CS232064B1

CS232064B1 - External spine splint

Info

Publication number: CS232064B1
Application number: CS83484A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Kvet
Original assignee: Vaclav Kvet
Priority date: 1983-11-21
Filing date: 1983-11-21
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS48483A1

Abstract

Zevní dlaha páteře má tvar pásu s otvory pro šrouby a je zhotovena z biologicky inertní plastické hmoty, s výhodou z demonomerizovaného polykaprolaktanu, který obsahuje uhlíková vlákna nebo vlákna či kuličky ze skla s výhodou v množství 30 % objemu. V případě potřeby může se zevní dlaha vyrobit tuhá v místě porušení páteře a poddajná v místech vzdálených od místa porušení. Zevní dlahy je možno aplikovat zejména v oblasti bederní a křížové, kde páteř přenáší téměř 2/3 hmotnosti těla a kde poruchy páteře mají největší význam. Dále je možná aplikace v oblasti krční páteře, při konstrukci umožňující zvýšený pohyb. Dimenzi a druh zevní dlahy je nutno stanovit předem z hmotnosti pacienta a místa aplikace, dále je nutno za- - jistit včasnou kondiciaci zevní dlahy před operačním výkonem.The external spine splint has the shape of a strip with holes for screws and is made of a biologically inert plastic, preferably from demonomerized polycaprolactan, which contains carbon fibers or glass fibers or beads, preferably in an amount of 30% by volume. If necessary, the external splint can be made rigid at the site of the spinal fracture and flexible in areas distant from the fracture site. External splints can be applied especially in the lumbar and sacral areas, where the spine carries almost 2/3 of the body weight and where spinal disorders are of greatest importance. Application in the cervical spine is also possible, with a design that allows increased movement. The dimensions and type of the external splint must be determined in advance from the patient's weight and the site of application, and it is also necessary to ensure timely conditioning of the external splint before surgery.

Description

Vynález se týká zevní dlahy pro páteř vyžadující znehybnění v místech poranění nebo zpevnění či podporu při různých vadách páteře. Dlaha však současně umožňuje částečnou pohyblivost zdravé části páteře.The invention relates to an external plate for the spine requiring immobilization at the site of injury or strengthening or support in various spine defects. At the same time, the plate allows partial mobility of the healthy part of the spine.

Dosud se při operativní léčbě změn páteřního pohybového segmentu, včetně fraktur, používá kovových dlah* které mají tvar kovových pásů s otvory pro šrouby, kterými se dlahy přišroubují k jednotlivým obratlům.Until now, surgical treatment of changes in the spinal movement segment, including fractures, has used metal splints * which are in the form of metal strips with holes for screws to screw the splints to individual vertebrae.

Zásadní nevýhodou kovových dlah je jejich tuhost, která neumožňuje pacientovi pohyb páteře.A major disadvantage of metal plates is their stiffness, which does not allow the patient to move the spine.

Uvedené nevýhody odstraňuje zevní dlaha páteře podle tohoto vynálezu, která má tvar pásu s otvory pro šrouby. Podstata vynálezu spočívá v tom, že je zhotovena z biologicky inertní plastické hmoty, s výhodou z demonomerizovaného polykaprolaktanu, který obsahuje uhlíková vlákna nebo vlákna či kuličky ze skla, s výhodou v množství 30 % objemu. V případě potřeby může být zevní dlaha tuhá v místech porušení páteře a poddajná v místech vzdálených od místa porušení. Poddajná místa se mohou vytvořit proměnným průřezem. Jednou z alternativ pro vytvoření proměnného průřezu je otvor vytvořený kolmo na podélnou osu dlahy, která je na jedné straně otvoru přerušena.These disadvantages are overcome by the external splint of the spine according to the invention, which is in the form of a strip with screw holes. The invention is based on a biologically inert plastic, preferably a demonomerized polycaprolactan, which contains carbon fibers or glass fibers or beads, preferably in an amount of 30% by volume. If necessary, the external splint can be rigid at the spine and flexible in places distant from the spine. The yielding points can be created by a variable cross-section. One alternative for creating a variable cross-section is an opening formed perpendicular to the longitudinal axis of the plate, which is interrupted on one side of the opening.

ZáčLadní výhodou zevní dlahy páteře je možnost vytvoření různých mechanických vlastností na různých místech dlahy, takže lez vytvořit dlahu, která zpevňuje poraněný segment páteře a současně umožňuje částečnou pohyblivost zdravých segmentů. Při některých vadách páteře lze páteř vyztužit neboThe main advantage of the external spine plate is the possibility of creating different mechanical properties at different locations of the plate, so that it is possible to create a plate that strengthens the injured segment of the spine while allowing partial mobility of healthy segments. In some spine defects, the spine can be reinforced or

232 064 usměrnit při částečném zachování všech pohybových možností páteře a při bezpečném vyloučení možnosti dosednutí obratlů a uskřípnutí nervů. Tím zůstává zachována nosná funkce svalů v oblasti páteře. V případě Schormanových výstupků odpadne nutnost mechanického odstranění výstupků, nebot zevní dlaha z plastických hmot bezpečně zabrání usmyknutí tkáně nadměrným přiblížením obratlů. Zhotovení zevní dlahy z plastické hmoty umožňuje vytvoření ještě další výhody, tj. cílené načasované změny modulu pružnosti dlahy, která působí postupné zatěžování nově vytvořené vazivové hmoty. Volbou materiálu, výrobní technologie a tvaru lze vytvořit dlahy s dobrou poddajností v ohybu a v krutu při současné tuhosti v tlaku. Vhodnou konstrukci lze vytvořit potřebnou tahovou poddajnost v žádoucím směru ohýbání páteře.232 064 to regulate with partial preservation of all the spinal movement possibilities and safe elimination of vertebral contact and nerve pinching. This maintains the core muscle function in the spine. In the case of Schorman's protrusions, there is no need to mechanically remove the protrusions, since the outer plastic plate safely prevents the tissue from getting pinched by excessive approach of the vertebrae. Making the plastic outer plate allows for the creation of yet another advantage, i.e., a targeted timed change of the elastic modulus of the plate, which causes a gradual loading of the newly formed fibrous mass. By selecting the material, manufacturing technology and shape, splints with good bending and torsion flexibility can be created with simultaneous compression stiffness. By means of a suitable construction it is possible to create the necessary tensile compliance in the desired direction of bending the spine.

Zevní dlaha páteře je znázorněna na přiložených dvou výkresech, na nichž obr. 1 představuje dvě zevní dlahy přiložené k páteři symetricky pro spojení několika segmentů páteře.The external splint of the spine is shown in the accompanying two drawings, in which Fig. 1 shows two external splints attached to the spine symmetrically for joining several segments of the spine.

Na obr. 2 je znázorněna zevní dlaha, v jejíž horní části jsou mezi šrouby vytvořeny zmenšené průřezy pro zvýšení ohebnosti horní části zevní dlahy. Obr. 3 představuje krátkou zevhí dlahu pro spojení pouze dvou obratlů z vnitřní strany páteře.FIG. 2 shows an external splint in which a reduced cross-section is formed between the screws to increase the flexibility of the upper splint. Giant. 3 is a short external plate for joining only two vertebrae from the inside of the spine.

Na obr. 4 je detail úpravy zevní dlahy do tvaru elastického kloubu pro získání ohebnosti v jednom směru a naopak pro zabráněni ohybu v opačném směru. Obr. 5 představuje obratel v příčném řezu s vyznačením místa přiložení zevních dlah. Obr. 6 obsahuje boční pohled na část páteře, jejíž podélné trny jsou zajištěny dvěma zevními dlahami, které jsou vzájemně sešroubovány, přičemž šrouby neprocházejí páteří.Fig. 4 is a detail of the treatment of the outer plate to the shape of an elastic joint to obtain flexibility in one direction and vice versa to prevent bending in the opposite direction. Giant. 5 is a cross-sectional view of the vertebra showing the position of application of the external splints. Giant. 6 is a side view of a portion of the spine whose longitudinal mandrels are secured by two external splints that are screwed to each other while the screws do not pass through the spine.

Pro příklad provedeni byla vytvořena zevní dlaha 1 z plastické hmoty ve formě pásu s otvory 4 pro šrouby j5 pro upevnění v obratlech 2. šrouby 3 mohou být z ocele, vítalia nebo tvrzené plastické hmoty. Pás zevní dlahy 1 může být rovný nebo tvarově přizpůsobený páteři a může mít po celé délce buň stejné mechanické vlastnosti nebo může mít v některých částech odlišné mechanické vlastnosti. Tato schopnost plastické hmoty ji činí výhodnější před kovovými zevními dlahami. Změněných mechanických vlastností v určitých místech zevni dlaFor example, an outer plastic plate 1 has been formed in the form of a belt with holes 4 for screws 5 for fastening in the vertebrae 2. The screws 3 can be made of steel, vitreous or hardened plastic. The outer plate 1 may be straight or shape-matched to the spine and may have the same mechanical properties over the entire length of the cells, or may have different mechanical properties in some parts. This plastic ability makes it more advantageous over metal external splints. Altered mechanical properties at certain points outside

232 064 hy 1 lze dosáhnout buč volbou materiálu a výrobní technologie nebo zmenšením průřezu zevní dlahy JL· □ako materiál pro zevní dlahy 2 se osvědčily biologicky inertní plastické hmoty, at už termoplastické nebo termosetové, s potřebnými mechanickými vlastnostmi, jako je tuhost, vysoká odolnost proti únavě a možnost měnit mechanické vlastnosti zevní dlahy 2 βϊ už po celé její délce nebo jen v některých místech. Konkrétně se osvědčil polyamid PAD-6, což je kaprolaktan připravený hydrolytickou polymerací ve vakuu, částečně démon omerizovaný, s přibližně 30 % plniva. Plnivem mohou být skleněná mikrovlákna, mikrokuličky nebo uhlíková vlákna. Mechanické vlastnosti zevní dlahy J. lze ovlivňovat různou koncentrací plniva a různým druhem plniva.232 064 hy 1 can be achieved either by the choice of material and production technology or by reducing the cross-section of the external plate JL · □ biologically inert plastics, whether thermoplastic or thermosetting, with the necessary mechanical properties such as rigidity, high resistance against fatigue and the possibility to change the mechanical properties of the external plate 2 βϊ along its entire length or only in some places. In particular, polyamide PAD-6, a caprolactan prepared by hydrolytic vacuum polymerization, partially demonized, with about 30% filler, has proven to be useful. The filler may be glass microfibers, microspheres or carbon fibers. The mechanical properties of the outer plate J. can be influenced by different concentration of filler and different type of filler.

Také výrobní technologií lze vyvolat změnu mechanických vlastností at už v celé zevní dlaze JL nebo jen v jejích některých místech. Například lze během tuhnutí zevní dlahy í ve formě zhutnění určitého místa dosáhnout vyšších hodnot tuhosti. Kromě toho lze vytvořit kompozice, kt.erými lze naprogramovat postupnou degradaci tuhosti, jejíž vyšší hodnota v některých a» případech vyhovuje počátečnímu stadiu léčby páteře nebo hojeni poraněného obratle 2. Postupným klesáním tuhosti se zvětšuje schopnost plastické deformace zevní dlahy Jj, což vyhovuje pozdějšímu stadiu léčby páteře nebo hojení obratle 2. Vzrůstající plastickou deformaci se zvětšuje poddajnost zevní dlahy JL v ohybu a torsi, takže páteř může částečně vykonávat svou funkci a přitom se urychluje tvorba nové vazivové hmoty, obnovuje se dříve svalová činnost a kostní tkáň nedegeneruje.The production technology can also be used to change the mechanical properties, whether in the whole outer plate of JL or only in some places. For example, higher rigidity values can be achieved during solidification of the external plate 1 in the form of compacting a certain location. In addition, compositions can be created to program the gradual degradation of stiffness, the higher of which in some cases satisfies the initial stage of spine treatment or wounding of the injured vertebra 2. The gradual decrease in stiffness increases the plastic deformation capability of the external splint 11, which is later treatment of the spine or vertebral healing 2. Increasing plastic deformation increases the flexibility of the external splint JL in bending and torsion, so that the spine can partially perform its function while accelerating the formation of new ligament mass, muscle recovery is restored and bone tissue does not degenerate.

Změněných mechanických vlastností v určitých místech zevní dlahy 1 lze také dosáhnout zmenšeným průřezem na požadovaném místě. Zmenšený průřez lze uskutečnit zmenšenou tlouatkou 5 nebo zmenšenou šířkou 6. V těchto místech bude mít zevní dlaha JL zvýšenou pohyblivost. Zmenšený průřez lze také vytvořit ve formě elastického, případně elasticko-plastického kloubu 7, u něhož se zvýšené pohyblivosti dosáhne ubráním materiálu tak, že se v něm vytvoří otvor’8, jehož plocha je kolmá k podélné ose zevní dlahy JL. Oedna stěna otvoru 8 je proříznutá. Tím vznik ne přerušeni 9, které ulehčí ohyb zevní dlahy JL ve směru šipekAltered mechanical properties at certain locations of the external plate 1 can also be achieved by a reduced cross-section at the desired location. The reduced cross-section can be realized by a reduced thickness 5 or a reduced width 6. At these places, the outer plate 11 will have increased mobility. The reduced cross-section can also be formed in the form of an elastic or elastic-plastic hinge 7, in which increased mobility is achieved by removing the material by forming an opening 8 therein whose surface is perpendicular to the longitudinal axis of the outer plate 16. One wall of the opening 8 is cut. Thereby a non-interruption 9 is formed which facilitates the bending of the outer plate 11 in the direction of the arrows

232 0B4 a zabrání ohýbání v opačném směru. V případě potřeby lze ohebnost elastického kloubu 7 ještě zvýšit ubráním materiálu ať už v tloušťce nebo šířce. Důvodem pro vytvořeni různých průřezů, respektive pro vytvoření různých mechanických vlastností, je požadavek vytvořit v určitých místech oblast různé pevnosti a tuhosti. Plastické hmoty umožňuji použit takové výrobní technologie, že lze buď po celé délce zevni dlahy 1. nebo jen v některých místech vytvořit předem určenou charakteristiku mechanických vlastností, které budou podporovat léčeni páteře. Například častým požadavkem bývá, aby v místech porušení páteře byla tuhost a pevnost materiálu maximální a s rostoucí vzdálenosti od místa porušení mají tyto hodnoty klesat, aby zevní dlaha £ v těchto místech umožnila částečnou pohyblivost páteřních segmentů nad a pod porušeným místem. Dalším,požadavkem může být, aby všechny segmenty páteře byly v oblasti zevni dlahy í, čás tečně' pohyblivé při jejich současném vyztuženi, což vyhovuje například při léčbě skoliozy. Částečné pohyblivosti páteře lze také dosáhnout zpevněním znázorněným na obr. 5 a 6.232 0B4 and prevents bending in the opposite direction. If desired, the flexibility of the elastic joint 7 can be further increased by removing the material in either thickness or width. The reason for creating different cross-sections, or for creating different mechanical properties, is the requirement to create an area of different strength and stiffness at certain points. The plastics make it possible to use a manufacturing technology such that a predetermined characteristic of mechanical properties can be created along the entire length of the outer plate 1 or only in certain places, which will support the treatment of the spine. For example, it is often desirable that the stiffness and strength of the material be maximized at spinal fracture sites and should decrease with increasing distances from the fracture site so that the external splint 6 at these locations allows partial spinal segment mobility above and below the fractured site. A further requirement may be that all segments of the spine are partially movable in the region of the external splint while being reinforced, which is convenient, for example, in the treatment of scoliosis. Partial mobility of the spine can also be achieved by the reinforcement shown in Figures 5 and 6.

K vyčnívajícím podélným trnům 10 se z každé strany přiloží zevní dlaha JL. Vzniklá dvojica zevních dlah £ se vzájemně spoji šrouby 3a, které neprocházejí páteří, čili jdou mimo podélný trn 10. Alternativně je možno šrouby 3b zakotvit v páteři, jak je znázorněno na obr. 5.The protruding longitudinal mandrels 10 are provided on each side with an external splint 11. The resulting pair of external splints 6 are joined to each other by screws 3a that do not pass through the spine, ie they are outside the longitudinal mandrel 10. Alternatively, the screws 3b can be anchored in the spine as shown in Figure 5.

Působnost zevní dlahy £ lze ještě rozšířit tvarováním jejího horního a dolního konce tak, aby tyto umožnily podepřeni sousedních obratlů 2 nad a pod zevni dlahou 1. Místo upevnění zevní dlahy £ šrouby 3 může se přichytit drátem k výstupku obratle 2.The action of the outer plate 4 can be further extended by shaping its upper and lower ends so as to allow the adjacent vertebrae 2 to be supported above and below the outer plate 1. Instead of securing the outer plate 4 by screws 3, it can be attached by wire to the projection of the vertebra.

Zevní dlahy J. je možno aplikovat zejména v oblasti bederní a křížové, kde páteř přenáší téměř 2/3 hmotnosti těla a kde poruchy páteře mají největší význam. Dále je možná aplikace v oblasti krční páteře, při konstrukci umožňující zvýšený pohyb. Dimenzi a druh zevní dlahy £ je nutno stanovit předem z hmotnosti pacienta a místa aplikace, dále je nutno zajistit včasnou bondiciaci zevni dlahy £ před operačním výkonem.External splints J can be applied especially in the lumbar and cruciform area, where the spine carries almost 2/3 of the body weight and where the spine disorders are the most important. Furthermore, it is possible to apply it in the area of the cervical spine, in a construction allowing increased movement. The size and type of the external plate 6 must be determined in advance from the patient's weight and the site of application, and it must be ensured that the external plate 6 is bonded in time before surgery.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

232 084

A belt-shaped outer spine plate with screw holes, characterized in that it is made of a biologically inert plastic.

2. The external spine splint according to claim 1, characterized in that it is made of demonomerized polycaprolactan containing carbon fibers or glass fibers or spheres, preferably in an amount of 30% by volume.

External splint of the spine at the site of violation from the site of violation.

3. The method of claim 1, wherein said spine is rigid and flexible in distant locations

4.External splint of the spine according to claim 1, characterized in that its cross-section is variable.

External spinal plate according to claim 4, characterized in that an opening (8) is formed perpendicularly to its longitudinal axis in the plate (1) and the external plate (i) is interrupted on one side of the opening (8).

External spinal splint according to claim 4, characterized in that the external splints (1) applied from two opposite sides to a part of the spine, for example a longitudinal mandrel (10), are connected to each other by screws (3).