Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6880
(13) U
(46) 2010.12.30
(51) МПК (2009)
A 61F 2/42
(54) ПЛАСТИНА ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА
(21) Номер заявки: u 20100455
(22) 2010.05.13
(71) Заявитель: Государственное науч-
ное учреждение "Институт порош-
ковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Минько Дмитрий Вацлавович;
Барьяш Виктор Васильевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт по-
рошковой металлургии" (BY)
(57)
1. Пластина для остеосинтеза, содержащая собственно пластину с пористой структу-
рой, выполненную из биологически инертного порошкового материала, снабженная от-
верстиями под элементы фиксации и под элементы компрессии, отличающаяся тем, что
собственно пластина имеет градиентно-пористую структуру, относительный объем пор
которой изменяется в направлении от опорной поверхности пластины к наружной поверх-
ности в пределах от 0-30 до 30-98 %, а размер пор - в пределах от 0-50 до 50-1000 мкм со-
ответственно.
2. Пластина по п. 1, отличающаяся тем, что относительный объем пор градиентно-
пористой структуры пластины вблизи боковых поверхностей составляет 0-30 %, а размер
пор - 0-50 мкм.
3. Пластина по п. 1, отличающаяся тем, что относительный объем пор градиентно-
пористой структуры пластины вблизи поверхностей отверстий под элементы фиксации и
под элементы компрессии составляет 0-30 %, а размер пор - 0-50 мкм.
(56)
1. Александров Н.М., Аржанцев П.З. Переломы челюстей. - Л.: Медицина, 1986. - С. 286.
2. Шапошников Ю.Г. Эндопротезирование в травматологии и ортопедии. - М., 1993. -
С. 383.
3. Крюков В.Н. Механика и морфология переломов. - М.: Медицина, 1986. - С. 157.
4. Патент РБ 1508 на полезную модель от 23.12.2003, МПК A 61F 2/42, опубл.
30.09.2004.
5. Заявка на патент РБ 1071А от 17.12.1993, МПК А 01В 17/58, опубл. 15.12.1995 (прототип).
Фиг. 1
BY6880U2010.12.30

2. BY 6880 U 2010.12.30
2
Полезная модель относится к медицине, а именно к устройствам, применяемым в
травматологии и ортопедии для фиксации костных отломков при проведении операции
чрезочагового остеосинтеза.
Известны различные способы фиксации костных отломков [1-3], в которых использу-
ют пластины, изготовленные из монолитного биологически совместимого материала,
например титана. Однако известные пластины из монолитного титана имеют один весьма
весомый недостаток: в процессе взаимодействия с костной тканью, вследствие микропе-
ремещений под действием функциональных нагрузок, они окружаются плотной фиброз-
ной капсулой. Такой тип взаимодействия пластины и костной ткани нельзя назвать
оптимальным.
Известен также имплантат костный [4], выполненный в виде монолитной пластины,
поверхность которой содержит чередующиеся выступы и пазы с расположенными между
ними крепежными отверстиями, причем в пазах неподвижно закреплены вставки из пори-
стого проницаемого биологически совместимого материала, имеющие форму и размеры
пазов, пористость 30-98 % и размер пор 50-1000 мкм.
Известный имплантат, сочетая высокую пластичность и механическую прочность со
способностью к остеоинтеграции, не позволяет достаточно эффективно использовать ин-
тегрируемую костью поверхность пористых вставок вследствие их ограниченной площа-
ди. Кроме того, пазы на опорной поверхности способствуют концентрации напряжений и
могут привести к быстрому разрушению имплантата под действием знакопеременных
функциональных нагрузок.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагае-
мой полезной модели является пластина для остеосинтеза [5], содержащая собственно
пластину с пористой проницаемой структурой и равномерным размером пор, составляю-
щих 30-40 % от объема пластины, выполненную из биологически инертного порошкового
материала, снабженную отверстиями под элементы фиксации и под элементы компрессии.
Пористая структура из биологически инертного порошкового материала, например тита-
на, занимающая весь объем пластины, обладает достаточной эффективной поверхностью,
способствующей интеграции в нее окружающей костной ткани, что повышает биологиче-
скую значимость такого сращения по сравнению с инкапсуляцией. Однако известная пла-
стина не имеет достаточной пластичности для ее изгиба по форме травмированной кости
и при проведении операции остеосинтеза требует создания воспринимающих площадок на
фиксируемых костных отломках, что повышает травматизм операции. Кроме того, из-
вестная пластина в силу своей пористости 30-40 % и наличия в пористой структуре отвер-
стий под элементы фиксации и под элементы компрессии имеет недостаточную
механическую прочность, что снижает эффективность ее применения.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании пла-
стины для остеосинтеза, обеспечивающей оптимальные условия для фиксации костных
отломков, протекания процессов регенерации кости в зоне перелома, имеющей высокую
пластичность, механическую прочность и способность к остеоинтеграции.
Техническим результатом от применения полезной модели является упрощение, сни-
жение трудоемкости хирургической операции за счет отсутствия необходимости в созда-
нии воспринимающих площадок на фиксируемых костных отломках и тем самым
снижение степени травмирования мягких и костных тканей и уменьшение общих сроков
восстановительного лечения. Градиентно-пористая структура биологически совместимого
материала пластины позволит, с одной стороны, увеличить ее пластичность и механиче-
скую прочность, а с другой стороны, значительно уменьшить инкапсуляцию и реакцию
отторжения, что позволит достичь полной остеоинтеграции.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что собственно пластина
имеет градиентно-пористую структуру, относительный объем пор которой изменяется в
направлении от опорной поверхности пластины к наружной поверхности в пределах от 0-

3. BY 6880 U 2010.12.30
3
30 до 30-98 %, а размер пор - в пределах от 0-50 до 50-1000 мкм соответственно. Относи-
тельный объем пор градиентно-пористой структуры пластины вблизи боковых поверхно-
стей составляет 0-30 %, а размер пор - 0-50 мкм. Относительный объем пор градиентно-
пористой структуры пластины вблизи поверхностей отверстий под элементы фиксации и
под элементы компрессии составляет 0-30 %, а размер пор - 0-50 мкм.
На фиг. 1 изображен вид сверху предложенной пластины для остеосинтеза, на фиг. 2 -
продольный разрез пластины, на фиг. 3 - увеличенный фрагмент градиентно-пористой
структуры пластины.
Пластина для остеосинтеза (фиг. 1, 2) имеет наружную поверхность 1, опорную по-
верхность 2 и боковую поверхность 3. Оси отверстий под элементы фиксации 4 и под
элементы компрессии 5 направлены от опорной поверхности пластины к ее наружной по-
верхности. Относительный объем пор и размер пор градиентно-пористой структуры пла-
стины (фиг. 3) изменяется в направлении от ее опорной поверхности к наружной
поверхности.
Конструкция пластины для остеосинтеза выбрана исходя из следующих соображений:
1. Градиентно-пористая структура, относительный объем пор и размер пор которой
увеличивается в направлении от опорной поверхности пластины к ее наружной поверхно-
сти, обладает хорошей способностью к интеграции в нее окружающей костной ткани
(надкостницы) со стороны наружной поверхности, чему способствуют достаточно боль-
шие величины относительной пористости и размера пор. После завершения процесса
остеоинтеграции обеспечивается надежная долговременная фиксация отломков кости. В
то же время опорная поверхность пластины, имеющая значительно меньшие величины
относительной пористости и размера пор, способствует увеличению ее пластичности и
прочности, позволяя изгибать по месту установки, что при проведении операции остео-
синтеза не требует создания воспринимающей площадки на фиксируемых костных отлом-
ках, снижая сложность, трудоемкость и травматизм операции. Кроме того, повышенная
прочность пластины позволяет восстановить работоспособность кости в зоне перелома
сразу после проведения операции остеосинтеза, что позволяет сократить сроки реабили-
тации пациентов.
2. Значения относительного объема пор 30-98 % и размера пор 50-1000 мкм градиент-
но-пористой структуры вблизи наружной поверхности пластины обеспечивают высокую
площадь контакта и быструю интеграцию остеобластами, размер которых соизмерим с
размером пор структуры, что позволяет значительно уменьшить реакцию отторжения.
При значениях относительного объема пор менее 30 % и размера пор менее 50 мкм не
происходит заметной интеграции кости в пористую структуру, при значениях относитель-
ного объема пор более 98 % и размера пор более 1000 мкм прочность пластин недостаточ-
на и их применение неэффективно.
3. Значения относительного объема пор 0-30 % и размера пор 0-50 мкм градиентно-
пористой структуры вблизи опорной поверхности позволяют изгибать пластину, способ-
ствуя тем самым ее более точному прилеганию к отломкам кости, что позволяет упро-
стить, снизить трудоемкость и травматизм операции. При значениях относительного
объема пор более 30 % и размера пор более 50 мкм пластичность и прочность пластин не-
достаточна и их применение неэффективно.
4. Значения относительного объема пор 0-30 % и размера пор 0-50 мкм градиентно-
пористой структуры вблизи боковых поверхностей пластины позволяют придать пластине
дополнительную жесткость, особенно в случаях возникновения скручивающих функцио-
нальных нагрузок в зоне перелома.
5. Значения относительного объема пор 0-30 % и размера пор 0-50 мкм градиентно-
пористой структуры вблизи поверхностей отверстий под элементы фиксации и под эле-
менты компрессии увеличивают контактную прочность стенок отверстий при первона-

4. BY 6880 U 2010.12.30
4
чальной фиксации пластины к кости с помощью костных винтов, одновременно усиливая
ее прочность в поперечном сечении.
Технические и клинические испытания показали, что первоначальная фиксация и
остеоинтеграция пластины для остеосинтеза с градиентно-пористой структурой по срокам
и гистологической картине практически не отличаются от аналогичных пластин с равно-
мерной пористой структурой при их гораздо более высокой прочности и пластичности.
Применение пластины для остеосинтеза осуществляют следующим образом. Вначале
проводится предоперационная подготовка больных с переломами - проведение операции
первичной хирургической обработки линии перелома, бимаксилярное шинирование. За-
тем под интраназальным эндотрахеальным наркозом в асептических условиях производят
разрез кожи и подкожной клетчатки, тупо и остро скелетируют участок кости в области
перелома. По ходу операции проводится гемостаз диатермокоагуляцией, наложением ли-
гатур на сосуды и др. Проводится ревизия щели перелома: удаляются мелкие свободноле-
жащие отломки, устраняется интерпозиция мягких тканей (размозженные и нежизнеспо-
собные ткани удаляются), рана обрабатывается растворами антисептиков. При помощи
костных зажимов производится репозиция костных отломков в анатомически правильное
положение. Затем подбирают соответствующий типоразмер пластины и припасовывают ее
путем изменения кривизны для получения максимальной контактной площади с костью.
Под струей охлаждающего водного асептического раствора сверлом, установленным в
бормашину, через имеющиеся в имплантате отверстия сверлят отверстия в наружной кор-
тикальной пластинке кости и губчатом веществе на глубину имеющихся костных винтов.
При помощи метчика нарезают резьбу в просверленных отверстиях и фиксируют пласти-
ну винтами. Критерием достаточной фиксации является полная неподвижность костных
отломков, которая обеспечивает их регенерацию и остеоинтеграцию с градиентно-
пористой структурой пластины. Операционная рана послойно зашивается с предваритель-
ной инсуфляцией антибиотиком и установкой резинового перчаточного дренажа.
В послеоперационном периоде назначаются комплексная противовоспалительная те-
рапия, ежедневные перевязки раны и другие процедуры по общепринятым методикам.
Швы снимают через 7-10 суток, шины - через 21 день.
Применение полезной модели позволит упростить, снизить трудоемкость хирургиче-
ского вмешательства, снизить степень травмирования мягких и костных тканей и тем са-
мым уменьшить общие сроки восстановительного лечения. Градиентно-пористая
структура биологически совместимого материала пластины позволит, с одной стороны,
увеличить ее пластичность и механическую прочность, а с другой стороны, значительно
уменьшить инкапсуляцию и реакцию отторжения, что позволит достичь полной остеоин-
теграции.
Фиг. 2

5. BY 6880 U 2010.12.30
5
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.