteosynthesis by this rod during limb movements in the plane of the narrow faces of the retainer, which is the result of a non-optimal combination of its geometric and mechanical parameters and the anatomical features of the humerus canal, which may be the reason for the delayed consolidation and nonunion. On the lateral radiograph of the humerus (Fig. 4), it can be seen that its channel has an S-shaped curvature, and the magnitude of the curvature of the lower (narrow) part of the canal (n in Fig. 4) is much larger (several times) of the curvature of its upper part ( m in FIG. 4). Therefore, the safe insertion of this rod, which does not have a preliminary bending of its narrow part in accordance with the curvature of the lower (narrow) section of the bone cavity, is possible only if the narrow edges of the structure are oriented in the anteroposterior or close to it direction, i.e. combining the plane of least rigidity of the retainer with the plane of curvature of the bone canal. In this case, the lower part of the structure will be subjected to deformation, which, thus, acquires a natural anatomical limitation of its thickness and, therefore, bending stiffness. At the same time, the upper part of the rod will experience minimal deformation. Therefore, equalization of the transverse dimensions of its narrow face with the similar dimensions of the narrow face of the lower part of the rod is impractical, since this leads to a significant decrease in the total stiffness of the section of the structure located between the levels of its interaction with fragments closest to the fracture (span of the rod), which resists the action of external bending moments under conditions functioning limbs. The execution of the upper part of the rod with a larger width than the lower one cannot significantly increase the rigidity of the retainer-fragment system in the direction of critical loads, i.e. in the plane of narrow faces of the structure, as the increase in the bending stiffness of the retainer with a rectangular cross section is directly proportional only to the first degree of increase in the transverse dimensions of its faces located in a plane perpendicular to the action of bending moments.
Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является повышение надежности остеосинтеза диафизарных переломов плечевой кости, уменьшение его травматичности. The technical result from the use of the invention is to increase the reliability of osteosynthesis of diaphyseal fractures of the humerus, reducing its morbidity.
Данный технический результат достигается тем, что устройство для внутрикостного остеосинтеза плечевой кости выполнено в виде стержня прямоугольного поперечного сечения, состоящего по длине из трех участков: широкого с постоянной шириной, узкого с постоянной шириной и переходного, конец широкого участка изогнут в сторону узкой грани, а толщина широкого участка больше, чем узкого, при этом в широком участке выполнены сквозные отверстия. This technical result is achieved by the fact that the device for intraosseous osteosynthesis of the humerus is made in the form of a rod of rectangular cross section, consisting of three sections along the length: wide with constant width, narrow with constant width and transitional, the end of the wide section is curved towards a narrow face, and the thickness of the wide section is greater than the narrow, while through holes are made in the wide section.
На фиг.1 представлено устройство для внутрикостного остеосинтеза плечевой кости, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - теоретическая модель взаимодействия условного стержня с нижней (искривленной) частью канала плечевой кости; на фиг.4 - контуры канала плечевой кости по данным ее боковой рентгенограммы, сделанной с расстояния 120 см; на фиг.5 - модель взаимодействия поперечного сечения стержня, взятого в качестве аналога, и поперечного сечения костного канала а на фиг.4; на фиг.6 - модель взаимодействия поперечного сечения стержня, взятого в качестве аналога, и поперечного сечения костного канала b на фиг.4; на фиг.7 - модель взаимодействия поперечного сечения стержня, взятого в качестве аналога, и поперечного сечения костного канала с на фиг.4; на фиг.8 - модель взаимодействия устройства - прототипа с плечевым суставом. Figure 1 shows a device for intraosseous osteosynthesis of the humerus, front view; figure 2 is the same side view; figure 3 is a theoretical model of the interaction of the conditional rod with the lower (curved) part of the canal of the humerus; figure 4 - the contours of the channel of the humerus according to its lateral radiographs taken from a distance of 120 cm; figure 5 is a model of the interaction of the cross section of the rod, taken as an analogue, and the cross section of the bone channel a in figure 4; figure 6 is a model of the interaction of the cross section of the rod, taken as an analogue, and the cross section of the bone channel b in figure 4; Fig.7 is a model of the interaction of the cross section of the rod, taken as an analogue, and the cross section of the bone channel c in Fig.4; on Fig is a model of the interaction of the device of the prototype with the shoulder joint.
Устройство для внутрикостного остеосинтеза представляет собой стержень прямоугольного поперечного сечения, состоящий из широкого 1, переходного 2 и узкого 3 участков. Толщина широкого участка 1 преобладает над толщиной узкого участка 3, а конец широкого участка 6 изогнут в сторону его узкой грани; в широкой части стержня выполнены сквозные отверстия 7. The device for intraosseous osteosynthesis is a rod of rectangular cross-section, consisting of a wide 1, transition 2 and narrow 3 sections. The thickness of the wide section 1 prevails over the thickness of the narrow section 3, and the end of the wide section 6 is curved towards its narrow face; through holes 7 are made in a wide part of the rod.
Стержень вводят в канал плечевой кости, ориентируя узкие грани конструкции в переднезаднем или близком к нему направлении, что позволяет минимизировать риск повреждения отломков за счет совмещения плоскости наименьшей жесткости фиксатора с плоскостью искривления канала, и, тем самым, уменьшения давления, оказываемого стержнем на стенки костной полости в процессе его деформирования. В свою очередь деформация нижнего участка предлагаемого стержня прямоугольного поперечного сечения, развивающаяся в процессе взаимодействия его ребер с искривленным каналом плечевой, а также любой другой кости, невозможна без задействования в контакте с отломком на разных его уровнях всех четырех ребер конструкции, что придает системе стержень-костный отломок абсолютную ротационную стабильность, т.е. такую, которая не зависит от сил трения в этой системе и, следовательно, степени прижатия стержня к стенкам костного канала (4). Существенно, что ротационно-стабильная форма взаимодействия в этом случае носит гарантированный характер и будет развиваться не только при использовании стержня с максимальными для данной кости размерами его поперечного сечения, точное определение которых на основе стандартных рентгенограмм невозможно, но также при использовании и "менее габаритных" стержней, что не только дополнительно повышает надежность и уменьшает травматичность операции и риск осложнений, но также позволяет предсказуемо реализовать задачу предоперационного планирования на основе стандартных рентгенограмм, не прибегая к сложным и дорогостоящим способам исследования, решить задачу унификации технологии за счет существенного сокращения количества типоразмеров фиксатора. С целью графической иллюстрации вышеизложенного вновь обратимся к проекционному изображению изогнутой нижней части канала плечевой кости по данным ее боковой рентгенограммы (фиг.3), где z - уровень перелома, МК - теоретическая ось прямого стержня, поперечное сечение которого стремится к нолю, построенная между самой низкой точкой канала (К на фиг.3) и краеобразующей точкой поперечного сечения костной полости на уровне перелома (М на фиг.3), N - точка проекционного взаимодействия оси "нолевого" стержня и передней стенки канала. Если размеры поперечного сечения стержня в указанном примере не равны нолю, то точки М и N, принадлежащие центральной оси стержня уже не могут проецироваться на краеобразующие стенки канала, а перемещаются в противоположных направлениях, указанных стрелками, при этом центральная ось стержня, содержащая точки М, N и К приобретает криволинейный характер. Следовательно, в указанном примере стержень с любым сколь угодно малым размером поперечного сечения будет подвергаться деформации, что для стержня прямоугольного поперечного сечения адекватно ротационной стабильности его соединения с нижним отломком плечевой кости. Осевая стабильность соединения стержень-отломки при опорных (поперечных, косых с малой плоскостью излома и др.) переломах обеспечивается благодаря устойчивому характеру взаимодействия торцов отломков. При неопорных переломах осевая устойчивость взаимодействия конструкции с нижним отломком, т.е. сопротивляемость их соединения смещению отломка вдоль стержня в сторону укорочения под действием сил мышечной аутокомпрессии, достигается за счет трения в этой системе, возникающего вследствие деформации стержня и, при адекватном подборе длины фиксатора, за счет контакта его тупого конца с плотной компактной костью нижнего отдела канала. Таким образом и осевая и ротационная стабильность соединения предлагаемого устройства с нижним отломком плечевой кости достигается при минимальном риске повреждения кости и носит гарантированный характер в условиях традиционного предоперационного планирования, т.е. на основе стандартных рентгенограмм. The rod is inserted into the canal of the humerus, orienting the narrow edges of the structure in the anteroposterior or close to it direction, which minimizes the risk of damage to the fragments by combining the plane of least rigidity of the fixator with the plane of curvature of the channel, and thereby reducing the pressure exerted by the rod on the bone wall cavity in the process of its deformation. In turn, deformation of the lower portion of the proposed rod of rectangular cross-section, developing in the process of interaction of its ribs with the curved channel of the shoulder, as well as any other bone, is impossible without involving all four edges of the structure in contact with the fragment at different levels, which gives the system a rod bone fragment absolute rotational stability, i.e. one that does not depend on the friction forces in this system and, consequently, the degree of pressing of the rod against the walls of the bone canal (4). It is significant that the rotationally stable form of interaction in this case is guaranteed in nature and will develop not only when using a rod with maximum cross-sectional sizes for a given bone, the exact determination of which is not possible on the basis of standard radiographs, but also when using “smaller-sized” ones rods, which not only further increases the reliability and reduces the invasiveness of the operation and the risk of complications, but also allows you to predictably realize the task of preoperative pl based on standard radiographs, without resorting to complex and expensive research methods, to solve the problem of technology unification due to a significant reduction in the number of clamp sizes. In order to graphically illustrate the foregoing, we again turn to the projection image of the curved lower part of the humerus channel according to its lateral radiograph (Fig. 3), where z is the fracture level, MK is the theoretical axis of the straight rod, the cross section of which tends to zero, built between the the low point of the channel (K in figure 3) and the edge-forming point of the cross section of the bone cavity at the fracture level (M in figure 3), N is the point of projection interaction of the axis of the “zero” rod and the front wall of the channel. If the cross-sectional dimensions of the rod in this example are not equal to zero, then the points M and N belonging to the central axis of the rod can no longer be projected onto the edge-forming walls of the channel, but move in opposite directions indicated by arrows, while the central axis of the rod containing the points M, N and K becomes curved. Therefore, in this example, a rod with any arbitrarily small cross-sectional size will undergo deformation, which for a rod of rectangular cross-section is adequate to the rotational stability of its connection with the lower fragment of the humerus. The axial stability of the core-fragment connection at supporting (transverse, oblique with a small plane of fracture, etc.) fractures is ensured due to the stable nature of the interaction of the ends of the fragments. In non-supportive fractures, the axial stability of the interaction of the structure with the lower fragment, i.e. the resistance of their connection to the displacement of the fragment along the rod to the side of shortening under the influence of the forces of muscle autocompression is achieved due to friction in this system, which arises due to the deformation of the rod and, with an adequate selection of the length of the retainer, due to the contact of its blunt end with a dense compact bone of the lower part of the channel. Thus, the axial and rotational stability of the connection of the proposed device with the lower fragment of the humerus is achieved with minimal risk of bone damage and is guaranteed in the context of traditional preoperative planning, i.e. based on standard radiographs.
Ротационная стабильность соединения верхней (широкой) части стержня с проксимальным отломком достигается благодаря ее большой площади контакта с метафизом и наличию изгиба конца стержня в плоскости широких граней, существенно увеличивающего силовые плечи внутренних моментов, противодействующих внешним ротационным нагрузкам, что повышает надежность остеосинтеза. Кроме того, изгиб конца широкой (верхней) части конструкции в направлении ее узких граней позволяет избежать конфликта фиксатора с плечевым суставом, тем самым уменьшить травматичность операции и связанный с ней риск осложнений. При неопорных переломах надежность соединения стержня с верхним отломком увеличивается путем введения блокирующих винтов через отломок и стержень, что становится возможным благодаря наличию отверстий в широкой части фиксатора. The rotational stability of the connection of the upper (wide) part of the rod with the proximal fragment is achieved due to its large contact area with the metaphysis and the bend of the rod end in the plane of wide faces, which significantly increases the force shoulders of internal moments that counteract external rotational loads, which increases the reliability of osteosynthesis. In addition, the bending of the end of the wide (upper) part of the structure in the direction of its narrow faces avoids the conflict of the retainer with the shoulder joint, thereby reducing the invasiveness of the operation and the associated risk of complications. In non-supportive fractures, the reliability of the connection of the rod with the upper fragment is increased by introducing locking screws through the fragment and the rod, which is possible due to the presence of holes in the wide part of the latch.
Жесткость верхней части фиксатора при изгибе в плоскости узких граней повышается пропорционально третьей степени увеличения толщины этой части, что приводит к существенному приросту сопротивляемости пролета конструкции деформациям под действием внешних критических изгибных нагрузок. Существенно то, что варьируя значениями толщины и ширины проксимальной части стержня, можно добиться значительного прироста жесткости конструкции при изгибе в плоскости ее узких граней без увеличения (а в ряде случаев и при уменьшении) повреждающего действия фиксатора на метафиз верхнего отломка, которое определяется площадью поперечного сечения, взаимодействующей с костью части конструкции. Например, толщина верхней части фиксатора (h) после увеличения ее в i раз составила h x i, в тоже время ширина (f) после ее уменьшения в i раз будет равна f : i. Площадь поперечного сечения, а значит и повреждающее действие конструкции на верхний отломок, до и после изменения указанных параметров будет одинаковой и определяется как f x h. При этом жесткость конструкции (C1) при изгибе в направлении действия критических нагрузок, т. е. в плоскости ее узких граней, до изменения параметров будет определяться соотношением C1= E х f х h3:12, где Е - модуль упругости первого рода материала, из которого изготовлен стержень, f х h3:12 - главный центральный момент инерции поперечного сечения прямоугольной формы (Ицкович Г.М. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 1982. - с.201). Жесткость при изгибе конструкции в том же направлении после изменения параметров (С2) определится как C2= E х f х h 3х i2:12. При этом С2:C1=i2. Таким образом, если i>1, т.е. речь действительно идет об увеличении толщины и уменьшении ширины верхней части фиксатора, то будет наблюдаться увеличение жесткости пропорционально квадрату изменения указанных параметров без увеличения повреждающего действия стержня на кость.The rigidity of the upper part of the retainer during bending in the plane of narrow faces increases in proportion to the third degree of increase in the thickness of this part, which leads to a significant increase in the resistance of the span of the structure to deformations under the influence of external critical bending loads. It is significant that by varying the thickness and width of the proximal part of the rod, it is possible to achieve a significant increase in the rigidity of the structure when bending in the plane of its narrow faces without increasing (and in some cases decreasing) the damaging effect of the retainer on the metaphysis of the upper fragment, which is determined by the cross-sectional area interacting with the bone part of the structure. For example, the thickness of the upper part of the latch (h) after its i-fold increase was hxi, at the same time, the width (f) after its i-fold decrease will be equal to f: i. The cross-sectional area, and therefore the damaging effect of the structure on the upper fragment, before and after changing these parameters will be the same and is defined as fx h. In this case, the rigidity of the structure (C 1 ) when bending in the direction of critical loads, i.e., in the plane of its narrow faces, before changing the parameters will be determined by the ratio C 1 = E x f x h 3 : 12, where E is the elastic modulus of the first the kind of material the rod is made of, f x h 3 : 12 - the main central moment of inertia of a rectangular cross-section (Itskovich G.M. Resistance of materials. - M.: Higher school, 1982. - p.201). The rigidity in bending the structure in the same direction after changing the parameters (C 2 ) is defined as C 2 = E x f x h 3 x i 2 : 12. Moreover, C 2 : C 1 = i 2 . Thus, if i> 1, i.e. if we are really talking about increasing the thickness and decreasing the width of the upper part of the fixator, then an increase in stiffness will be observed in proportion to the square of the change in these parameters without increasing the damaging effect of the rod on the bone.
С устройством работают следующим образом. Делают разрез мягких тканей по наружной поверхности дельтовидной области между акромиальным отростком лопатки и верхушкой большого бугорка плечевой кости. В зоне анатомической шейки плечевой кости в направлении ее костной полости формируют канал по форме и размерам поперечного сечения, соответствующий или несколько меньше поперечного сечения верхней части стержня. Через сформированный канал вводят стержень до перелома, ориентируя узкие грани конструкции в переднезаднем или близком к нему направлении. После выполнения репозиции отломков, желательно по закрытой технологии, фиксатор внедряют в канал нижнего отломка, ощущая при этом умеренное сопротивление вследствие деформирования конструкции. Верхний конец стержня оставляют на уровне или ниже верхушки большого бугорка. При неопорных переломах или плохом качестве кости через верхнюю часть стержня и отломок вводят блокирующие винты или один винт, что легко сделать, используя направляющее устройство, присоединенное к проксимальному концу стержня. With the device they work as follows. A soft tissue incision is made along the outer surface of the deltoid region between the acromial process of the scapula and the apex of the large tubercle of the humerus. In the area of the anatomical neck of the humerus in the direction of its bone cavity, a channel is formed in the shape and size of the cross section corresponding to or slightly less than the cross section of the upper part of the shaft. Through the formed channel, the rod is inserted before the fracture, orienting the narrow faces of the structure in the anteroposterior or close to it direction. After reposition of the fragments, preferably using closed technology, the latch is introduced into the channel of the lower fragment, while feeling moderate resistance due to deformation of the structure. The upper end of the shaft is left at or below the top of the large tubercle. In case of unsupported fractures or poor bone quality, blocking screws or one screw are inserted through the upper part of the shaft and the fragment, which is easy to do using a guide device attached to the proximal end of the shaft.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР 1528469 "Устройство Зверева для внутрикостного остеосинтеза плечевой кости", МКИ: А 61 В 17/58.SOURCES OF INFORMATION
1. USSR author's certificate 1528469 "Device Zvereva for intraosseous osteosynthesis of the humerus", MKI: A 61 B 17/58.
2. Патент РФ 2028112 "Устройство для внутрикостного остеосинтеза", МКИ: А 61 В 17/58, прототип. 2. RF patent 2028112 "Device for intraosseous osteosynthesis", MKI: A 61 V 17/58, prototype.
3. Ключевский В.В., Суханов Г.А., Зверев Е.В., Джурко А.Д., Дегтярев А. А. Остеосинтез стержнями прямоугольного сечения. - Ярославль, 1993. - с. 112. 3. Klyuchevsky VV, Sukhanov GA, Zverev EV, Dzhurko AD, Degtyarev A. A. Osteosynthesis with rods of rectangular section. - Yaroslavl, 1993. - p. 112.
4. Литвинов И.И. Внутренняя фиксация супраистмальных переломов большеберцовой кости: Дис. канд. мед. наук. -Ярославль, 1997. - с. 64-68. 4. Litvinov I.I. Internal fixation of supraismal fractures of the tibia: Dis. Cand. honey. sciences. Yaroslavl, 1997 .-- p. 64-68.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121854/14A RU2193369C2 (en) | 2000-08-15 | 2000-08-15 | Device for performing intraosseous humerus osteosynthesis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000121854/14A RU2193369C2 (en) | 2000-08-15 | 2000-08-15 | Device for performing intraosseous humerus osteosynthesis |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000121854A RU2000121854A (en) | 2002-07-20 |
| RU2193369C2 true RU2193369C2 (en) | 2002-11-27 |
Family
ID=20239280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000121854/14A RU2193369C2 (en) | 2000-08-15 | 2000-08-15 | Device for performing intraosseous humerus osteosynthesis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2193369C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283631C2 (en) * | 2004-08-10 | 2006-09-20 | ГУ Научный Центр реконструктивной и восстановительной хирургии ВСНЦ СО РАМН (ГУ НЦ ВСНЦ СО РАМН) | Device for intramedulary osteosynthesis of breaks in proximal section of humerus |
| RU2295313C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Остеомед-М" ООО "Остеомед-М" | Pin for carrying out intrabone intramedullary tibia osteosynthesis |
| RU2358681C1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-06-20 | Владимир Анатольевич Соколов | Surgical apparatus for intramedullary treatment of tubular bone fractures |
| RU2362504C1 (en) * | 2008-03-13 | 2009-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ОСТЕОМЕД-М" (ООО "ОСТЕОМЕД-М") | Intramedullary nail for ulnar bone |
| RU2362505C1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ОСТЕОМЕД-М" (ООО "ОСТЕОМЕД-М") | Intramedullary nail for radial bone |
| RU2684471C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) | Method for operative treatment of surgical neck of humerus fracture |
| RU2778673C2 (en) * | 2020-07-27 | 2022-08-23 | Магомед Нурахамаевич Нурмагомедов | Guider for rods for osteosynthesis of fractures of human short tubular bones |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2028112C1 (en) * | 1992-08-19 | 1995-02-09 | Межотраслевая ассоциация делового сотрудничества "АССОТ" | Unit for interbone osteosynthesis |
| US5697930A (en) * | 1995-01-30 | 1997-12-16 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Intramedullary nail for humerus |
| RU2102027C1 (en) * | 1995-12-09 | 1998-01-20 | Муниципальное учреждение здравоохранения Больница скорой медицинской помощи им.Н.В.Соловьева | Device for intraosseous osteosynthesis of tibia |
-
2000
- 2000-08-15 RU RU2000121854/14A patent/RU2193369C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2028112C1 (en) * | 1992-08-19 | 1995-02-09 | Межотраслевая ассоциация делового сотрудничества "АССОТ" | Unit for interbone osteosynthesis |
| US5697930A (en) * | 1995-01-30 | 1997-12-16 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Intramedullary nail for humerus |
| RU2102027C1 (en) * | 1995-12-09 | 1998-01-20 | Муниципальное учреждение здравоохранения Больница скорой медицинской помощи им.Н.В.Соловьева | Device for intraosseous osteosynthesis of tibia |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283631C2 (en) * | 2004-08-10 | 2006-09-20 | ГУ Научный Центр реконструктивной и восстановительной хирургии ВСНЦ СО РАМН (ГУ НЦ ВСНЦ СО РАМН) | Device for intramedulary osteosynthesis of breaks in proximal section of humerus |
| RU2295313C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Остеомед-М" ООО "Остеомед-М" | Pin for carrying out intrabone intramedullary tibia osteosynthesis |
| RU2358681C1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-06-20 | Владимир Анатольевич Соколов | Surgical apparatus for intramedullary treatment of tubular bone fractures |
| RU2362504C1 (en) * | 2008-03-13 | 2009-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ОСТЕОМЕД-М" (ООО "ОСТЕОМЕД-М") | Intramedullary nail for ulnar bone |
| RU2362505C1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ОСТЕОМЕД-М" (ООО "ОСТЕОМЕД-М") | Intramedullary nail for radial bone |
| RU2684471C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-04-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) | Method for operative treatment of surgical neck of humerus fracture |
| RU2778673C2 (en) * | 2020-07-27 | 2022-08-23 | Магомед Нурахамаевич Нурмагомедов | Guider for rods for osteosynthesis of fractures of human short tubular bones |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Matta et al. | Internal fixation of unstable pelvic ring injuries. | |
| JP6707473B2 (en) | Metacarpal neck plate | |
| TWI630900B (en) | Intramedullary fixation system | |
| Dobbe et al. | Patient-tailored plate for bone fixation and accurate 3D positioning in corrective osteotomy | |
| AU2006234593A1 (en) | Intramedullar osteosynthetic device for two bone parts of the hand and/or foot | |
| JPH07222753A (en) | Intramedullary nail | |
| US5683460A (en) | Intrafocal peg and method of repairing fracture | |
| Todorov et al. | Is augmented LISS plating biomechanically advantageous over conventional LISS plating in unstable osteoporotic distal femoral fractures? | |
| RU2193369C2 (en) | Device for performing intraosseous humerus osteosynthesis | |
| ITUB20152877A1 (en) | Method for identifying the optimal direction and maximum diameter of a pedicle screw so that the screw does not come out of the pedicle during insertion. | |
| Wang et al. | Biomechanical study of intramedullary versus extramedullary implants for four types of subtrochanteric femoral fracture | |
| RU2188602C2 (en) | Device for performing intraosseous blocking osteosynthesis of the tibia | |
| RU164485U1 (en) | Intramedullary fixator for surgical and prophylactic treatment of articular joint fractures of the tubular bone on the background of osteoporosis | |
| Ivanov et al. | A numerical comparative analysis of ChM and Fixion nails for diaphyseal femur fractures | |
| TWM658274U (en) | Intervertebral fusion device | |
| US20230225868A1 (en) | Orthopedic fasteners, instruments, and methods | |
| Shaheen et al. | Management of diaphysealtibial fracture in pediatrics by elastic stable intramedullary nails | |
| US11678921B2 (en) | Methods of long bone repair utilizing continuous compression implants | |
| RU2595090C2 (en) | Method for blocked osteosynthesis of proximal femoral fractures and device therefor | |
| Du et al. | Computer‐aided parachute guiding system for closed reduction of diaphyseal fractures | |
| Shanmugasundaram et al. | Titanium elastic nails in the management of fractures | |
| JP2020523156A (en) | SST retractor with radiolucent features | |
| RU50804U1 (en) | Intramedullary tibial nail for periarticular fractures | |
| RU2672926C1 (en) | Method and plate for osteosynthesis of breast bone fractures | |
| RU96756U1 (en) | PIN FOR INTRAMEDULAR OSTEOSYNTHESIS OF THE TIBERA |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060816 |