CZ33988U1 - One-sided external distraction-fixing device - Google Patents

Description

Jednostranné zevní distrakčně-fixační zařízeníOne-sided external distraction-fixation device

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká jednostranného zevního distrakčně-fixačního zařízení, určeného pro prodlužování dlouhých kostí postupným zvětšováním vzdálenosti mezi dvěma vitálními kostními fragmenty.The technical solution relates to a one-sided external distraction-fixation device, intended for elongation of long bones by gradually increasing the distance between two vital bone fragments.

Dosavadní stav technikyPrior art

Pro odstraňování např. vývojových vad dolních končetin u dětí nebo u nádorových onemocnění se již řadu let používají v podstatě klasické zevní fixátory, které kromě toho, že umožňují držet kostní fragmenty u sebe v požadované poloze, dovolují i jejich postupné roztahování za účelem samotného prodlužování kostí. Takovýchto zevních fixátorů, ať už se jedná o fixátory kruhové, jako je tzv. Ilizarův fixátor, nebo o fixátory jednostranné, jako je např. tzv. Wagnerův fixátor, dnes existuje řada typů, po jejichž zavedení např. do stehenní kosti pomocí kostních šroubů nebo hřebů, se kost uměle chirurgicky přeruší a vzniklé kostní fragmenty se jimi v potřebné poloze zafixují. Co se týče jednostranných zevních fixátorů, jejich základní částí, umožňující postupné zvětšování vzdálenosti mezi oběma takto vzniklými kostními fragmenty, je pak délkově přestavitelné distrakční těleso, opatřené upínacími hlavami s nosiči kostních šroubů, které překlenuje oblast přerušení kosti a u kterého se pak ve stanovených intervalech, a to zhruba jednou denně, nastavuje velikost jeho prodloužení.For the elimination of, for example, developmental defects of the lower limbs in children or in cancer, the classic external fixators have been used for many years, which, in addition to keeping bone fragments together in the desired position, also allow them to gradually expand for bone elongation. . Such external fixators, whether they are circular fixators, such as the so-called Ilizar fixator, or unilateral fixators, such as the so-called Wagner fixator, today there are a number of types, after which they are introduced into the femur, for example, by bone screws or nails, the bone is artificially surgically interrupted and the resulting bone fragments are fixed in the required position. As for the one-sided external fixators, their basic part, allowing a gradual increase in the distance between the two bone fragments thus formed, is a length-adjustable distraction body, equipped with clamping heads with bone screw carriers, which spans the area of bone breakage and which at specified intervals. about once a day, sets the size of its extension.

Z patentových spisů je z této oblasti známé řešení dle spisu WO 2013/176632, jehož předmětem je modulární boční zařízení s intramedulámím hřebem pro vedení kosti, zejména femuru nebo holeně, a způsob jeho prodloužení. Zařízení dle tohoto spisu v podstatě sestává z vnějšího prodlužovacího členu, probíhajícího podél vnější strany končetiny rovnoběžné s kostí, určené pro prodloužení, kde každý konec členu je opatřen příslušnou svorkou, do které jsou příčné připevněny dva tyčové šrouby s protilehlou maticí k podélné ose svorky, a z intramedulámího hřebu, uspořádaného v kanálu přerušené kosti. Další obdobné jednostranné zařízení, umožňující fixaci a prodlužování kostí je známé například i ze spisu EP 566561 nebo i ze spisu US 2017/0281235, jehož předmětem je nastavitelný externí fixační prostředek, obsahující těleso, polohovací člen, kostní spojovací člen a závitovou tyč.A patent according to WO 2013/176632 is known from the patent documents, the subject of which is a modular lateral device with an intramedullary nail for guiding a bone, in particular a femur or shin, and a method for its extension. The device according to this document essentially consists of an outer extension member extending along the outside of the limb parallel to the bone, intended for extension, each end of the member being provided with a respective clamp to which two rod bolts with a nut opposite to the longitudinal axis of the clamp are transversely attached. and from an intramedullary nail arranged in the canal of a broken bone. Another similar one-sided device enabling bone fixation and elongation is known, for example, from EP 566561 or from US 2017/0281235, the subject of which is an adjustable external fixing means comprising a body, a positioning member, a bone connecting member and a threaded rod.

Zatímco dříve se postupné prodlužování distrakčního tělesa provádělo ručně otáčením pohybových šroubů nebo matic, nyní se toto prodlužování provádí pomocí počítačově řízeného pohonu na základě předem stanoveného programu. V zájmu urychlení novotvorby a hojení kostní tkáně ve svalku mezi oběma protilehlými vitálními kostními fragmenty je v současné době zároveň známé provádět toto prodlužování vzdálenosti v kombinaci s mikrooscilacemi ve směru prolongace kosti. Takováto kombinace je známá z patentu CZ 303910, jehož předmětem je zařízení pro prodlužování dlouhých kostí pomocí distrakční osteogeneze a/nebo desmogeneze, které se provádí postupným prodlužováním vzdálenosti mezi dvěma vitálními kostními fragmenty, při kterém je toto prodlužování vzdálenosti kombinováno s mikrooscilacemi ve směru prolongace kosti v rozsahu 10¹ až 10³ pm a s frekvencí 10¹ až 10¹ Hz.Whereas previously the gradual extension of the distractor body was performed manually by turning the moving bolts or nuts, now this extension is performed by means of a computer-controlled drive on the basis of a predetermined program. In order to accelerate the formation and healing of bone tissue in the muscle between the two opposite vital bone fragments, it is currently known to perform this distance extension in combination with microoscillations in the direction of bone prolongation. Such a combination is known from patent CZ 303910, which relates to a device for elongating long bones by distraction osteogenesis and / or desmogenesis, which is performed by gradually increasing the distance between two vital bone fragments, in which this elongation is combined with microoscillations in the direction of bone prolongation. in the range of 10 ¹ to 10 ³ pm and with a frequency of 10 ¹ to 10 ¹ Hz.

Z českého užitného vzoru č. 24421 je pak pro tyto účely známý zevní fixátor s délkově přestavitelným tělesem, které je tvořeno vnějším trubkovým tělesem, na němž je přes kuličkovou klec soustředně uložena osově posuvná vnější trubka. Mezi vnitřním trubkovým tělesem a vnějším trubkou je pohybový samosvomý šroub, propojený s hnacím pohonem, přičemž volný konec vnitřního trubkového tělesa je opatřen úchyty prvního držáku kostních šroubů a volný konec vnější trubky je opatřen úchyty druhého držáku kostních šroubů. K hnacímu pohonu je připojena řídící jednotka pro oscilaci vnější trubky a k nastavení vzájemné vzdálenosti vnitřního trubkového tělesa a vnější trubky.From the Czech Utility Model No. 24421, an external fixator with a length-adjustable body is known for these purposes, which is formed by an outer tubular body, on which an axially displaceable outer tube is concentrically mounted via a ball cage. Between the inner tubular body and the outer tube there is a moving self-locking screw connected to the drive drive, the free end of the inner tubular body being provided with holders for the first bone screw holder and the free end of the outer tube being provided with holders for the second bone screw holder. A control unit is connected to the drive drive for oscillating the outer tube and for setting the mutual distance of the inner tube body and the outer tube.

- 1 CZ 33988 UI- 1 CZ 33988 UI

Úkolem nyní předkládaného technického řešení je další zlepšení těchto jednostranných zevních prolongačních fixátorů, urychlujících pomocí mikrooscilací novotvorbu a hojení kostní tkáně, a to z hlediska jejich funkčnosti jak po chirurgickém přerušení kosti a v průběhu prolongační fáze, tak i v průběhu tzv. konsolidační fáze, při které je sice nutno prodlouženou kost stále pevně fixovat, ale při níž dochází již v podstatě pouze k posilování prodloužené končetiny.The task of the presently presented technical solution is to further improve these unilateral external prolongation fixators, accelerating the formation and healing of bone tissue by microoscillations, in terms of their functionality both after surgical bone rupture and during the prolongation phase and during the so-called consolidation phase. which, although it is still necessary to fix the elongated bone firmly, in which the elongated limb is essentially only strengthened.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Tento úkol je do značné míry vyřešen jednostranným zevním distrakčně-fixačním zařízením pro prodlužování dlouhých kostí postupným řízeným prodlužováním vzdálenosti mezi dvěma vitálními kostními fragmenty a vyvoláváním mikrooscilací ve směru prolongace kosti v rozsahu 10¹ až 10³ pm s frekvencí 10¹ až 10¹ Hz pomocí délkově přestavíteIného tělesa s držáky jednotlivých fixačních kostních prvků, které je tvořeno dvěma pohyblivě vůči sobě ve směru prodlužování kosti uspořádanými a pohonem pro vyvození prolongačního a oscilačního pohybu opatřenými trubkovými tělesy, a to vnitřním trubkovým tělesem a na něm souose uloženým vnějším trubkovým tělesem, podle nyní předkládaného technického řešení. Podstata technického řešení spočívá vtom, že zařízení dále sestává z tuhého spojovacího tělesa, tvořícího s délkově přestavitelným distrakčním tělesem vzájemně zaměnitelné moduly po ukončení prolongační a zahájení konsolidační fáze kosti. Zároveň jsou držáky jednotlivých fixačních kostních prvků prostřednictvím nosičů, opatřených aretačními členy jejich polohového nastavení, pohyblivě ve všech směrech upevněny v upínacích hlavách. Každá z upínacích hlav je přitom opatřena bočním průchozím otvorem, určeným pro upevnění konců délkově přestavitelného tělesa nebo tuhého spojovacího tělesa, a je zároveň uzpůsobena pro boční připevnění stabilizačního spojovacího tělesa upínacích hlav během výměny délkově přestavitelného distrakčního tělesa za tuhé spojovací těleso.This task is largely solved by a one-sided external distraction-fixation device for lengthening long bones by gradually controlled lengthening of the distance between two vital bone fragments and inducing microoscillations in the direction of bone prolongation in the range of 10 ¹ to 10 ³ pm with a frequency of 10 ¹ to 10 ¹ Hz by length-adjustable body with holders of individual fixing bone elements, which is formed by two tubular bodies movably arranged relative to each other in the direction of bone elongation and driven for inducing prolongation and oscillating movement, namely by an inner tubular body and an outer tubular body mounted coaxially thereon. of the presented technical solution. The essence of the technical solution lies in the fact that the device further consists of a rigid connecting body, forming interchangeable modules with a length-adjustable distraction body after the end of the prolongation and the beginning of the consolidation phase of the bone. At the same time, the holders of the individual fixing bone elements are movably mounted in the clamping heads in all directions by means of carriers provided with locking members of their positioning. Each of the clamping heads is provided with a lateral through hole for fastening the ends of the length-adjustable body or the rigid connecting body, and is also adapted for laterally fastening the stabilizing coupling body of the clamping heads during the exchange of the length-adjustable distraction body for the rigid coupling body.

Ve fázi aktivní prolongace a v rané fázi konsolidačního procesu délkově přestavitelné distrakční těleso plní běžnou funkci distrakce a oscilace podle programu. Distrakční a oscilační pohyb může již být řešen například obdobné jako u již výše zmíněného českého užitného vzoru č. 24421 pomocí pohybového samosvomého šroubu, uspořádaného uvnitř obou trubkových těles, který je propojen s hnacím pohonem, řízeným řídící jednotkou. Po vyhodnocení, že regenerát je tak tuhý, že oscilace již nejsou účinné, pak řešení dle technického řešení umožňuje na rozdíl od dosud existujících jednostranných zevních prolongačních fixátorů výměnu délkově přestavitelného distrakčního tělesa za tuhé spojovací těleso pro fixaci kosti v konsolidační fázi.In the phase of active prolongation and in the early phase of the consolidation process, the length-adjustable distraction body performs the normal function of distraction and oscillation according to the program. The distraction and oscillating movement can already be solved, for example, similarly to the already mentioned Czech utility model No. 24421 by means of a self-locking movement screw arranged inside both tubular bodies, which is connected to a drive drive controlled by a control unit. After evaluating that the regenerate is so rigid that the oscillations are no longer effective, the solution according to the technical solution allows, in contrast to the existing one-sided external prolongation fixators, replacement of the length-adjustable distraction body with a rigid connecting body for bone fixation in the consolidation phase.

Zároveň toto zařízení umožňuje prostřednictvím nosičů držáků jednotlivých fixačních kostních prvků, pohyblivě ve všech směrech upevněných v upínacích hlavách, na rozdíl od stávajících řešení i dodatečnou a již neoperační úpravu polohových úchylek kostních fragmentů po chirurgickém přerušení kosti.At the same time, this device enables, in contrast to the existing solutions, additional and non-operative adjustment of positional deviations of bone fragments after surgical rupture of the bone by means of holders of holders of individual fixing bone elements, movably mounted in all directions fixed in the clamping heads.

Podstata technického řešení dále spočívá v tom, že nosiče držáků fixačních kostních prvků jsou s výhodou tvořeny otočným čepem, shora uloženým ve svislém průchozím otvoru, vytvořeným v upínací hlavě, který je na svém konci v ose kolmé k ose otáčení otočného čepu opatřen dvěma vůči sobě otočně uloženými segmenty. První segment je opatřen kruhovým otvorem, v němž je druhý segment otočně uložen prostřednictvím kruhového osazení, vytvořeného na přivrácené straně druhého segmentu k prvnímu segmentu. První segment je přitom pevně spojen s otočným čepem a druhý segment s držákem fixačních kostních prvků.The essence of the technical solution further lies in the fact that the holders of fixing bone element holders are preferably formed by a pivot pin mounted from above in a vertical through hole formed in the clamping head, which is provided at its end in an axis perpendicular to the axis of rotation of the pivot pin. rotatably mounted segments. The first segment is provided with a circular opening in which the second segment is rotatably mounted by means of a circular shoulder formed on the facing side of the second segment to the first segment. The first segment is firmly connected to the pivot pin and the second segment to the holder of the fixing bone elements.

Co se týče jednotlivých prvků těchto nosičů tyto musí mít po jejich zaaretování dostatečnou tuhost a pevnost, neboť zejména v konsolidační fázi pak přenášejí veškeré zatížení, např. při chůzi, do tuhého spojovacího tělesa obou upínacích hlav. Rovněž tak dostatečnou tuhost, a to jak v krutu, tak i v ohybu ve všech směrech musí mít v prolongační fázi i vzájemné posuvné uložení vnějšího a vnitřního trubkového tělesa délkově přestavitelného distrakčního tělesa obouAs for the individual elements of these carriers, they must have sufficient rigidity and strength after they have been locked in, since, especially in the consolidation phase, they transfer all the loads, for example when walking, to the rigid connecting body of the two clamping heads. Also, sufficient rigidity, both in torsion and in bending in all directions, must have in the prolongation phase a mutual sliding bearing of the outer and inner tubular body of the length-adjustable distraction body of both

-2CZ 33988 UI upínacích hlav.-2EN 33988 Clamping head UI.

Toto vzájemné posuvné uložení může být přitom realizováno prostřednictvím např. kuličkové klece nebo jiného translačního ložiskového přípravku mezi oběma těmito trubkovými tělesy.This mutual sliding bearing can be realized by means of, for example, a ball cage or another translational bearing jig between the two tubular bodies.

Podstata technického řešení rovněž spočívá v tom, že vnější strana hlavy otočného čepu s horní stranou upínací hlavy a vnější strana prvního segmentu s čelem kruhového osazení vnější druhého segmentu jsou rovněž s výhodou uzpůsobeny pro přechodné připevnění korekčních členů, které umožňují přesné natočení otočného čepu v upínací hlavě a druhého segmentu vůči prvnímu segmentu.The essence of the technical solution also lies in the fact that the outer side of the pivot head with the upper side of the clamping head and the outer side of the first segment facing the circular shoulder of the outer second segment are also preferably adapted for temporary fixing of correction members which allow precise rotation of the pivot pin in the clamping head and the second segment relative to the first segment.

Podstata technického řešení spočívá dále i v tom, že každý korekční člen s výhodou sestává z vnějšího stabilizačního prvku, spojitelného připevňovacími šrouby s horní stranou upínací hlavy nebo s vnější stranou prvního segmentu, a z otočného korekčního prvku, uloženého ve vnějším stabilizačním prvku a spojitelného připevňovacími šrouby s hlavou otočného čepu nebo čelem kruhového osazení druhého segmentu. Vnější strana hlavy otočného čepu s horní stranou upínací hlavy, jakož i čelo kruhového osazení druhého segmentu s vnější stranou prvního segmentu, jsou za tímto účelem opatřeny závitovými otvory a na alespoň části obvodu vnějšího stabilizačního prvku korekčního členu je uspořádána stupnice úhlu natočení otočného korekčního prvku pomocí v něm uloženého stavěcího šroubu.The essence of the technical solution further lies in the fact that each correction member preferably consists of an outer stabilizing element connectable by fixing screws to the upper side of the clamping head or to the outer side of the first segment, and a rotatable correcting element mounted in the outer stabilizing element and connectable by fixing screws. with the head of the pivot pin or the face of the circular shoulder of the second segment. The outer side of the pivot head with the upper side of the clamping head, as well as the face of the circular shoulder of the second segment with the outer side of the first segment, are provided with threaded holes for this purpose and a scale of rotation angle of the rotary correction element is arranged on at least part of the circumference of the outer stabilizing element. the adjusting screw housed in it.

Princip použití těchto korekčních členů je pak takový, že po připojení jejich stabilizačního prvku například k horní straně upínací hlavy a otočného korekčního prvku k vnější straně hlavy otočného čepu nosiče držáků fixačních kostních prvků lze odaretováním otočného čepu tento čep uvolnit, neboť veškeré zatížení pak přenáší korekční člen. Po natočení otočného čepu stavěcím šroubem korekčního prvku a tím i nosiče držáků fixačních kostních prvků do potřebné polohy se otočný čep opět zaaretuje, načež lze korekční člen opět odebrat. Obdobně se postupuje při potřebě natočení druhého segmentu vůči prvnímu segmentu, kdy se stabilizační prvek korekčního členu připevní k vnější straně prvního segmentu a jeho otočný korekční prvek k čelu kruhového osazení druhého segmentu. Aretační členy těchto částí zařízení podle technického řešení jsou obvykle tvořeny aretačními šrouby.The principle of use of these correction members is such that after connecting their stabilizing element, for example to the upper side of the clamping head and the rotary correction element to the outside of the pivot head of the fixing bone holder, this pin can be released by locking the pivot pin, since all loads are transmitted by the correction pin. member. After turning the pivot pin with the adjusting screw of the correction element and thus also of the holder of the fixing bone element holders to the required position, the pivot pin is locked again, after which the correction member can be removed again. The procedure is similar when rotating the second segment relative to the first segment, where the stabilizing element of the correction member is attached to the outside of the first segment and its rotatable correction element to the front of the circular shoulder of the second segment. The locking members of these parts of the device according to the technical solution are usually formed by locking screws.

Korekční členy mohou být omezeně používány i v průběhu aktivní prolongace, pokud to vyžaduje stav polohy kostí, například při napravování velmi deformovaných diafýz při jednostranné hypoplazii.Correction members may be used to a limited extent during active prolongation if the condition of the bone position requires it, for example in the repair of highly deformed diaphyses in unilateral hypoplasia.

Podstata technického řešení dále spočívá i v tom, že tuhé spojovací těleso a/nebo stabilizační spojovací těleso je s výhodou délkově přestavitelné podle vzdálenosti upínacích hlav nosičů držáků jednotlivých fixačních kostních prvků po ukončení prolongační fáze. Jinak by celá souprava tohoto zařízení podle technického řešení musela být vybavena sadami tuhých spojovacích těles a stabilizačních spojovacích těles o různých délkách, aby toto zařízení bylo co nejšířeji použitelné.The essence of the technical solution further lies in the fact that the rigid connecting body and / or the stabilizing connecting body is preferably length-adjustable according to the distance of the clamping heads of the holders of the individual fixing bone elements after the prolongation phase. Otherwise, the whole set of this device according to the technical solution would have to be equipped with sets of rigid connecting bodies and stabilizing connecting bodies of different lengths, in order for this device to be as widely usable as possible.

Podstata technického řešení spočívá i v tom, že alespoň délkově přestavitelné distrakční těleso je pro sledování napětí v kosti a kvůli eliminaci chyby způsobené možným výskytem přídavných ohybových momentů, vznikajících v délkově pře stavitelném distrakčním tělese vlivem excentrického namáhání, s výhodou dále opatřeno nejméně dvěma tenzometry. Obvykle je plně dostačující jedna dvojice tenzometrů, umístěných na povrchu jeho vnějšího trubkového tělesa, a to v rovině, procházející kostí a tímto délkově přestavitelným distrakčním tělesem.The essence of the technical solution also lies in the fact that at least the length-adjustable distraction body is preferably further provided with at least two strain gauges for monitoring bone stress and to eliminate the error caused by possible occurrence of additional bending moments arising in the length-adjustable distraction body due to eccentric stress. Usually, one pair of strain gauges, located on the surface of its outer tubular body, is fully sufficient, in a plane passing through the bone and through this length-adjustable distraction body.

Těmito tenzometry může být samozřejmě opatřeno i jejich tuhé spojovací těleso, nicméně v konsolidační fázi, ve které toto tuhé spojovací těleso nahrazuje délkově přestavitelné distrakční těleso, není již sledování napětí v ose kosti pro vlastní proces léčení kosti natolik důležité.Of course, these strain gauges can also be provided with these strain gauges, however, in the consolidation phase, in which this rigid coupling body replaces a length-adjustable distraction body, monitoring the stress in the bone axis is no longer so important for the bone healing process itself.

Data z tenzometrů se monitorují a vyhodnocují jako zpětná vazba pro impuls pro pokračováníThe strain gauge data is monitored and evaluated as feedback for the continuation pulse

-3CZ 33988 Ul vprolongaci, resp. oscilaci. Tyto data rovněž poskytují cenné údaje o vývoji tuhosti regenerátu v čase, způsob a průběh relaxace tkáně po distrakčním kroku (distrakcí vznikne předpětí vlivem natažení tkáně, která klade odpor, tento odpor postupně vymizí růstem této tkáně a její adaptability). Tím bude možno jednak exaktně popsat vývoj mechanických parametrů v čase a vytvořit závislost vývoje těchto parametrů na čase, a jednak bude možno formulovat kinetické modely.-3CZ 33988 Ul in prolongation, resp. oscillations. These data also provide valuable data on the development of regenerate stiffness over time, the manner and course of tissue relaxation after the distraction step (distraction creates a preload due to stretching of the tissue, which puts up resistance, this resistance gradually disappears with this tissue growth and adaptability). This will make it possible to describe exactly the development of mechanical parameters over time and to create the dependence of the development of these parameters on time, and it will be possible to formulate kinetic models.

Kromě již výše uvedeného je výhodou jednostranného zevního distrakčně-fixačního zařízení dle technického řešení skutečnost, že je v jednotlivých fázích prolongace kosti tvořeno vždy pouze takovými částmi, které jsou pro jejich zdárný průběh bezpodmínečně nutné. Tím, že délkově přestavitelné distrakční těleso a tuhé spojovací těleso upínacích hlav s nosiči držáků fixačních kostních prvků, a to ať již hřebů nebo šroubů, včetně stabilizačního spojovacího tělesa a korekčních členů tvoří v podstatě zaměnitelné, respektive odnímatelné moduly, lze zejména odejmutím délkově přestavitelného distrakčního tělesa v konsolidační fázi a jeho výměnou za tuhé spojovací těleso docílit značného snížení hmotnosti zařízení podle technického řešení. Zároveň lze toto délkově přestavitelné distrakční těleso dle potřeby použít pro jiné takovéto zařízení u dalšího pacienta. Zpravidla se tak u všech vyměnitelných či odnímatelných částí tohoto zařízení současně sníží jejich cyklické namáhání a opotřebení, čímž se jejich životnost významně zvyšuje a snižuje riziko jejich selhání.In addition to the above, the advantage of a one-sided external distraction-fixation device according to the technical solution is the fact that in the individual phases of bone prolongation it always consists only of such parts that are absolutely necessary for their successful course. Since the length-adjustable distraction body and the rigid connecting body of the clamping heads with the holders of the fixing bone element holders, whether nails or screws, including the stabilizing connecting body and the correction members, form substantially interchangeable or removable modules, it is possible in particular to remove the length-adjustable distraction bodies in the consolidation phase and its replacement with a rigid connecting body to achieve a significant reduction in the weight of the equipment according to the technical solution. At the same time, this length-adjustable distraction body can be used for another such device in another patient as required. As a rule, this means that all replaceable or removable parts of this device simultaneously reduce their cyclic stress and wear, which significantly increases their service life and reduces the risk of their failure.

Z hlediska své funkce zařízení dle technického řešení umožňuje zlepšení celkové funkčnosti a adaptability systému dle probíhající fáze léčení (fáze instalace zařízení a korekce kostí, fáze aktivní prolongace spolu s případnými jemnými korekcemi, fáze neutrální fixace a zlepšení konsolidace a osifikace kostní tkáně ve finální fázi léčení). Výše zmiňovaná modularita jednostranného zevního distrakčně-fixačního zařízení podle technického řešení umožňuje maximální využití jeho nej důležitějších částí, a to zejména jeho délkově přestavitelné distrakčního tělesa, přičemž na základě dat, zjištěných tenzometry, lze přesně určit intervaly a velikosti postupně prováděných prolongací. Výměnou délkově přestavitelné distrakčního tělesa za tuhé spojovací těleso po ukončení prolongační fáze se docílí i snížení celkových nákladů na prolongací a pacient není zhruba v 1/3 doby léčení, ve které probíhá konsolidační fáze a pouze posilování již prodloužené kosti, zatěžován jeho hmotností.In terms of its function, the device according to the technical solution allows to improve the overall functionality and adaptability of the system according to the ongoing treatment phase (equipment installation and bone correction phase, active prolongation phase with possible fine corrections, neutral fixation phase and improved consolidation and ossification of bone tissue in the final treatment phase). ). The above-mentioned modularity of the one-sided external distraction-fixation device according to the technical solution enables maximum use of its most important parts, especially its length-adjustable distraction body, while on the basis of data obtained by strain gauges it is possible to precisely determine intervals and magnitudes. By replacing the length-adjustable distraction body with a rigid connecting body after the end of the prolongation phase, a reduction in the total cost of prolongation is achieved and the patient is not burdened with its weight in about 1/3 of the treatment period in which the consolidation phase and only strengthening of already elongated bone takes place.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Technické řešení je dále blíže objasněno výkresy příkladného provedení jednostranného zevního distrakčně-fixačního zařízení dle technického řešení, kde znázorňuje:The technical solution is further explained by drawings of an exemplary embodiment of a one-sided external distraction-fixation device according to the technical solution, where it shows:

Obr. 1 - soupravu celého zařízení v rozloženém stavuGiant. 1 - a set of the whole device in an exploded state

Obr. 2 - sestavu zařízení v prolongační fáziGiant. 2 - assembly of equipment in the prolongation phase

Obr. 3 - detail upínací hlavy s nosičem držáků fixačních kostních prvkůGiant. 3 - detail of the clamping head with the holder of the holders of fixing bone elements

Obr. 4 - detail korekčního členuGiant. 4 - detail of the correction term

Obr. 5 - korekční člen v podélném řezuGiant. 5 - correction member in longitudinal section

Obr. 6 - detail upevnění stabilizačního tuhého členu na samotné upínací hlavyGiant. 6 - detail of fixing the stabilizing rigid member to the clamping heads themselves

Obr. 7 - detail spojení upínacích hlav s jejich tuhým spojovacím tělesemGiant. 7 - detail of the connection of the clamping heads with their rigid connecting body

Přiklad uskutečnění technického řešeníExample of technical solution

Jednostranné zevní distrakčně-fixační zařízení pro prodlužování dlouhých kostí v zobrazeném příkladném provedení sestává v prolongační fázi, jak patrno z obr. 1 a z obr. 2, z délkově přestavitelného distrakčního tělesa 1 s držáky 2 jednotlivých fixačních kostních prvků 3, které je tvořeno dvěma pohyblivě vůči sobě ve směru prodlužování kosti uspořádanými trubkovými tělesy 5, 6, opatřenými již jen z části naznačeným pohonem 4, a to vnějším trubkovým tělesem 6 a v něm souose uloženým posuvným vnitřním trubkovým tělesem 5.The one-sided external distraction-fixation device for elongating long bones in the exemplary embodiment shown consists, in the prolongation phase, as can be seen from FIGS. 1 and 2, of a length-adjustable distraction body 1 with holders 2 of individual fixation bone elements 3, which is formed tubular bodies 5, 6 arranged in the direction of bone elongation, provided with the drive 4, which is indicated only in part, by an outer tubular body 6 and a sliding inner tubular body 5 mounted thereon.

-4CZ 33988 Ul-4CZ 33988 Ul

Pohon 4, který je nutný pro vyvození prolongačního a oscilačního pohybu, je řešen známým a zde již proto blíže neznázoměným pohybovým samosvomým šroubem, uspořádaným uvnitř obou trubkových těles 5, 6, který je propojen s hnacím pohonem, řízeným zde již rovněž neznázoměnou řídící jednotkou.The drive 4, which is necessary for inducing the prolongation and oscillating movement, is solved by a known and therefore not shown in more detail moving self-locking screw arranged inside the two tubular bodies 5, 6, which is connected to a drive drive controlled by a control unit (not shown here).

Na povrchu délkově přestavitelného distrakčního tělesa 1 jsou protilehle uspořádány dva tenzometry 27, umístěné v jeho středové oblasti v rovině, procházející kostí a tímto délkově přestavitelným distrakčním tělesem UOn the surface of the length-adjustable distractor body 1, two strain gauges 27 are arranged opposite one another, located in its central region in a plane passing through the bone and through this length-adjustable distraction body U.

Zařízení pak dále sestává z trubkového tuhého spojovacího tělesa 7, tvořícího s délkově přestavitelným distrakčním tělesem 1 vzájemně zaměnitelné moduly po ukončení prolongační a zahájení konsolidační fáze kosti.The device then further consists of a tubular rigid connecting body 7, forming interchangeable modules with the length-adjustable distraction body 1 after the end of the prolongation phase and the start of the bone consolidation phase.

Držáky 2 fixačních kostních prvků 3 jsou, jak pak patrno i z obr. 3, prostřednictvím nosičů 11, opatřených aretačními členy 12 jejich polohového nastavení, pohyblivě ve všech směrech upevněny v upínacích hlavách 8. Každá z upínacích hlav 8 je opatřena bočním průchozím otvorem 9 pro upevnění konců délkově přestavitelného distrakčního tělesa 1 nebo tuhého spojovacího tělesa 7 a je uzpůsobena pro boční připevnění stabilizačního spojovacího tělesa 10 upínacích hlav 8 během výměny obou těchto těles 1, 7.The holders 2 of the fixing bone elements 3 are, as can be seen from FIG. 3, movably mounted in all directions in the clamping heads 8 by means of carriers 11 provided with locking members 12 for their positioning. Each of the clamping heads 8 is provided with a side through hole 9 for fixing the ends of the length-adjustable distraction body 1 or the rigid connecting body 7 and is adapted for lateral fixing of the stabilizing connecting body 10 of the clamping heads 8 during the replacement of both these bodies 1, 7.

Nosiče 11 držáků 2 fixačních kostních prvků 3 jsou tvořeny otočným čepem 13, shora uloženým ve svislém průchozím otvoru 14, vytvořeným v upínací hlavě 8, který je na svém konci v ose kolmé k ose otáčení otočného čepu 13 opatřen dvěma vůči sobě otočně uloženými segmenty 15, 17. První segment 15 je opatřen kruhovým otvorem 16, v němž je druhý segment 17 otočně uložen prostřednictvím kruhového osazení 18, vytvořeného na přivrácené straně druhého segmentu 17 k prvnímu segmentu 15. První segment 15 je spojovacími šrouby 28 pevně spojen s otočným čepem 13 a druhý segment 17 s držákem 2 fixačních kostních prvků 3.The carriers 11 of the holders 2 of the fixing bone elements 3 are formed by a pivot pin 13 mounted from above in a vertical through hole 14 formed in the clamping head 8, which is provided at its end in an axis perpendicular to the axis of rotation of the pivot pin 13 with two rotatably mounted segments 15. 17. The first segment 15 is provided with a circular opening 16, in which the second segment 17 is rotatably mounted by means of a circular shoulder 18 formed on the facing side of the second segment 17 to the first segment 15. The first segment 15 is firmly connected to the pivot pin 13 by connecting screws 28. and a second segment 17 with a holder 2 of fixing bone elements 3.

Vnější strana hlavy otočného čepu 13 s horní stranou upínací hlavy 8 a vnější strana prvního segmentu 15 s čelem kruhového osazení 18 druhého segmentu 17 jsou uzpůsobeny pro přechodné připevnění korekčních členů 19 pro přesné natočení otočného čepu 13 v upínací hlavě 8 a druhého segmentu 17 vůči prvnímu segmentu 15. Každý korekční člen 19, jak patrno i z obr. 4 a obr. 5, přitom sestává z vnějšího stabilizačního prvku 21, spojitelného připevňovacími šrouby 23 s horní stranou upínací hlavy 8 nebo s vnější stranou prvního segmentu 15, a z otočného korekčního prvku 20, uloženého ve vnějším stabilizačním prvku 21 a spojitelného připevňovacími šrouby 23 s hlavou otočného čepu 13 nebo s čelem kruhového osazení 18 druhého segmentu 17. Vnější strana hlavy otočného čepu 13 s horní stranou upínací hlavy 8, jakož i čelo kruhového osazení 18 druhého segmentu 17 s vnější stranou prvního segmentu 15, jsou pro tento účel opatřeny závitovými otvory 26. Na části obvodu vnějšího stabilizační prvku 21 je uspořádána stupnice 24 úhlu natočení otočného korekčního prvku 20 pomocí v něm uloženého stavěcího šroubu 25.The outer side of the pivot head 13 with the upper side of the clamping head 8 and the outer side of the first segment 15 with the face of the circular shoulder 18 of the second segment 17 are adapted to temporarily attach correction members 19 for precise rotation of the pivot pin 13 in the clamping head 8 and the second segment 17 relative to the first. Each correction member 19, as can also be seen in FIGS. 4 and 5, consists of an outer stabilizing element 21, connectable by fastening screws 23 to the upper side of the clamping head 8 or to the outer side of the first segment 15, and a rotatable correction element 20. , mounted in the outer stabilizing element 21 and connectable by fixing screws 23 to the pivot head 13 or to the face of the circular shoulder 18 of the second segment 17. The outer side of the pivot head 13 with the upper side of the clamping head 8 as well as the face of the circular shoulder 18 of the second segment 17 the outer side of the first segment 15, are provided for this purpose with threaded holes 26. On a part of the circumference of the outer stabilizing element 21 there are a scale 24 of the angle of rotation of the rotary correction element 20 is arranged by means of an adjusting screw 25 mounted therein.

Tuhé spojovací těleso 7 a stabilizační spojovací těleso 10 jsou délkově přestavitelná podle vzdálenosti upínacích hlav 8 nosičů 11 držáků 2 jednotlivých fixačních kostních prvků 3 po ukončení prolongační fáze. Postup výměny délkově přestavitelného distrakčního tělesa 1 za tuhé spojovací těleso 7 je zřejmý z obr. 6 a z obr. 7, kdy se na upínací hlavy 8 z boku nasadí a upevňovacími šrouby 29 upevní stabilizační spojovací těleso 10, načež se do jejich uvolněných bočních průchozích otvorů 9 po uvolnění a vyjmutí délkově přestavitelného distrakčního tělesa 1 vloží tuhé spojovací těleso 7. Po zajištění polohy upínacích hlav 8 na jejich tuhém spojovacím tělese 7 se stabilizační spojovací těleso 10 opět odebere. Upevnění upínacích hlav 8 na délkově přestavitelném distrakčním tělese 1 nebo na tuhém spojovacím tělese 7 je řešeno obdobně jako upnutí nosičů 11 držáků 2 fixačních kostních prvků 3 v těchto upínacích hlavách 8, tj. pomocí zde již neznázoměných upínacích šroubů.The rigid connecting body 7 and the stabilizing connecting body 10 are length-adjustable according to the distance of the clamping heads 8 of the carriers 11 of the holders 2 of the individual fixing bone elements 3 after the end of the prolongation phase. The procedure for replacing the length-adjustable distractor body 1 with a rigid connecting body 7 can be seen in FIGS. 6 and 7, in which the stabilizing connecting body 10 is mounted on the clamping heads 8 from the side and fastened with fastening screws 29 and then into their loose side through holes. 9, after releasing and removing the length-adjustable distractor body 1, the rigid coupling body 7 is inserted. After securing the position of the clamping heads 8 on their rigid coupling body 7, the stabilizing coupling body 10 is removed again. The fastening of the clamping heads 8 on the length-adjustable distraction body 1 or on the rigid connecting body 7 is solved similarly to the clamping of the carriers 11 of the holders 2 of fixing bone elements 3 in these clamping heads 8, i.e. by means of clamping screws no longer shown here.

-5 CZ 33988 UI-5 CZ 33988 UI

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Jednostranné zevní distrakčně-fixační zařízení podle technického řešení lze široce použít při prodlužování v podstatě všech dlouhých kostí, zejména kosti stehenní.The one-sided external distraction-fixation device according to the technical solution can be widely used in the elongation of essentially all long bones, especially the femur.

Claims (6)

NÁROKY NA OCHRANUCLAIMS FOR PROTECTION 1. Jednostranné zevní distrakčně-fixační zařízení pro prodlužování dlouhých kostí postupným řízeným prodlužováním vzdálenosti mezi dvěma vitálními kostními fragmenty a vyvoláváním mikrooscilací ve směru prolongace kosti v rozsahu 10¹ až 10³ pm s frekvencí 10¹ až 10¹ Hz prostřednictvím délkově přestavitelného distrakčního tělesa (1) s držáky (2) jednotlivých fixačních kostních prvků (3), tvořeného dvěma pohyblivě vůči sobě ve směru prodlužování kosti uspořádanými a pohonem (4) pro vyvození prolongačního a oscilačního pohybu opatřenými trubkovými tělesy (5, 6) a to vnitřním trubkovým tělesem (5) a na něm souose uloženým vnějším trubkovým tělesem (6), vyznačující se tím, že dále sestává z tuhého spojovacího tělesa (7), tvořícího s délkově přestavitelným distrakčním tělesem (1) vzájemně zaměnitelné moduly po ukončení prolongační a zahájení konsolidační fáze kosti, přičemž držáky (2) jednotlivých fixačních kostních prvků (3) jsou prostřednictvím nosičů (11), opatřených aretačními členy (12) jejich polohového nastavení, pohyblivě ve všech směrech upevněny v upínacích hlavách (8), z nichž každá je opatřena bočním průchozím otvorem (9) pro upevnění konců délkově přestavitelného distrakčního tělesa (1) nebo tuhého spojovacího tělesa (7) a je uzpůsobena pro boční připevnění stabilizačního spojovacího tělesa (10) upínacích hlav (8) během výměny obou těchto těles (1), (7).A unilateral external distraction-fixation device for elongating long bones by gradually controlling the distance between two vital bone fragments and inducing microoscillations in the direction of bone prolongation in the range of 10 ¹ to 10 ³ μm with a frequency of 10 ¹ to 10 ¹ Hz by a length-adjustable distraction body ( 1) with holders (2) of individual fixing bone elements (3), formed by two tubular bodies (5, 6) arranged with a movable body by means of an inner tubular body (5, 6) arranged movably relative to each other in the direction of bone elongation and a drive (4) for inducing a prolongation and oscillating movement. 5) and a coaxially outer tubular body (6) mounted thereon, characterized in that it further consists of a rigid connecting body (7) forming interchangeable modules with a length-adjustable distraction body (1) after completion of the prolongation and start of the bone consolidation phase, wherein the holders (2) of the individual fixing bone elements (3) are by means of carriers (11) provided with locking members (12) their position adjustment, movably mounted in all directions in clamping heads (8), each of which is provided with a side through hole (9) for fixing the ends of a length-adjustable distraction body (1) or a rigid connecting body (7) and is adapted for lateral attachment of the stabilizing connecting body (10) of the clamping heads (8) during the replacement of both these bodies (1), (7). 2. Jednostranné zevní distrakčně-fixační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosiče (11) držáků (2) fixačních kostních prvků (3) jsou tvořeny otočným čepem (13), shora uloženým ve svislém průchozím otvoru (14), vytvořeným v upínací hlavě (8), který je na svém konci v ose kolmé k ose otáčení otočného čepu (13) opatřen dvěma vůči sobě otočně uloženými segmenty (15), (17), přičemž první segment (15) je opatřen kruhovým otvorem (16), v němž je druhý segment (17) otočně uložen prostřednictvím kruhového osazení (18), vytvořeného na přivrácené straně druhého segmentu (17) k prvnímu segmentu (15), a první segment (15) je pevně spojen s otočným čepem (13) a druhý segment (17) s držákem (2) fixačních kostních prvků (3).One-sided external distraction-fixing device according to claim 1, characterized in that the carriers (11) of the holders (2) of the fixing bone elements (3) are formed by a pivot pin (13) mounted from above in a vertical through hole (14) formed in the clamping head (8), which is provided at its end in an axis perpendicular to the axis of rotation of the pivot pin (13) with two segments rotatably mounted relative to each other (15), (17), the first segment (15) being provided with a circular hole (16). ), in which the second segment (17) is rotatably mounted by means of a circular shoulder (18) formed on the facing side of the second segment (17) to the first segment (15), and the first segment (15) is fixedly connected to the pivot pin (13). and a second segment (17) with a holder (2) of fixing bone elements (3). 3. Jednostranné zevní distrakčně-fixační zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že vnější strana hlavy otočného čepu (13) s horní stranou upínací hlavy (8) a vnější strana prvního segmentu (15) s čelem kruhového osazení (18) druhého segmentu (17) jsou uzpůsobeny pro přechodné připevnění korekčních členů (19) pro přesné natočení otočného čepu (13) v upínací hlavě (8) a druhého segmentu (17) vůči prvnímu segmentu (15).One-sided external distraction-fixing device according to claim 2, characterized in that the outer side of the pivot head (13) with the upper side of the clamping head (8) and the outer side of the first segment (15) facing the circular shoulder (18) of the second segment (17) are adapted to temporarily attach correction members (19) for precise rotation of the pivot pin (13) in the clamping head (8) and the second segment (17) relative to the first segment (15). 4. Jednostranné zevní distrakčně-fixační zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že každý korekční člen (19) sestává z vnějšího stabilizačního prvku (21), spojitelného připevňovacími šrouby (23) s horní stranou upínací hlavy (8) nebo s vnější stranou prvního segmentu (15), a z otočného korekčního prvku (20), uloženého ve vnějším stabilizačním prvku (21) a spojitelného připevňovacími šrouby (23) s hlavou otočného čepu (13) nebo čelem kruhového osazení (18) druhého segmentu (17), přičemž vnější strana hlavy otočného čepu (13) s horní stranou upínací hlavy (8), jakož i čelo kruhového osazení (18) druhého segmentu (17) s vnější stranou prvního segmentu (15), jsou opatřeny závitovými otvory (26) a na alespoň části obvodu vnějšího stabilizační prvku (21) je uspořádána stupnice (24) úhlu natočení otočného korekčního prvku (20) pomocí v něm uloženého stavěcího šroubu (25).One-sided external distraction-fixing device according to claim 3, characterized in that each correction member (19) consists of an outer stabilizing element (21) connectable by fastening screws (23) to the upper side of the clamping head (8) or to the outer side of the first segment (15), and of a rotatable correction element (20) housed in the outer stabilizing element (21) and connectable by fastening screws (23) to the pivot pin head (13) or the face of the circular shoulder (18) of the second segment (17), the outer side of the pivot head (13) with the upper side of the clamping head (8), as well as the face of the circular shoulder (18) of the second segment (17) with the outer side of the first segment (15), are provided with threaded holes (26) and at least part around the circumference of the outer stabilizing element (21), a scale (24) of the angle of rotation of the rotary correction element (20) is arranged by means of an adjusting screw (25) mounted therein. 5. Jednostranné zevní distrakčně-fixační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že tuhé spojovací těleso (7) a/nebo stabilizační spojovací těleso (10) je délkově přestavitelné podle One-sided external distraction-fixing device according to Claim 1, characterized in that the rigid connecting body (7) and / or the stabilizing connecting body (10) is length-adjustable according to - 6 CZ 33988 Ul vzdálenosti upínacích hlav (8) nosičů (11) držáků (2) jednotlivých fixačních kostních prvků (3) po ukončení prolongační fáze.- 6 CZ 33988 Ul distance of the clamping heads (8) of the carriers (11) of the holders (2) of the individual fixing bone elements (3) after the end of the prolongation phase. 6. Jednostranné zevní distrakčně-fixační zařízení podle alespoň jednoho z předcházejících6. One-sided external distraction-fixing device according to at least one of the preceding 5 nároků, vyznačující se tím, že na povrchu alespoň délkově pře stavitelného distrakčního tělesa (1) jsou uspořádány nejméně dva tenzometry (27) pro sledování napětí v kosti.Claim 5, characterized in that at least two strain gauges (27) for monitoring the tension in the bone are arranged on the surface of the at least longitudinally adjustable distraction body (1).