RU2139008C1

RU2139008C1 - Spondylodesis device

Info

Publication number: RU2139008C1
Application number: RU98108732A
Authority: RU
Inventors: Н.П. Рябуха; В.М. Драгун; О.П. Шаболдо
Original assignee: Рябуха Николай Павлович; Драгун Вадим Михайлович; Шаболдо Олег Павлович
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 1999-10-10

Abstract

FIELD: medicine, namely neurosurgery and traumatology. SUBSTANCE: device may be used in operations on vertebral column in cases of fractures and dislocation. Device is made of material with memory of form. It has two parallel clamps provided with operating members in form of single-turn spirals positioned in planes perpendicular to planes of clamps. Device also has jumper which is sequitur cylindrical spiral. Device ensures reliable fixing and stabilization of damaged segment of vertebral column. EFFECT: improved design. 6 dwg

Description

Устройство относится к медицине, а именно к нейрохирургии и травматологии, и может быть использовано в ходе операций на позвоночнике при переломах, вывихах, переломовывихах позвонков. The device relates to medicine, namely to neurosurgery and traumatology, and can be used during operations on the spine in case of fractures, dislocations, fractures of the vertebrae.

Известен ряд устройств, выполненных из материалов с памятью, предназначенных для фиксации и стабилизации поврежденных позвонков. Например, устройства, описанные в /1/, представляют собой проволочные металлоконструкции с фиксирующими элементами, изогнутыми в параллельных или перпендикулярных плоскостях, причем по крайней мере один из них представляет собой петлю. Данные устройства применяются для фиксации, как правило, соседних позвонков. Основным недостатком данных устройств является то, что фиксирующие элементы, выполненные в виде замкнутых петель, при установке проводятся под дужками и могут вызвать повреждение спинного мозга. Кроме того, отсутствие рабочего элемента обуславливает жесткую /не динамическую/ фиксацию позвонков, а также требует точного соответствия геометрических параметров устройств размерам задних структур позвонков. Следует также отметать, что данные устройства невозможно использовать при одновременном повреждении остистого отростка и дужек позвонка. A number of devices are known, made of materials with memory, designed to fix and stabilize damaged vertebrae. For example, the devices described in / 1 / are metal wire structures with locking elements curved in parallel or perpendicular planes, at least one of which is a loop. These devices are used to fix, as a rule, neighboring vertebrae. The main disadvantage of these devices is that the fixing elements, made in the form of closed loops, are installed under the arms during installation and can cause damage to the spinal cord. In addition, the absence of a working element determines the rigid / non-dynamic / fixation of the vertebrae, and also requires exact matching of the geometric parameters of the devices to the sizes of the posterior vertebral structures. It should also be noted that these devices cannot be used while damaging the spinous process and arches of the vertebra.

В качестве прототипа, как наиболее близкого по технической сущности устройства к предлагаемому изобретению, авторами принято устройство для заднего спондилодеза /2/. Данное устройство выполнено из материала, проявляющего эффект памяти формы при температурах + 37... + 55^oC с интервалом между прямым и обратным превращениями в диапазоне 15...25^oC, в виде проволочной петли, состоящей из двух параллельных друг другу S - образных элементов, соединенных дугообразной перемычкой. Конструкция данного устройства обеспечивает одновременную фиксацию трех позвонков, равномерное распределение сил и одинаковое перемещение правой и левой сторон поврежденного позвонка.As a prototype, as the closest in technical essence of the device to the proposed invention, the authors adopted a device for posterior fusion / 2 /. This device is made of a material exhibiting a shape memory effect at temperatures of + 37 ... + 55 ^o C with an interval between direct and reverse transformations in the range of 15 ... 25 ^o C, in the form of a wire loop consisting of two parallel to each other S - shaped elements connected by an arched jumper. The design of this device provides the simultaneous fixation of three vertebrae, uniform distribution of forces and the same movement of the right and left sides of the damaged vertebra.

Однако, у данного устройства имеется ряд недостатков. However, this device has several disadvantages.

1. S - образная форма рабочих элементов предусматривает проведение устройства под дужками позвонка, что, как и в случае с устройствами, принятыми за аналог, может вызвать повреждение спинного мозга и кроме того технически сложно в исполнении. 1. The S-shaped form of the working elements involves holding the device under the arches of the vertebra, which, as in the case of devices taken as an analogue, can cause damage to the spinal cord and is also technically difficult to perform.

2. Данное устройство имеет ограниченную область применения, поскольку оно разработано для фиксации C₁-C₂ позвонков /атланто-аксиальный спондилодез/.2. This device has a limited scope, since it is designed to fix C ₁ -C ₂ vertebrae / Atlanto-axial fusion /.

3. Устройство не применимо при переломе дужек позвонка или при их отсутствии вследствие оперативного вмешательства. 3. The device is not applicable for fracture of the arches of the vertebra or in their absence due to surgery.

4. Дугообразная перемычка не обеспечивает надежную фиксацию устройства на остистом отростке позвонка и не позволяет полностью выключить движения в фиксируемом сегменте позвоночника, что в ряде случаев может привести к повторному смещению позвонков. 4. The arched jumper does not provide reliable fixation of the device on the spinous process of the vertebra and does not completely turn off the movement in the fixed segment of the spine, which in some cases can lead to repeated displacement of the vertebrae.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение надежной фиксации и стабилизации поврежденного сегмента любого отдела позвоночника при переломе или отсутствии дужек позвонка. The aim of the invention is the provision of reliable fixation and stabilization of the damaged segment of any part of the spine in case of fracture or absence of vertebral arches.

Указанная цель достигается за счет исполнения перемычки в виде полуторавитковой цилиндрической спирали, а также наличия на параллельных друг другу скобах по рабочему элементу, выполненному в виде одновитковой спирали, расположенному в плоскости, перпендикулярной плоскости скоб. Использование сплавов с памятью формы позволяет придавать устройству форму, облегчающую установку его на позвонках, обеспечивает надежную самофиксацию устройства на позвоночнике и динамическую фиксацию самих позвонков. This goal is achieved due to the execution of the jumper in the form of a half-turn cylindrical spiral, as well as the presence on parallel brackets along the working element, made in the form of a single-turn spiral, located in a plane perpendicular to the plane of the brackets. The use of alloys with shape memory allows you to give the device a shape that facilitates its installation on the vertebrae, provides reliable self-fixation of the device on the spine and dynamic fixation of the vertebrae themselves.

На фиг. 1, 2 показано устройство в рабочем состоянии - вид сзади и сбоку, на фиг. 3, 4 - в деформированном состоянии - вид сзади и сбоку, а на фиг. 5, 6 - вид сзади и сбоку схемы установки устройства на позвоночнике. In FIG. 1, 2 shows the device in working condition - rear view and side view, in FIG. 3, 4 - in a deformed state - rear view and side view, and in FIG. 5, 6 - rear and side views of the installation diagram of the device on the spine.

Устройство состоит из двух скоб 1с рабочими элементами 2 и одной перемычки 3. Для изготовления устройства используются материалы, проявляющие эффект памяти формы при температурах, близких к температуре человеческого тела. The device consists of two brackets 1 with working elements 2 and one jumper 3. For the manufacture of the device, materials are used that exhibit the shape memory effect at temperatures close to the temperature of the human body.

Предлагаемое устройство используется при переломах, вывихах, переломовывихах позвонков, переломах дужек и остистого отростка, а также после операции - ламинэктомии для надежной и стабильной фиксации позвонков. Устройство верхними фиксирующими элементами - крючьями устанавливается за дужки вышележащего, по отношению к поврежденному, позвонка, а петля - цилиндрическая полуторавитковая спираль надевается на остистый отросток нижележащего, по отношению к поврежденному, позвонка. Надежная фиксация позвонков обеспечивается симметричным исполнением устройства в виде двух параллельных скоб с рабочими элементами, соединенных перемычкой, а также способом его установки. За счет исполнения перемычки в виде полуторавитковой цилиндрической спирали устройство надежно самофиксируется на остистом отростке, а за счет компрессии, создаваемой рабочими элементами, фиксирующие элементы скоб устойчиво располагаются на дужках вышележащего позвонка. Надежная самофиксация устройства на позвонках не требует исполнения фиксирующих элементов в виде замкнутых петель и, следовательно, необходимым проведение их под дужками позвонков, что исключает возможность повреждения спинного мозга. Исполнение рабочих элементов в виде одновитковых спиралей и расположение их в плоскостях, перпендикулярных плоскостям скоб, способствует удобному размещению устройства на позвоночнике, обеспечивает оптимальные параметры устройства. Таким образом, устройство просто по конструкции, технологии изготовления и способу установки. The proposed device is used for fractures, dislocations, fractures of the vertebrae, fractures of the arches and spinous process, as well as after surgery - laminectomy for reliable and stable fixation of the vertebrae. The device with the upper fixing elements - hooks is installed behind the arches of the overlying vertebra in relation to the damaged one, and the loop - a cylindrical one and a half spiral is put on the spinous process of the underlying vertebra with respect to the damaged one. Reliable fixation of the vertebrae is ensured by the symmetrical design of the device in the form of two parallel brackets with working elements connected by a jumper, as well as by the method of its installation. Due to the design of the jumper in the form of a half-turn coil, the device reliably self-fixes on the spinous process, and due to the compression created by the working elements, the fixing elements of the brackets are stably located on the arches of the overlying vertebra. Reliable self-fixation of the device on the vertebrae does not require the execution of fixing elements in the form of closed loops and, therefore, it is necessary to hold them under the arches of the vertebrae, which eliminates the possibility of damage to the spinal cord. The execution of the working elements in the form of single-turn spirals and their location in the planes perpendicular to the planes of the brackets, contributes to the convenient placement of the device on the spine, provides optimal device parameters. Thus, the device is simple in design, manufacturing technology and installation method.

Предлагаемое устройство изготавливают из проволоки диаметром 2 - 3 мм из материалов, обладающих эффектом памяти формы, например, сплавов на основе никелида титана марки ТН-1, ТН - 20. Гибка проволоки с целью придания устройству необходимой формы осуществляется при температуре + 550...+ 650^oC. Для обеспечения проявления эффекта памяти формы при температурах, близких к температуре человеческого тела, изделие подвергают термообработкам по известным режимам /3/. Окончательная обработка осуществляется химическим травлением.The proposed device is made of wire with a diameter of 2 - 3 mm from materials having a shape memory effect, for example, alloys based on titanium nickelide grade TN-1, TN - 20. Bending of the wire in order to give the device the necessary shape is carried out at a temperature of + 550 ... + 650 ^o C. To ensure the manifestation of the shape memory effect at temperatures close to the temperature of the human body, the product is subjected to heat treatment according to known modes / 3 /. Final processing is carried out by chemical etching.

Используется изделие следующим образом. Осуществляют задний доступ к требуемому отделу позвоночника с обязательным скелетированием самого поврежденного позвонка и двух смежных с ним позвонков. Производят необходимые манипуляции: устранение вывиха, удаление отломков дужек сломанного позвонка, ламинэктомию, ревизию позвоночного канала. Устройство охлаждают холодным физиологическим раствором до температуры + 5... + 10^oC и деформируют следующим образом. Растягивают устройство в вертикальном направлении так, чтобы уменьшились диаметры рабочих элементов - одновитковых спиралей. Нажатием в горизонтальном направлении придают форму эллипса спиралеобразной перемычке, незначительно разгибают крючья. При этом вертикальный размер устройства увеличивается. Сначала надевают перемычку на остистый отросток нижележащего позвонка, затем устанавливают крючья фиксирующих элементов за дужки вышележащего позвонка по разные стороны от остистых отростков. При прогреве устройства /самопроизвольном от температуры тела или принудительном от теплового физиологического раствора/ происходит восстановление прежней формы изделия. При этом перемычка, принимая форму цилиндрической спирали, плотно охватывает остистый отросток, тем самым обеспечивая надежную самофиксацию. При увеличении диаметра спиралей рабочих элементов уменьшается вертикальный размер устройства и оно крючьями закрепляется за дужки вышележащего позвонка. За счет создаваемой компрессии устройство надежно самофиксируется на позвонках.The product is used as follows. Provide rear access to the desired spine with mandatory skeletonization of the most damaged vertebra and two adjacent vertebrae. The necessary manipulations are performed: elimination of dislocation, removal of fragments of the arches of a broken vertebra, laminectomy, revision of the spinal canal. The device is cooled with cold saline to a temperature of + 5 ... + 10 ^o C and deformed as follows. Stretch the device in the vertical direction so that the diameters of the working elements - single-turn spirals are reduced. By pressing in the horizontal direction, an ellipse is shaped into a spiral jumper, the hooks are slightly unbent. In this case, the vertical size of the device increases. First, put a jumper on the spinous process of the underlying vertebra, then set the hooks of the fixing elements behind the arches of the overlying vertebra on opposite sides of the spinous processes. When the device warms up / spontaneous from body temperature or forced from thermal physiological saline /, the former shape of the product is restored. In this case, the jumper, taking the form of a cylindrical spiral, tightly covers the spinous process, thereby ensuring reliable self-fixation. With an increase in the diameter of the spirals of the working elements, the vertical size of the device decreases and it is hooked to the arches of the overlying vertebra. Due to the created compression, the device reliably self-fixes on the vertebrae.

Обеспечивая надежную и стабильную динамическую фиксацию поврежденного сегмента позвоночника, данное устройство исключает возможность повреждения спинного мозга и может быть применено при различных видах повреждений любого отдела позвоночника, в том числе при переломе или отсутствии дужек позвонка. Providing reliable and stable dynamic fixation of the damaged segment of the spine, this device eliminates the possibility of damage to the spinal cord and can be used for various types of injuries of any part of the spine, including fracture or absence of vertebral arches.

Источники, использованные при составлении описания:
1. Патент N 2089124 РФ, A 61 B 17/68.Sources used in compiling the description:
1. Patent N 2089124 of the Russian Federation, A 61 B 17/68.

2. Патент N 2077282 РФ, A 61 B 17/68. 2. Patent N 2077282 of the Russian Federation, A 61 B 17/68.

3. В.Н.Хачин, В.Г.Пушин, В.В.Кондратьев и др. Никелид титана: структура и свойства. - Наука, 1992, - С. 143-146. 3. V.N. Khachin, V. G. Pushin, V. V. Kondratiev and others. Titanium nickelide: structure and properties. - Science, 1992, - S. 143-146.

Claims

A device for fusion made of a material with shape memory and including two parallel brackets connected by a jumper, characterized in that the jumper is a half-turn cylindrical spiral, and each of the brackets includes a working element in the form of a single-turn spiral located in a plane perpendicular to the plane staples.