Описание

Ортопедические винты – приспособления, которые конвертирует ротационные силы в линейное движение. Ортопедические винты, один из наиболее распространенных имплантов, способных выполнять различные функции (см. далее). Ортопедический винт может выступать как в роли отдельного фиксирующего импланта, так и в сочетании с другими имплантами (пр. пластины, блокируемые гвозди).

Обычный материал изготовления винтов – нержавеющая сталь марки 316L, сходно с большинством других имплантов. Доступны титановые винты большинства размеров, но они первично сохраняются для титановых пластин. Диаметр стандартных кортикальных или спонгиозных винтов составляет 1.5, 2.0, 2.4, 2.7, 3.5, 4.0, 4.5, 5.5, и 6.5. Для каждого диаметра винтов выпускается подходящая длина, которая также варьирует.

Ниже на рисунке представлены основные отделы винта. В зависимости от дизайна, винты могут выполнять различную функцию.

1

Рисунок 1. Конфигурация винтов, демонстрирующая различия между кортикальными и спонгиозными винтами. Внутренний диаметр, также описывается как диаметр коры или сердечника (core diameter).
(From Graves ML: Principles of internal fixation. In Browner BD, Jupiter JB, Krettek C, et al., editors: Skeletal trauma: Basic science, management, and reconstruction, ed 5, Philadelphia, 2015, Saunders/Elsevier.)
Источник. Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Дизайнвинта

Резьба винта

Резьба может располагаться на теле винта, на всей его части или быть частичной. В резьбе выделяется шаг резьбы и ее глубину.

Шаг резьбы определяет количество пройденного расстояния при одном полном обороте винта (на 360º). Более короткая дистанция определяется как «короткий» шаг; более длинная дистанция – «грубый» шаг. Кортикальные костные винты имеют более короткий шаг, спонгиозные костные винты имеют более грубый шаг. При более коротком шаге, больше оборотов должно проводиться хирургом для введения винта на должное расстояние, и более оборотов спиральной резьбы вовлечено в данную глубину коры кости. Чем больше резьба вовлеченной коры, тем больше сопротивляемость на вытягивание.

Глубина резьбы – расстояние между внутренним и наружным диаметром резьбы, этот показатель отличается по способности вовлекать в процесс фиксируемую кость и на сопротивление винта изгибу.

В зависимости от сочетания шага и глубины резьбы выделяют два основных типа винтов – спонгиозный (губчатый) винт и кортикальный винт. Основное их отличие состоит в глубине и шаге резьбы, у спонгиозного винта шаг и глубина гораздо больше чем у кортикального, это позволяет провести лучшее вовлечение губчатого вещества метафиза кости в момент фиксации. Предназначение кортикального винта – фиксация плотной костной ткани (пр. диафиз кости). Каждый тип винтов доступен с полной и частичной резьбой, различной длины и диаметра. Спонгиозные винты чаще выпускаются с частичной резьбой стержня винта.

Резьба также может располагаться на головке винта, для получения стабильного соединения с пластиной (углостабильные пластины с блокирующими винтами), но данному факту уделяется больше внимания при описании различий в головке винта, а еще подробнее будет описано в разделе «пластины». Резьба стержня блокируемого винта имеет меньшую глубину, т.к. данный винт больше предназначен для противостояния силам изгиба, нежели чем силам вытягивания.

Shaft screw

Shaft screw отличают от частично нарезанных спонгиозных винтов у которых часть без резьбы и часть с резьбой имеют одинаковый диаметр, и профиль резьбы сходен с кортикальными винтами. По сути, данный винт имеет много схожего с интрамедуллярной спицей с негативным профилем (за исключением головки). Shaft screw могут более аккуратно располагаться в кортикальной кости, т.к. сердечник винта подходит для скользящего отверстия в ближней коре. Они также сильнее в противостоянию сгибанию, имеют рекомендацию для лечения переломов мыщелков плеча у собак.
Примечание. С переводом термина «shaft screw» у автора обзора возникли проблемы с переводом, и он оставил исходный англоязычный вариант.

Длина и диаметр винта

Номинальная длина винта измеряется от верхушки головки до кончика. При расположении винта важно выбирать оптимальную длину. При слишком коротком винте он не захватывает противоположную кору, при слишком длинном винте – он при выступании может раздражать прилежащие мягкие ткани и перфорировать кожу.

Головка винта

Головка ортопедического винта имеет следующие основные функции:
1. Позволяет проводить жесткую коммутацию (присоединение) с отверткой с целью проведения ротации и введения винта на должную глубину. Для соединения с отверстой на поверхности головки формируются острые углубления, которые могут иметь вид шестигранника (гексагона), звездочки и перекрестия. Иногда выпускаются винты с четырехгранным углублением головки винта и соответствующие отвертки, но автор встречал их только на территории России.
2. Предотвращение утопления винта в кость.
3. Соединение резьбы головки с резьбой углостабильной пластины с формированием устойчивой конструкции (для блокирующих винтов).

Рисунок 2. Три наиболее распространенных формы прорези головки винтов. Под каждую форму прорези выпускаются отдельные отвертки. Иногда можно встретить винты с прорезью под квадратную отвертку.
Источник. Просторы интернета, буклет АО.

Рисунок 3. Головка блокирующего винта для соединения с блокируемой пластиной посредством резьбы.
Источник. Просторы интернета, буклет АО.

Кончик

В зависимости от строения окончания винта, выделяют стандартные винты, винты саморезы и винты с функцией засверливания (последние практически не применяются у кошек и собак).

• Стандартный, скругленный винт требует предварительного создания пилотного отверстия с последующим нарезанием резьбы отдельным инструментом (метчик) и только после данных этапов может быть установлен винт.

• Самонарезающиеся винты (саморезы) используются после создания пилотного отверстия, но они создают свою собственную резьбу в кортикальной кости посредством режущих кромок, расположенных на кончике винта.

• Самозасверливающиеся винты не требуют подготовки кости до введения, они также являются самонарезающимися.

Чуть больше информации о винтах саморезах. Винты саморезы имеют на кончике режущую кромку, что позволяет производить их введение без предварительного использования метчика. Наличие режущих кромок снижает общую поверхность соприкосновения кость/винт; поэтому, винт должен быть продвинут так, чтобы режущая кромка полностью проходила (определяется как 2 мм позади) дальней коры для достижения удерживающей силы сходной с предшествующе нарезанным отверстием и винтом. Это особенно важно при остеопорозе. Когда винт-саморез вводится с выступом 2 мм позади дальней коры, механическая оценка по сравнению с традиционными винтами выявила схожие характеристики. Одно из изучений описывало, что использование саморезов снижало частоту ослабления винтов. Малые переломы трещины могут развиться в дальней коре при использовании саморезов и использовании в твердой, кортикалной кости, т.к. малые режущие кромки заполняются костным дебрисом и процесс нарезания кости становится слабо эффективным.

Рисунок 4. Схематическое представление введения винта самореза на различную глубину. Ввиду наличия режущих кромок, которые ведут к снижению взаимоотношения винта с костью, саморез должен выступать на 2 мм позади дальней коры для достижения удерживающей силы сходной с предварительно нарезанным винтом.
(From Schoenfeld AJ, Battula S, Sahai V, et al.: Pullout strength and load to failure properties of self-tapping cortical screws in synthetic and cadaveric environments representative of healthy and osteoporotic bone. J Trauma 64:1302, 2008.)
Источник: Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018).

Канюлированные винты

Канюлированные винты предназначены для использования после закрытой редукции или, когда возникают трудности с обнажением фрагментов. Данные винты имеют отверстие в сердечнике. Спицы Киршнера используются для поддержания редукции, после проведения спицы, ее должное положение подтверждается радиографически. Винт располагается над спицами, что дает аккуратное его расположение.

1

Рисунок 5. Винты с различным типом резьбы и дизайном используются по-разному. Все винты на рисунке имеют наружный диаметр 3.5 мм.
A. Кортикальный винт имеет шаг и глубину резьбы, предназначенную для плотной кости.
B и C. Спонгиозные винты имеют больший шаг и глубину резьбы для оптимального захватывания губчатой кости. Данные винты могут быть к с полной так и с частичной нарезкой. Частичная резьба при расположении создает стягивающий эффект.
D. Shaft screw – винт с частичной нарезкой, диаметр тела равен диаметру резьбы. Данная модификация дизайна ведет к большей силе и улучшает контакт между винтом и костью в ближней коре. Резьба кортикальная.
E. Канюлированный винт имеет отверстие по всей длине. Он часто используется после закрытой редукции или, когда возникают трудности при обнажении. Спица Киршнера используется для поддержания редукции. Винт располагается над спицей Киршнера, которая обеспечивает его аккуратное введение.
F. Винт саморез имеет режущую кромку на кончике, которая позволяет его введения без предварительного нарезания резьбы в кости. Он должен быть продвинут так, чтобы режущая кромка полностью прошла через дальнюю кору для достижения удерживающей силой сходной с нарезанным винтом.
(From Roe S: Internal fracture fixation. In Slatter DH, editor: Textbook of small animal surgery, ed 3, Philadelphia, 2003, Saunders/Elsevier.)
Источник. Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Применениевинтов

Ортопедический винт у кошек и собак может располагаться во время операции в расчете на выполнение конкретных целей, ниже они описаны отдельно основные из них.

Стягивающие винты (межфрагментарная компрессия)

Межфрагментарная компрессия достижима при введении винта поперек линии перелома с фиксацией его резьбы в дальнем отломке. В зависимости от зоны перелома, винты могут фиксироваться либо в кортикальном, либо в губчатом веществе кости (используются кортикальные и спонгиозные винты соответственно). В обоих случаях используется принцип стягивающего винта, когда резьба вовлекает в процесс только дальний отломок, если резьба винта захватывает как ближний, так и дальний отломок – такой винт расценивается как позиционный, но не ведет к компрессии.

При фиксации в губчатом веществе, что чаще происходит в зоне сустава – со стороны поверхности кости засверливается пилотное отверстие для спонгиозного винта, после определения требуемой глубины вводится спонгиозный винт с частичной резьбой и шайбой, затем проводится стягивание фрагментов. Шайба в данном случае необходима для равномерного распространения нагрузки от головки, для предотвращения пролома коркового вещества. При использовании спонгиозного винта с полной нарезкой, в ближнем фрагменте возможно расширить отверстие с диаметром равным внешнему диаметру резьбы.

При необходимости создания компрессии между фрагментами в области плотной кости (чаще при косых или спиральных переломах диафиза трубчатой кости) используется кортикальный винт. Для создания компрессии фрагментом, также, как и в предыдущем случае – резьба должна вовлекать лишь дальнюю сторону. Для исключения вовлечения ближнего отломка, может использоваться либо кортикальный винт с частичной резьбой, либо ближнее отверстие расширяется до формирования скользящего отверстия (так чтобы резьба свободно через него проходила).

При фиксации длинных косых переломов трубчатых костей, важным условием является длина перелома, одна должна быть примерно в 1.5. раза больше диаметра кости. В противных случаях, эффективно расположить стягивающий винт представляется затруднительным. При коротких переломах после попытки фиксации винтом с ориентацией его слишком перпендикулярно оси кости – это может вести к переломам фрагмента или сдвиганию одного фрагмента относительно другого.

Одним из видов винтов с частичной нарезкой является shaft-screw, он применяется в целях достижения межфрагментарной компрессии мыщелков плеча собак.

Пошаговое руководство установки стягивающих винтов в кортикальной кости.

В норме, после удерживания перелом в положении анатомической редукции, в ближней коре создается скользящее отверстие, диаметр которого равен наружному диаметру резьбы винта. В созданное отверстие вводится рукав направителя, и через него формируется пилотное отверстие в дальней коре. Отверстие в ближней коре затем утапливается (зенкуется), это ведет к равномерному распространению нагрузки от головки винта на подлежащую кость (если игнорировать данный шаг, в области контакта быстро формируется стресс с формированием микропереломов и последующим ослаблением винта).

Глубина хода винта измеряется специальным прибором, крючок измерителя должен находиться возле тупого края выхода, никак не против острого. Важно проводить замер длины до процесса утопления (зенкования), иначе длина винта будет излишней. При использовании винтов без режущей кромки, в пилотном отверстии нарезается резьба при помощи метчика. При использовании винтов саморезов, шаг с метчиком пропускается.

Окончательным этапом является введение и затягивание винта с созданием компрессии. Проводились попытки использования приборов для измерения стандартного крутящего момента, они провалились и степень затягивания винта определяет хирург, исходя из собственного опыта.

Рисунок 6. Стягивающий винт - это не специфический винт, это способ его расположения. При полностью нарезанном винте, отверстия ближней коры создается дрелью, так чтобы резьба винта не вовлекалась. При затягивании винта, головка винта тянет ближний фрагмент к дальнему для стабилизации перелома. Оптимальное расположение втягивающего винта – перпендикулярно с плоскостью перелома. Однако, это может быть недостижимо для коротких косых переломов, т.к. влияние резьбы и движение головки могут нарушать способность винта к компрессии. Стягивающий эффект автоматически генерируется с частично нарезанным винтом, если резьба вовлекает только дальний фрагмент.
(From Roe S: Internal fracture fixation. In Slatter DH, editor: Textbook of small animal surgery, ed 3, Phila- delphia, 2003, Saunders/Elsevier.)
Источник. Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Позиционныевинты

Цель установки позиционного винта – удержание взаимоотношения между двумя отломками костей. При использовании винта позиционным способом резьба вовлекает как ближнюю, так и дальнюю кору, без их сближения. По сравнению со стягивающим винтом, позиционный винт обладает меньшей стабильностью.

Рисунок 7. Шаги по введению позиционного винта.
a. Фрагменты редуцируются и поддерживаются в должном положении.
b. Оба фрагмента засверливаются под резьбу винта, измеряются и нарезаются (при необходимости).
с. Введение винта не сопровождается коллапсом фрагмента.
Источник. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat

Фиксация различных пластин

Пластина на поверхности кости может быть либо притянута к ее поверхности (обычные пластины), либо посредством формирования устойчивого соединения при использовании углостабильных пластин. Более подробное описание действия ортопедических винтов следует искать в разделе «пластины».

 1

Рисунок 8.
a. Типичное распределение сил при остеосинтезе обычными пластинами: Затягивающий момент винта создает поверхностное давление между пластиной и костью. Трение, создаваемое контактной зоной пластина-кость стабилизирует костные фрагменты в отношении нагрузочных сил. Система становится статически безопасной только после вовлечения двух корковых слоев кости.
b. Типичное распределение сил для блокирумой пластины с угловой стабильностью. Данная конфигурация статически безопасна при фиксации винтов только в ближней коре блокирующими винтами присоединенными механически стабильным способом для несения нагрузки, перпендикулярно к телу пластины. Такая система больше действует как фиксатор, нежели чем пластина.
Источник. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat

Частьконструкцииблокируемогогвоздя

Ортопедические винты широко использовались в конструкциях с блокируемым гвоздем первого поколения. В последующем, они было заменены специальными болтами. Более подробное описание действия ортопедических винтов следует искать в разделе «блокируемый гвоздь».