Система вправления и фиксации костных фрагментов включает в себя по меньшей мере две костные пластины, выполненные с возможностью соединения между собой. Каждая костная пластина снабжена соединительным элементом для соединения с другой костной пластиной. Соединительный элемент первой костной пластины содержит множество выступов. Соединительный элемент второй костной пластины имеет отверстие. В первом состоянии соединения выступы входят в отверстие и создают шарнирообразное соединение между первой и второй костными пластинами. Во втором состоянии соединения выступы напряжены и создают жесткое соединение между первой и второй костными пластинами. С помощью предложенной системы закрепленные на костных пластинах костные фрагменты могут быть вправлены за счет поворота костных пластин. Когда костные фрагменты приведены в свое окончательное положение, выступы могут быть напряжены, в результате чего костные пластины жестко соединены между собой.

[0001] Система вправления и фиксации костных фрагментов, включающая в себя две соединяемые между собой костные пластины (1, 2), причем каждая костная пластина (1, 2) содержит соединительный элемент (4, 6) для соединения с другой костной пластиной (1, 2), содержащая следующие признаки:

[0002] Система по п.1, в которой первая костная пластина (1) имеет отверстие (3), по окружности которого расположены выступы (4).

[0003] Система по п.2, отличающаяся тем, что она содержит винт (7), при этом во втором состоянии соединения винт (7) вставлен в отверстие (6) во второй костной пластине (2) и в отверстие (3) в первой костной пластине (1), причем головка (71) винта (7) напрягает выступы (4).

[0004] Система по п.3, отличающаяся тем, что во втором состоянии соединения винт (7) находится в жестком соединении с первой и второй костными пластинами (1, 2).

[0005] Система по п.4, отличающаяся тем, что жесткое соединение основано на холодной деформации, вызванной вкручиванием винта (7).

[0006] Система по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что выступы (4) имеют удаленные от костной пластины участки (42), при этом удаленные от костной пластины участки (42) выступов (4) в ослабленном состоянии могут быть соединены с воображаемой круговой линией, причем диаметр круговой линии больше диаметра отверстия (6) второй костной пластины (2).

[0007] Система по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что выступы (4) имеют близкие к костной пластине участки (41), при этом близкие к костной пластине участки (41) выступов (4) в ослабленном состоянии могут быть соединены с воображаемой круговой линией, причем диаметр круговой линии соответствует диаметру отверстия (6) второй костной пластины (2).

[0008] Система по одному из пп.1-7, отличающаяся тем, что во втором состоянии соединения первая и вторая костные пластины (1, 2) плоскостно прилегают друг к другу в зоне прилегания, при этом по меньшей мере одна из костных пластин (1, 2) имеет в зоне прилегания возвышения (10) и углубления (11).

[0009] Система по п.8, отличающаяся тем, что возвышения (10) и углубления (11) ориентированы радиально к отверстию (3) в первой костной пластине (1) или к отверстию (6) во второй костной пластине (2).

[0010] Система по одному из пп.1-9, отличающаяся тем, что костная пластина (21, 22) содержит более одного соединительного элемента (62, 63).

[0011] Система по одному из пп.1-10, отличающаяся тем, что костная пластина (21, 22) имеет продолговатую форму.

[0012] Система по п.11, отличающаяся тем, что костная пластина (21) содержит расположенный в центре костной пластины соединительный элемент (63).

[0013] Система по п.11, отличающаяся тем, что она включает в себя четыре костные пластины (22), при этом каждая костная пластина (22) содержит два расположенных на периферии костной пластины соединительных элемента (62).

[0014] Система по п.11, отличающаяся тем, что она включает в себя четыре костные пластины (21), при этом каждая костная пластина (21) содержит расположенный в центре костной пластины соединительный элемент (63) и расположенный на ее периферии соединительный элемент (62).

Изобретение относится к системе вправления и фиксации, с помощью которой костные фрагменты могут быть вправлены, а затем фиксированы.

Костные фрагменты уже более 100 лет фиксируются по отношению друг к другу с помощью костных пластин, винтов и шпилек. Фиксация костных фрагментов посредством классических костных пластин предполагает, что костные фрагменты уже вправлены, т.е. находятся в правильном положении по отношению друг к другу. Классическая костная пластина накладывается на вправленные костные фрагменты и закрепляется на них винтами или шпильками.

Известна также система вправления и фиксации из двух шарнирно соединенных между собой костных пластин. Обе соединяются с разными костными фрагментами. Не требуется, чтобы при закреплении костных пластин костные фрагменты уже были вправлены в свое окончательное положение. Напротив, костные пластины с закрепленными на них костными фрагментами могут поворачиваться вокруг шарнирной оси для вправления последних. Такая система вправления и фиксации используется в случае дистального перелома лучевой кости в области запястья.

Недостаток известной системы вправления и фиксации состоит в том, что во многих случаях трудно фиксировать в окончательном положении костные фрагменты, вправленные за счет поворота костных пластин.

В основе изобретения лежит задача создания системы вправления и фиксации, которая облегчала бы фиксацию костных фрагментов после вправления. Эта задача решается посредством признаков п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах.

Предложенная система вправления и фиксации содержит по меньшей мере две костные пластины, выполненные с возможностью соединения между собой. В зависимости от необходимости между собой может соединяться произвольное число костных пластин. Каждая костная пластина снабжена соединительным элементом для соединения с другой костной пластиной. Соединительный элемент первой костной пластины имеет множество выступов, а соединительный элемент второй костной пластины - отверстие. В первом состоянии соединения выступы входят в отверстие и создают шарнирообразное соединение между первой и второй костными пластинами. Во втором состоянии соединения выступы напряжены и создают жесткое соединение между первой и второй костными пластинами.

Под шарнирообразным соединением двух костных пластин в рамках изобретения понимается соединение, которое в качестве единственного движения допускает их поворот вокруг шарнирной оси. При жестком соединении невозможно никакое движение костных пластин по отношению друг к другу.

С помощью предложенной системы вправления и фиксации закрепленные на костных пластинах костные фрагменты могут быть вправлены за счет поворота костных пластин. Когда костные фрагменты приведены в свое окончательное положение, выступы могут быть напряжены, в результате чего костные пластины жестко соединяются между собой. Соединенные с костными пластинами костные фрагменты фиксируются, таким образом, в своем окончательном положении.

В предпочтительном варианте первая костная пластина имеет отверстие, а выступы расположены по его окружности. Такое отверстие дает возможность вставить в нее и в отверстие второй костной пластины винт и свинтить его с примыкающим костным фрагментом. Созданное вкручиванием винта растягивающее усилие может использоваться в то же время для напряжения выступов во втором положении соединения. Предпочтительно головка винта воздействует на выступы и напрягает их. Для этой цели головка винта может иметь конусообразную форму.

Возможно создание требуемого для напряжения выступов растягивающего усилия за счет вкручивания винта в костный фрагмент. Однако во многих случаях костные фрагменты спонгиозные и не обеспечивают резьбе винта достаточную поддержку. Поэтому может быть предпочтительным, если винт даже без поддержки костного фрагмента находится в жестком соединении с первой и второй костными пластинами. Возможно, чтобы отверстие во второй костной пластине или отверстие в первой костной пластине имело резьбу, взаимодействующую с резьбой винта. С помощью этой резьбы выступы независимо от удерживающего усилия примыкающего костного фрагмента могут быть напряжены, создавая, таким образом, жесткое соединение между первой и второй костными пластинами и винтом.

Предпочтительным оказалось, если отверстие в первой костной пластине или отверстие во второй костной пластине не снабжено резьбой заранее, а резьба нарезается только при вкручивании винта. Резьба винта и стенка соответствующего отверстия взаимодействуют при вкручивании винта таким образом, что стенка отверстия подвергается холодной деформации. Чтобы облегчить вкручивание винта, костная пластина в зоне вокруг отверстия может иметь участок меньшей твердости (DE 19629011 А1). Например, головка винта из более твердого титанового сплава может врезаться в состоящий из более мягкого чистого титана участок костной пластины. Вкручивание винта и связанную с этим холодную деформацию можно дополнительно облегчить за счет уменьшения толщины материала на этом участке. В частности, стенка соответствующего отверстия может иметь сужение меньшей толщины в виде ребра, язычка или кромки (ЕР 1211993 В1).

Необязательно вкручивать винт перпендикулярно костной пластине или параллельно отверстию. Напротив, винт можно вкручивать в костную пластину в разных угловых положениях, причем, тем не менее, в этом угловом положении достигается стабильное соединение между костным винтом и костной пластиной (DE 19858889 A1, DE 4343117 С2). Соединения этого рода называются также многонаправленно стабильно-угловыми.

В исходном состоянии первая и вторая костные пластины представляют собой отдельные элементы. Чтобы привести обе костные пластины в первое состояние соединения, выступы первой костной пластины приводятся в зацепление с отверстием второй костной пластины. Ниже различаются два участка выступов.

Выступы выступают из плоскости, образованной первой костной пластиной. Близкий к костной пластине участок выступа примыкает к первой костной пластине, и этим участком выступ соединен с ней. Удаленный от костной пластины участок выступа обращен от первой костной пластины и образует свободный конец выступа. Чтобы обеспечить зацепление выступов с отверстием, они могут быть выполнены таким образом, что их удаленные от костной пластины участки в ослабленном состоянии могут быть соединены с воображаемой круговой линией и что диаметр круговой линии больше диаметра отверстия второй костной пластины. При насаживании отверстия на выступы они напрягаются внутрь, в результате чего диаметр воображаемой круговой линии уменьшается, а отверстие может быть сдвинуто за удаленные от костной пластины концы выступов.

Близкие к костной пластине участки выступов выполнены предпочтительно таким образом, что они в ослабленном состоянии могут быть соединены с воображаемой круговой линией, диаметр которой соответствует диаметру отверстия второй костной пластины. Когда вторая костная пластина своим отверстием сдвигается за удаленные от костной пластины участки, выступы мгновенно переходят из своего напряженного внутрь положения в ослабленное положение. Близкие к костной пластине участки выступов прилегают к внутренней окружности отверстия. При повороте второй костной пластины относительно первой внутренняя стенка отверстия вращается относительно выступов. Близкие к костной пластине участки выступов образуют вместе с внутренней стенкой отверстия опору шарнирообразного соединения первой и второй костных пластин.

Отверстие второй костной пластины, в которое входят выступы, может быть выполнено так, что оно охватывает их в первом состоянии соединения. Для этого на внутренней стенке отверстия выполнено охватываемое выступами утолщение.

Жесткое соединение, возникающее во втором состоянии соединения между первой и второй костными пластинами, создается за счет того, что выступы напрягаются. Напряжение может состоять в том, что выступы разжимаются. За счет разжатия внешние стороны выступов прижимаются к внутренней стенке отверстия. Трение между выступами и внутренней стенкой отверстия повышается, так что опора шарнирообразного соединения испытывает значительно большее сопротивление. Предпочтительно, если напряжение выступов вызывает не только направленное наружу разжимное усилие, но и в то же время усилие, посредством которого вторая костная пластина прижимается к первой. Такое комбинированное силовое воздействие может быть достигнуто, например, за счет наклонения выступов. Комбинированное усилие приводит также к повышению трения в зоне прилегания, где первая и вторая костные пластины плашмя прилегают друг к другу. Повышающий сопротивление эффект трения в зоне прилегания можно дополнительно усилить, если по меньшей мере одна из костных пластин имеет в зоне прилегания возвышения и углубления. Трение имеет своей целью затруднить движение поворота между первой и второй костными пластинами. Возвышения и углубления оказывают движению поворота наибольшее сопротивление тогда, когда они ориентированы радиально к отверстию в первой костной пластине или к отверстию во второй костной пластине.

В другом предпочтительном варианте одна или несколько костных пластин содержат более одного соединительного элемента для соединения с другими костными пластинами. Это дает возможность соединения между собой нескольких костных пластин. Подходящими для применения в предложенной системе вправления и фиксации оказались костные пластины продолговатой формы. Помимо соединительных элементов костные пластины могут иметь несколько отверстий, посредством которых костная пластина может быть соединена с костными фрагментами. В этих отверстиях могут использоваться стандартные винты. Возможно также использование винтов, которые в процессе холодной деформации соединяются с костными пластинами (DE 19858889 A1, DE 4343117 С2). Если отдельные отверстия не требуются для резьбового соединения, то эти свободные отверстия могут быть закрыты заглушками для стабилизации костной пластины. Это известно из DE 10200405546 А1.

После переломов костей зачастую трудно снова привести костные фрагменты в правильное положение по отношению друг к другу. Они могут быть сильно смещены за счет приставших мышц. Между костными фрагментами могут быть зажаты мягкие ткани. Доступ к области перелома может быть затруднен прилегающими мягкими тканями. В этих случаях может быть трудно обнаружить подходящие точки приложения репозиционных клещей. Иногда требуется привинтить костную пластину к костному фрагменту, чтобы создать точку приложения репозиционного инструмента.

Когда костные пластины соединяются между собой подходящим образом, они могут использоваться в качестве рычага, облегчающего процесс вправления. В простейшем случае система вправления и фиксации содержит две выполненные продолговатыми костные пластины, каждая из которых содержит в центре соединительный элемент. О расположенном в центре соединительном элементе говорят в том случае, когда он удален от обоих концов костной пластины. Ответная деталь образована расположенными на периферии соединительными элементами. Когда обе костные пластины соединяются между собой в центре, они представляют собой ножничную конструкцию. Шарнир ножничной конструкции может использоваться в качестве точки рычага. Два конца ножничной конструкции закрепляются для этого на двух костных шарнирах. На противоположные концы ножничной конструкции можно воздействовать клещами, чтобы перемещать костные фрагменты по отношению друг к другу. При раскрытии ножниц с помощью клещей раздвигаются также костные фрагменты. Зажатые мягкие ткани могут быть освобождены. При смыкании ножниц костные фрагменты могут быть сведены, в результате чего они располагаются рядом друг с другом. В частности, костные пластины могут использоваться также тогда, когда доступ к области перелома с большими репозиционными клещами невозможен.

В качестве альтернативы система вправления и фиксации может включать в себя также четыре костные пластины, каждая из которых содержит два расположенных на периферии соединительных элемента. Эти костные пластины могут быть соединены между собой так, что они образуют сообща четырехугольник, стороны которого могут шарнирно поворачиваться по отношению друг к другу. Если с костными фрагментами соединяются две стороны четырехугольника, то можно воздействовать клещами на оба других костных фрагмента, чтобы перемещать их по отношению друг к другу. Также этот вариант системы вправления и фиксации может предпочтительно использоваться, когда область перелома непосредственно недоступна для репозиционных клещей. Это часто бывает, например, при переломах костей таза или лопатки.

В другом варианте система вправления и фиксации включает в себя также четыре костные пластины, каждая из которых содержит, однако, по одному соединительному элементу в центре и на периферии. Каждые две костные пластины соединяются между собой в центре, образуя ножничную конструкцию. Обе ножничные конструкции посредством периферийных соединительных элементов соединяются между собой в раздвижную решетчатую конструкцию. При необходимости, несколько ножничных конструкций могут быть соединены в одну более длинную раздвижную решетку. С помощью системы вправления и фиксации в виде раздвижной решетки можно перекрывать большое расстояние между областью перелома и точкой, в которой прикладываются клещи. Можно также увеличить раздвижную решетку по ширине за счет присоединения дополнительных раздвижных решеток, в результате чего возникает плоская раздвижная решетка. Такая раздвижная решетка может использоваться, в частности, тогда, когда должны вправляться фрагменты плоской кости, например кости таза или лопатки.

Для передачи усилий в продольном направлении раздвижная решетчатая конструкция дает, кроме того, то преимущество, что возникает передаточное отношение, при котором клещи проходят большой путь, тогда как соединенные с противоположным концом костные фрагменты движутся лишь на короткое расстояние. Этот вариант особенно подходит, следовательно, в том случае, если для вправления костных фрагментов требуется значительное усилие. Варианты, в которых система вправления и фиксации используется в качестве рычага или обеспечивает точку приложения для клещей, заслуживают охраны независимо от признаков п.1 формулы. При необходимости, конструкции в виде ножниц и раздвижной решетки могут быть подходящим образом комбинированы с дополнительными костными пластинами.

Изобретение описано ниже в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи с помощью предпочтительного варианта его осуществления.

На чертежах изображают

фиг. 1 - первую костную пластину системы вправления и фиксации;

фиг. 2 - вторую костную пластину системы вправления;

фиг. 3 - систему вправления и фиксации с костными пластинами из фиг. 1 и 2 в первом состоянии соединения;

фиг. 4 - элемент с фиг. 2 в увеличенном виде;

фиг. 5 - элемент с фиг. 1 в увеличенном виде;

фиг. 6 - элемент с фиг. 4 и 5 в первом состоянии соединения;

фиг. 7 - сечение системы вправления и фиксации во втором состоянии соединения;

фиг. 8 - вид сверху на вариант выполнения костной пластины;

фиг. 9 - вид сверху на другой вариант выполнения костной пластины;

фиг. 10 - систему вправления и фиксации из двух костных пластин на фиг. 8;

фиг. 11 - систему вправления из восьми костных пластин на фиг. 9;

фиг. 12 - систему вправления и фиксации из двух костных пластин на фиг. 8 и восьми костных пластин на фиг. 9;

фиг. 13 - систему вправления и фиксации из шести костных пластин на фиг. 8 и четырех костных пластин на фиг. 9;

фиг. 14 - систему вправления и фиксации из фиг. 13 с двумя дополнительными костными пластинами.

Система вправления и фиксации включает в себя первую костную пластину 1 (фиг. 1) и вторую костную пластину 2 (фиг. 2). Костная пластина 1 имеет отверстие 3 и четыре расположенных по ее окружности выступа 4. Последние образуют соединительный элемент для соединения с другой костной пластиной. Костная пластина 1 имеет дополнительные отверстие 5. Костная пластина 2 снабжена отверстием 6. Оно образует соединительный элемент для соединения с другой костной пластиной.

Выступы 4 включают в себя близкий к костной пластине участок 41 и удаленный от костной пластины участок 42. Удаленные от костной пластины участки 42 выступов 4 могут быть обведены воображаемой круговой линией, диаметр которой больше наименьшего диаметра отверстия 6. Наименьший диаметр отверстия 6 образован утолщением 61 в его стенке. Близкие к костной пластине участки 41 выступов 4 могут быть обведены воображаемой круговой линией, диаметр которой соответствует наименьшему диаметру отверстия 6.

В исходном состоянии на фиг. 1 и 2 костные пластины 1, 2 отделены друг от друга. Чтобы привести их в первое состояние соединения на фиг. 3, выступы 4 костной пластины 1 вставляются в отверстие 6 костной пластины 2. Чтобы вставить в отверстие 6 удаленные от костной пластины участки 42 выступов 4, выступы 4 должны быть напряжены внутрь, так чтобы их можно было обвести воображаемой круговой линией, диаметр которой не превышает диаметра утолщение 61. Выступы 4 напрягаются внутрь при надевании на них отверстия 6 и сжатия костных пластин 1 и 2. Утолщение 61 напрягает выступы 4 внутрь, скользит мимо ее удаленных от костной пластины участков 42 и располагается рядом с близкими к костной пластине участками 41. Выступы 4 мгновенно переходят в ослабленное исходное положение.

Удаленные от костной пластины участки 42 выступов 4 охватывают утолщение 61 в отверстии 6, так что костную пластину 2 нельзя просто снять с костной пластины 1. Единственным движением, которое костная пластина 2 еще может совершать относительно костной пластины 1, является движение поворота вокруг оси отверстия 6. Опора для этого движения поворота образована утолщением 61 и близкими к костной пластине участками 41 выступов 4.

Чтобы привести костные пластины 1, 2 во второе состояние соединения на фиг. 7, в отверстие 6 костной пластины 1 и отверстие 3 костной пластины 2 вставляется винт 7, который ввинчивается в прилегающий к костной пластине 1 костный фрагмент 8. За счет растягивающего усилия винта 7 его головка 71 прижимается к выступам 4. Выступы 4 разжимаются, в результате чего их близкие к костной пластине участки 41 прижимаются к утолщению 61. Образованная утолщением 61 и выступами 4 опора блокируется. Поворот костной пластины 1 относительно костной пластины 2 больше невозможен. В то же время за счет нажатия головки 71 винта 7 на выступы 4 их удаленные от костной пластины концы 42 загибаются и давят сверху на утолщение 61. За счет этого усилия костная пластина 2 прижимается к костной пластине 1. Как показано на фиг. 8, костные пластины 1, 2 имеют в зоне прилегания радиально отходящие от отверстия 6 возвышения 10 и углубления 11, которые дополнительно повышают трение между обеими костными пластинами 1, 2.

Отверстие 3 имеет сужение 31 в виде язычка. Диаметр окруженного сужением 31 отверстие 3 меньше наружного диаметра винта 7. При вкручивании винта 7 происходит холодная деформация сужения 31. Резьба винта 7 нарезает резьбу в сужении 31, причем в то же время материал винта 7 прочно соединяется с материалом сужения 31. Возникает жесткое соединение между винтом 7 и костной пластиной 1, в результате чего в жесткое соединение с ней приводится также костная пластина 2.

При операциях в случае переломов костей описанная система вправления и фиксации сначала приводится в первое состояние соединения (фиг. 3). Посредством отверстий 5 костная пластина 1 закрепляется винтами на костном фрагменте. Могут использоваться стандартные винты, которые вставляются в отверстие 5. Однако могут использоваться также винты, которые в процессе холодной деформации взаимодействуют с отверстием 5, создавая жесткое соединение с костной пластиной 1. Затем костная пластина 2 подходящими средствами закрепляется на другом костном фрагменте, который в этот момент необязательно должен быть в правильном положении относительно первого костного фрагмента. Для этой цели костная пластина 2 также может иметь отверстие (на фиг. 3 не показаны). За счет поворота обеих костных пластин 1, 2 костные фрагменты приводятся в подходящее положение по отношению друг к другу. Когда правильное положение костных фрагментов достигнуто, обе костные пластины находятся в жестком положении по отношению друг к другу. Оба костных фрагмента фиксированы в своем положении.

Другие варианты второй костной пластины изображены на фиг. 8 и 9. Костная пластина 21 на фиг. 8 имеет три выполненных в качестве соединительных элементов отверстия 62, 63 и четыре отверстия 5 между ними. Отверстие 63 расположено в центре костной пластины 21, а отверстия 62 расположены на ее периферии. С каждым из отверстий 62, 63 может быть соединена дополнительная костная пластина. В отверстие 5 могут быть вставлены винты, ввинчиваемые в костные фрагменты. Костная пластина 22 на фиг. 9 имеет два выполненных в качестве соединительных элементов отверстия 62 и два отверстия 5 между ними. Костные пластины, аналогичные костным пластинам 21, 22 и имеющие вместо отверстий 62, 63 выступы 4, не показаны.

Костные пластины 21, 22 могут комбинироваться между собой различным образом. Некоторые комбинации изображены на фиг. 10-14. На фиг. 10 две костные пластины 21 соединены между собой в виде ножниц посредством центрального отверстия 63. Если костные пластины 21 посредством отверстий 81 соединяются с костными фрагментами, то на противоположные концы ножничной конструкции можно воздействовать с помощью клещей для вправления костных фрагментов.

На фиг. 11 восемь костных пластин 22 соединены между собой посредством периферийных отверстий 62. Все костные пластины 22 могут поворачиваться по отношению друг к другу. Например, существует возможность привинтить посредством отверстий 82 три костных фрагмента и вправить их за счет подходящего поворота костных пластин 22. Этот вариант подходит, в частности, для плоских костей, таких как кость таза и лопатка, где следует вправить несколько костных фрагментов.

Вариант на фиг. 12 основан на ножничной конструкции, изображенной на фиг. 10. Ножничная конструкция дополнена четырьмя костными пластинами 22. В отличие от варианта на фиг. 11 здесь при повороте костных пластин возникает меньше степеней свободы, зато костные пластины 21 могут использоваться в качестве рычага для передачи усилий.

В системе на фиг. 13 шесть костных пластин 21 соединены с двумя костными пластинами 22 в конструкцию в виде раздвижной решетки. Она обеспечивает передаточное усилие для передачи продольных усилий. Если соединить, например, два костных фрагмента с отверстием 83 и потянуть клещами за противоположный конец раздвижной решетки, то действующее на костные фрагменты растягивающее усилие будет существенно выше усилия, оказываемого клещами. На фиг. 14 раздвижная решетка из фиг. 13 дополнена двумя костными пластинами 22.