RU2817502C1 - Fixator for osteosynthesis - Google Patents
Fixator for osteosynthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817502C1 RU2817502C1 RU2023108418A RU2023108418A RU2817502C1 RU 2817502 C1 RU2817502 C1 RU 2817502C1 RU 2023108418 A RU2023108418 A RU 2023108418A RU 2023108418 A RU2023108418 A RU 2023108418A RU 2817502 C1 RU2817502 C1 RU 2817502C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- head
- screw
- neck
- osteosynthesis
- bone tissue
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 abstract description 20
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 7
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 3
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910000807 Ga alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 description 1
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000007838 tissue remodeling Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине. Изобретение предназначено для костной фиксации в челюстно-лицевой хирургии, ортопедии, травматологии, нейрохирургии, ветеринарии.The invention relates to medicine. The invention is intended for bone fixation in maxillofacial surgery, orthopedics, traumatology, neurosurgery, and veterinary medicine.
Из существующего уровня техники известны винты для блокирующего остеосинтеза переломов костей опорно-двигательного аппарата, которые выполнены в соответствии с патентом RU 2661758 С2, опубл. 19.07.2018. Предложен винт для блокирующего остеосинтеза переломов костей опорно-двигательного аппарата, представляющий собой устройство с винтовой нарезкой и головкой с конусовидной винтовой нарезкой. Винт выполнен с удлиненной головкой и шляпкой на ней, конической винтовой нарезкой с трехзаходной резьбой под шляпкой, до половины длины головки, а далее вниз, до конца головки резьба отсутствует, диаметр ее уменьшается до уровня диаметра безрезьбового ствола винта, с последующим безрезьбовым пространством и дальнейшей нарезкой резьбы примерно на 1/3 длины винта на ее конце.From the existing level of technology, screws are known for blocking osteosynthesis of bone fractures of the musculoskeletal system, which are made in accordance with patent RU 2661758 C2, publ. 07/19/2018. A screw for blocking osteosynthesis of musculoskeletal bone fractures is proposed, which is a device with a screw thread and a head with a cone-shaped screw thread. The screw is made with an elongated head and a head on it, a conical screw thread with a three-start thread under the head, up to half the length of the head, and then down, until the end of the head there is no thread, its diameter decreases to the level of the diameter of the threadless barrel of the screw, with subsequent threadless space and further by cutting the thread approximately 1/3 the length of the screw at its end.
Недостатком данного технического решения является механические повреждения головки винта по типу «звездочка» при установке конструкции во время проведения операции. Происходит смятие металла в местах соприкосновения с закручивающим инструментом. Резьба у винта находится только в нижней части (1/3 винта) и под головкой, что не может обеспечить надежную фиксацию винта в костной ткани.The disadvantage of this technical solution is mechanical damage to the star-type screw head when installing the structure during surgery. The metal is crushed at the points of contact with the tightening tool. The thread of the screw is located only in the lower part (1/3 of the screw) and under the head, which cannot ensure reliable fixation of the screw in the bone tissue.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является патент RU 30558 U1, опубл. 10.07.2003. Предложен фиксатор для остеосинтеза, содержащий стержень, выполненный из металла с памятью формы, снабженный наружной резьбой и на одном из концов конической заточкой, отличающийся тем, что наружная резьба выполнена по всей его длине, а на втором конце стержня выполнена головка, при этом со стороны конической заточки стержень продольно рассечен на три части до ее основания, кроме того, основание конической заточки закреплено на одной из рассеченных частей стержня. При этом угол рассечения стержня фиксатора равен 120°, а длина рассечения равна 2/3 его длины.The closest to the claimed technical solution is patent RU 30558 U1, publ. 07/10/2003. A fixator for osteosynthesis is proposed, containing a rod made of metal with shape memory, equipped with an external thread and a conical sharpening at one end, characterized in that the external thread is made along its entire length, and at the second end of the rod there is a head, while on the side conical sharpening, the rod is longitudinally cut into three parts up to its base; in addition, the base of the conical sharpening is fixed to one of the dissected parts of the rod. In this case, the cutting angle of the locking rod is equal to 120°, and the cutting length is equal to 2/3 of its length.
Недостатком данного технического решения является большая площадь фиксирующего элемента, который находится во внекостной части. Шестигранная головка не несет повышенную механическую нагрузку во время эксплуатации, но занимает большую площадь. Шестигранная головка соответствует прочностным характеристикам для завинчивания конструкции в костную ткань в процессе операции.The disadvantage of this technical solution is the large area of the fixing element, which is located in the extraosseous part. The hex head does not bear increased mechanical load during operation, but occupies a larger area. The hexagonal head meets the strength characteristics for screwing the structure into bone tissue during surgery.
Использование данного технического решения, а именно легкоотделяемой головки, поможет сократить объем металлического материала в организме человека, за счет чего сокращается срок реабилитации. Уникальность конструкции винта состоит в использовании легкоотделяемой головки с различной конструкцией в отличии от шлицевых элементов. Различная конструкция головки, обусловленная локализацией применения фиксирующей системы, в зависимости от размера винта используется различная геометрия головки винта, а именно шестигранная, четырехгранная либо трехгранная. Соотношение геометрии легкоотделяемой головки с размерами винта и диаметром «шейки», соединяющей отрывную головку со стержнем фиксирующего элемента, обеспечивает достаточные для данной конструкции характеристики завинчивания изделия в костную ткань и минимизацию площади внекостной части конструкции, которая составляет не более 10% от площади свободной поверхности всего изделия.The use of this technical solution, namely an easily detachable head, will help reduce the volume of metal material in the human body, thereby reducing the rehabilitation period. The uniqueness of the screw design is the use of an easily detachable head with a different design, in contrast to splined elements. Different head designs, due to the localization of application of the fixing system; depending on the size of the screw, different geometry of the screw head is used, namely hexagonal, tetrahedral or triangular. The ratio of the geometry of the easily detachable head with the dimensions of the screw and the diameter of the “neck” connecting the detachable head with the rod of the fixing element provides sufficient characteristics for screwing the product into bone tissue for this design and minimizing the area of the extraosseous part of the structure, which is no more than 10% of the free surface area of the entire products.
Техническим результатом данного изобретения является повышение качества фиксации медицинской конструкции из биорезорбируемого материала в костной ткани за счет увеличения плеча силы, прикладываемой накидным завинчивающим инструментом специальной конструкции. Кроме того, процесс ремоделирования костной ткани, проходит тем более стабильно, чем более гомогенной является граница соприкосновения металлической конструкции с биологической средой, такой как костная ткань. В костной ткани биорезорбция происходит медленнее, чем в мягкой ткани организма, где биорезорбция происходит быстрее. Изобретение предназначено для сокращения площади внекостной части фиксирующего элемента.The technical result of this invention is to improve the quality of fixation of a medical structure made of bioresorbable material in bone tissue by increasing the leverage of force applied by a specially designed screw-on screwing tool. In addition, the process of bone tissue remodeling is more stable, the more homogeneous the interface between the metal structure and the biological environment, such as bone tissue, is. In bone tissue, bioresorption occurs more slowly than in soft tissue of the body, where bioresorption occurs faster. The invention is intended to reduce the area of the extraosseous part of the fixing element.
Изобретение реализуется следующим образом.The invention is implemented as follows.
Предложен фиксатор для остеосинтеза, выполненный из биорезорбируемого материала в форме винта конической формы и с резьбой по всей длине стержня отличающийся тем, что на другом конце имеется легкоотделяемая головка, закрученная накидным динамометрическим хирургическим ключом, которая отрывается в области «шейки» после закручивания винта медицинским инструментом и остатки материала отделяются, при этом соотношение размера легкоотделяемой головки с размерами винта составляет: 1:5. При этом легкоотделяемая головка имеет шестигранную или четырехгранную форму, или трехгранную форму.A fixator for osteosynthesis is proposed, made of bioresorbable material in the form of a conical screw and with threads along the entire length of the rod, characterized in that at the other end there is an easily detachable head, twisted with a ring torque surgical wrench, which comes off in the “neck” area after tightening the screw with a medical instrument and the remaining material is separated, and the ratio of the size of the easily detachable head to the dimensions of the screw is: 1:5. In this case, the easily detachable head has a hexagonal or tetrahedral shape, or a triangular shape.
Перечень фигур.List of figures.
Фиг. 1 Общая схема винта с шестигранной легкоотделяемой головкой для остеосинтеза, содержит 3 вида винта - вид с боку иллюстрирует конструкцию фиксатора из биорезорбируемого материала, строение резьбы винта. Изометрия коническую форму винта, и показывает переход от резьбовой части винта к шляпке.Fig. 1 General diagram of a screw with a hexagonal easily detachable head for osteosynthesis, contains 3 types of screw - the side view illustrates the design of the retainer made of bioresorbable material, the structure of the screw thread. Isometric view of the conical shape of the screw, and shows the transition from the threaded part of the screw to the head.
Проекция изображает вид со стороны конической заточки стержня винта.The projection depicts the view from the conical sharpening of the screw shaft.
Фиксирующее устройство выполнено в виде винта, оснащенного наружной резьбой с шагом резьбы 1 мм (1). Головка (2) имеет шестигранную форму. Утонение (3) между шестигранной головкой и шляпкой 8,5 мм обозначается шейкой в данном месте винт отделяется ортопедическими ножницами. Шляпка винта (4) из биорезорбируемого материала остается в костной ткани, после закручивания винта хирургом. Винт имеет коническую форму стержня в соответствии ГОСТ Р 50582-93 (5).The fixing device is made in the form of a screw equipped with an external thread with a thread pitch of 1 mm (1). The head (2) has a hexagonal shape. The thinning (3) between the hex head and the 8.5 mm head is indicated by a neck; at this point, the screw is separated with orthopedic scissors. The screw head (4) made of bioresorbable material remains in the bone tissue after the surgeon tightens the screw. The screw has a conical shaft in accordance with GOST R 50582-93 (5).
Фиг 2. Общая схема внешнего вида легкоотделяемой четырехгранной головки. Легкоотделяемая головка имеет четырехгранную форму (2). Утонение (3) между шестигранной головкой и шляпкой 8,5 мм обозначается шейкой в данном месте винт отделяется ортопедическими ножницами. Шляпка винта (4) из биорезорбируемого материала остается в костной ткани, после закручивания винта хирургом.Fig 2. General diagram of the appearance of an easily detachable tetrahedral head. The easily detachable head has a tetrahedral shape (2). The thinning (3) between the hex head and the 8.5 mm head is indicated by a neck; at this point, the screw is separated with orthopedic scissors. The screw head (4) made of bioresorbable material remains in the bone tissue after the surgeon tightens the screw.
Фиг 3. Общая схема внешнего вида легкоотделяемой трехгранной головки. Легкоотделяемая головка имеет трехгранную форму (6). Утонение (3) между шестигранной головкой и шляпкой 8,5 мм обозначается шейкой в данном месте винт отделяется ортопедическими ножницами. Шляпка винта (4) из биорезорбируемого материала остается в костной ткани, после закручивания винта хирургом.Fig 3. General diagram of the appearance of an easily detachable triangular head. The easily detachable head has a triangular shape (6). The thinning (3) between the hex head and the 8.5 mm head is indicated by a neck; at this point, the screw is separated with orthopedic scissors. The screw head (4) made of bioresorbable material remains in the bone tissue after the surgeon tightens the screw.
Размерный ряд готовых хирургических изделий предполагает диапазон длиной от 5 до 20 мм и диаметром от 1,0 до 3,0 мм.The size range of finished surgical products includes a length range from 5 to 20 mm and a diameter from 1.0 to 3.0 mm.
Порядок использования изобретения на примере хирургического винта длиной 10,0 мм, диаметром винта 2,0 мм. Хирург хирургическим (ортопедическим) сверлом делает направляющее углубление в костной ткани диаметром 50-70% от диаметра винта и на глубину 60-75% от длины внутрикостной части винта. Винт с шестигранной головкой накидным динамометрическим хирургическим (ортопедическим) ключом с регулируемым диапазоном момента закручивания от 0,1 Н⋅м до 20 Н⋅м завинчивается до погружения шляпки винта в кость. После этого хирург кусачками хирургическими (ортопедическими) отделяет излишние части легкоотделяемой головки по шейке, соединяющей головку и шляпку винта.The procedure for using the invention using the example of a surgical screw with a length of 10.0 mm and a screw diameter of 2.0 mm. The surgeon uses a surgical (orthopedic) drill to make a guide recess in the bone tissue with a diameter of 50-70% of the diameter of the screw and to a depth of 60-75% of the length of the intraosseous part of the screw. A screw with a hexagonal head is screwed with a socket torque surgical (orthopedic) wrench with an adjustable torque range from 0.1 N⋅m to 20 N⋅m until the screw head is immersed in the bone. After this, the surgeon uses surgical (orthopedic) pliers to separate the excess parts of the easily detachable head along the neck connecting the head and the screw head.
Диапазон форм головки способствует улучшенной фиксации в костной ткани, равномерному распределению крутящего момента на всю поверхности головки при установке, сокращению времени хирургической манипуляции, удобству удаления эксплуатационных остатков после установки крепежного изделия, способствует стабилизации процесса биорезорбции.The range of head shapes contributes to improved fixation in bone tissue, uniform distribution of torque over the entire surface of the head during installation, reduction of the time of surgical manipulation, ease of removal of operational residues after installation of the fastener, and helps stabilize the bioresorption process.
Взаимосвязь типа кости и используемой геометрии головки:Relationship between bone type and head geometry used:
Шестигранная легкоотделяемая головка возможна к использованию при типе костной ткани пациента D1-D2 по классификации С. Misch.The hexagonal, easily detachable head can be used with the patient’s bone tissue type D1-D2 according to the classification of C. Misch.
Четырехгранная легкоотделяемая головка возможна к использованию при типе костной ткани пациента D2-D3 по классификации С. Misch.The tetrahedral, easily detachable head can be used with the patient’s bone tissue type D2-D3 according to the classification of C. Misch.
Трехгранная отделяемая головка возможна к использованию при типе костной ткани пациента D3-D4 по классификации С. Misch.The triangular detachable head can be used with the patient’s bone tissue type D3-D4 according to the classification of C. Misch.
Пример 1Example 1
Винт с легкоотделяемой головкой выполнен из сплава магния системы Mg-Zn-Ga. В составе материала 2 мас. % цинка и 2 мас. % галлия и 96 мас. % магния. На сплав нанесено биосовместимое керамическое покрытие методом микродугового оксидирования.The screw with an easily detachable head is made of magnesium alloy of the Mg-Zn-Ga system. The material contains 2 wt. % zinc and 2 wt. % gallium and 96 wt. % magnesium. The alloy is coated with a biocompatible ceramic coating using micro-arc oxidation.
Прочностные характеристики сплавов магния, такие как предел прочности и модуль упругости, близки к прочностным характеристикам костных тканей, что обеспечивает отсутствие эффекта экранирования напряжений, что препятствует расшатыванию медицинских изделий, биосовместимость медицинских изделий (Bazhenov V. Е., Li A.V., Iliasov А.А., Bautin V. A., Plegunova S.V., Koltygin А. V., Komissarov A. A., Abakumov М.А., Redko N. A., Kwang Seon S. Corrosion Behavior and Biocompatibility of Hot-Extruded Mg-Zn-Ga-(Y) Biodegradable Alloys // J. Funct. Biomater. 2022. V. 13. P. 294-299). В данном случае сплав Mg-Zn-Ga обладает следующими физико-механическими характеристиками: предел прочности 275 МПа, относительное удлинение 11%. Это позволяет использовать данный спав в качестве материала для изготовления винта, используемого при остеосинтезе.The strength characteristics of magnesium alloys, such as tensile strength and elastic modulus, are close to the strength characteristics of bone tissue, which ensures that there is no stress shielding effect, which prevents the loosening of medical devices, the biocompatibility of medical devices (Bazhenov V. E., Li A. V., Iliasov A. A. ., Bautin V. A., Plegunova S.V., Koltygin A. V., Komissarov A. A., Abakumov M.A., Redko N. A., Kwang Seon S. Corrosion Behavior and Biocompatibility of Hot-Extruded Mg-Zn-Ga-(Y) Biodegradable Alloys / / J. Funct. Biomater. 2022. V. 13. P. 294-299). In this case, the Mg-Zn-Ga alloy has the following physical and mechanical characteristics: tensile strength 275 MPa, relative elongation 11%. This allows this resin to be used as a material for the manufacture of a screw used in osteosynthesis.
Максимальный крутящий момент отрыва головки от готового изделия из биорезорбируемого магниевого сплава не более 1 Н⋅м, данное значение позволяет использовать во время проведения операции динамометрический хирургический ключ.The maximum torque of separation of the head from the finished product made of bioresorbable magnesium alloy is no more than 1 N⋅m; this value allows the use of a torque surgical wrench during the operation.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2817502C1 true RU2817502C1 (en) | 2024-04-16 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU175176A1 (en) * | Г. А. Баиров , А. Н. Ожгихин | HARD CLAMP FOR INFRINGING THE INTESTINAL WALLS | ||
| DE3630863A1 (en) * | 1986-09-08 | 1988-03-17 | Mecron Med Prod Gmbh | Bone screw |
| RU2043081C1 (en) * | 1990-02-08 | 1995-09-10 | Виньо Жан-Луи | Device for spinal column osteosynthesis |
| RU30558U1 (en) * | 2003-03-07 | 2003-07-10 | Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова | OSTEOSYNTHESIS LOCK |
| US20070218750A1 (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-20 | Nexa Orthopedics, Inc. | Snap-off screw with recessed breakoff area |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU175176A1 (en) * | Г. А. Баиров , А. Н. Ожгихин | HARD CLAMP FOR INFRINGING THE INTESTINAL WALLS | ||
| DE3630863A1 (en) * | 1986-09-08 | 1988-03-17 | Mecron Med Prod Gmbh | Bone screw |
| RU2043081C1 (en) * | 1990-02-08 | 1995-09-10 | Виньо Жан-Луи | Device for spinal column osteosynthesis |
| RU30558U1 (en) * | 2003-03-07 | 2003-07-10 | Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова | OSTEOSYNTHESIS LOCK |
| US20070218750A1 (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-20 | Nexa Orthopedics, Inc. | Snap-off screw with recessed breakoff area |
| RU2782108C2 (en) * | 2017-08-28 | 2022-10-21 | Ботисс Биоматириалз Гмбх | Bioresorbable screw |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10045804B2 (en) | Universal anchor for attaching objects to bone tissue | |
| US8267978B2 (en) | Hybrid bone fixation apparatus | |
| US9526546B2 (en) | Method of using a minimal incision removable bone screw | |
| US20070005070A1 (en) | Self-centering screw and retaining screw driver for use in surgery | |
| EP0276153A2 (en) | Bone screw | |
| WO2007146032A3 (en) | Pedicle screw system | |
| US7637929B2 (en) | Self-drilling bone screw | |
| US20040254581A1 (en) | Furcated bone screw | |
| US9456857B2 (en) | Apparatus for stabilizing long bone fractures | |
| US20130325072A1 (en) | Interchangeable orthopedic blade | |
| RU2817502C1 (en) | Fixator for osteosynthesis | |
| WO2012007878A1 (en) | A wire retainer | |
| CN213372405U (en) | Spring type pedicle screw which is propped open in neutral and can be dynamically fixed from static gradual change | |
| RU2829176C1 (en) | Bone plate for osteosynthesis | |
| CN216090726U (en) | Metal spicule | |
| RU2661758C2 (en) | Screw for blocking osteosynthesis of bone fractures of musculoskeletal system | |
| KR200383131Y1 (en) | headless cone screw thread on outside of head | |
| US20220000529A1 (en) | Orthopedic screw | |
| RU182792U1 (en) | SCREW FOR THE CONTROLLED MOVEMENT OF BONE FRAGMENTS | |
| JPH09135844A (en) | Bone fixing tool and bone fixing system | |
| US20190365442A1 (en) | Bone screws with enhanced fatigue resistance and related kits and methods | |
| CN220327498U (en) | Metacarpal intramedullary screw | |
| RU225599U1 (en) | Device for osteosynthesis and treatment of medial femoral neck fractures | |
| CN221617220U (en) | Steel wire screw for fracture | |
| CN204520936U (en) | Inverted trapezoidal screw thread pedicle screw |