[go: up one dir, main page]

RU231438U1 - Implant for vertebral body replacement made of bulk carbon nanostructured material - Google Patents

Implant for vertebral body replacement made of bulk carbon nanostructured material Download PDF

Info

Publication number
RU231438U1
RU231438U1 RU2024128712U RU2024128712U RU231438U1 RU 231438 U1 RU231438 U1 RU 231438U1 RU 2024128712 U RU2024128712 U RU 2024128712U RU 2024128712 U RU2024128712 U RU 2024128712U RU 231438 U1 RU231438 U1 RU 231438U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
implant
stabilization
fixation
spikes
insert
Prior art date
Application number
RU2024128712U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Федорович Татаринов
Original Assignee
Валерий Федорович Татаринов
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Федорович Татаринов filed Critical Валерий Федорович Татаринов
Application granted granted Critical
Publication of RU231438U1 publication Critical patent/RU231438U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована в хирургии позвоночника для коррекции повреждений и нестабильности в телах позвонков человека в шейном отделе позвоночника. Техническим результатом является обеспечение первичной стабилизации сразу во время проведения операции, вторичной стабилизации - через несколько дней, стабилизации третьего уровня - через 1-3 недели и стабилизации четвертого - через 1-2 месяца после операции при меньшей травматичности проведения операции. Технический результат достигается тем, что внешняя контактная поверхность имплантата имеет шипы фиксации из титана. Шипы обеспечивают первичную фиксацию с телами соседних позвонков, кроме того, шипы являются рентгеноконтрастными метками. За счет обратнонаправленных зубцов на верхней и нижней поверхностях имплантата обеспечивается вторичная стабилизация. За счет сетки, полученной лазерной обработкой, создающей микропористость размерами 150-300 мкм, и нанесенной на всю контактную поверхность имплантата, происходит раннее прорастание костной ткани в микропоры сетки. За счет вставки из пористого углеродного материала происходит прорастание костной ткани в поры углеродной вставки и в процессе последующей остеоинтеграции вглубь вставки образуется костный блок внутри имплантата. В совокупности четыре уровня стабилизации обеспечивают прочную и надежную фиксацию имплантата. Это позволяет отказаться от дополнительного крепления имплантата с помощью пластины и винтов и, как следствие, приводит к удобству проведения операции и меньшей травматичности. В средней части боковой поверхности имплантата имеется вставка из полиэфирэфиркетона с резьбой. Наличие резьбового отверстия в боковой поверхности имплантата позволяет закрепить хирургический инструмент для проведения манипуляций с имплантатом при проведении операции. Это приводит к облегчению и удобству проведения операции. 1 ил.The utility model relates to medical equipment and can be used in spine surgery to correct damage and instability in the human vertebral bodies in the cervical spine. The technical result is to ensure primary stabilization immediately during the operation, secondary stabilization - after several days, third-level stabilization - after 1-3 weeks and fourth-level stabilization - after 1-2 months after the operation with less trauma of the operation. The technical result is achieved by the fact that the external contact surface of the implant has fixation spikes made of titanium. The spikes provide primary fixation with the bodies of adjacent vertebrae, in addition, the spikes are radiopaque markers. Secondary stabilization is provided due to the oppositely directed teeth on the upper and lower surfaces of the implant. Early bone tissue ingrowth into the micropores of the mesh occurs due to the mesh obtained by laser processing, creating microporosity of 150-300 μm in size, and applied to the entire contact surface of the implant. Due to the insertion of porous carbon material, bone tissue grows into the pores of the carbon insert and, during subsequent osseointegration into the insertion, a bone block is formed inside the implant. Together, the four stabilization levels provide strong and reliable fixation of the implant. This eliminates the need for additional fixation of the implant using a plate and screws and, as a result, makes the operation easier and less traumatic. In the middle part of the lateral surface of the implant, there is a threaded polyetheretherketone insert. The presence of a threaded hole in the lateral surface of the implant allows you to secure a surgical instrument for manipulating the implant during surgery. This makes the operation easier and more convenient. 1 fig.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована в хирургии позвоночника. Имплантаты предназначены для реконструкции и стабилизации шейного и грудно-поясничного отделов позвоночника в случае частичного или полного удаления тел позвонков на одном или нескольких уровнях. Имплантаты предназначены для замены удаленных тел позвонков, принимая на себя их нагрузку, стабилизируя и удерживая в правильном положении позвоночник до образования спондилодеза.The utility model relates to medical equipment and can be used in spine surgery. The implants are intended for reconstruction and stabilization of the cervical and thoracolumbar spine in case of partial or complete removal of vertebral bodies at one or more levels. The implants are intended to replace the removed vertebral bodies, taking on their load, stabilizing and holding the spine in the correct position until spondylodesis is formed.

Одним из основных требований к имплантатам является их надежная стабилизация в межпозвонковом пространстве после проведения операции и быстрая остеоинтеграция с костной тканью, а также наименьшая травматичность и удобство при проведении операции. Анализ конструкций имплантатов [1], используемых в клинической практике в настоящее время, показывает, что все имплантаты имеют не более трех уровней стабилизации. Это шипы из титана, канавки с острыми гранями, пористое напыление титаном и крепление с помощью винтов, врезающихся лезвий и дополнительного крепления с помощью пластин и винтов.One of the main requirements for implants is their reliable stabilization in the intervertebral space after surgery and rapid osseointegration with bone tissue, as well as the least trauma and convenience during surgery. An analysis of implant designs [1] currently used in clinical practice shows that all implants have no more than three levels of stabilization. These are titanium spikes, grooves with sharp edges, porous titanium coating and fastening with screws, cutting blades and additional fastening with plates and screws.

Известен имплантат межпозвонковый неподвижный [2], выбранный нами в качестве прототипа. Имплантат изготовлен из монолитного изотропного пиролитического углерода, внутренняя часть имплантата заполнена пористым углеродным материалом, пористый углеродный материал выполнен в виде пены на основе углеродного нанокомпозита, имплантат имеет на каждом торце 4 шипа из титана.A fixed intervertebral implant [2] is known, which we have chosen as a prototype. The implant is made of monolithic isotropic pyrolytic carbon, the inner part of the implant is filled with porous carbon material, the porous carbon material is made in the form of foam based on carbon nanocomposite, the implant has 4 titanium spikes on each end.

Однако известный имплантат при своем использовании обладает следующими недостатками:However, the known implant has the following disadvantages when used:

в конструкции имплантата заложено только два уровня стабилизации, первичная - за счет шипов из титана и вторичная - за счет вставки из пористого углеродного материала с последующей остеоинтеграцией через несколько месяцев;the implant design includes only two levels of stabilization: primary - due to titanium spikes and secondary - due to an insert made of porous carbon material with subsequent osseointegration after several months;

в течение времени, необходимого для вторичной стабилизации, имплантат находится в недостаточно надежном положении от возможных смещений;during the time required for secondary stabilization, the implant is in a position that is not sufficiently secure against possible displacement;

для надежной стабилизации имплантата необходимо дополнительное крепление с помощью пластины и винтов, что делает операцию более длительной и травматичной;for reliable stabilization of the implant, additional fastening with a plate and screws is required, which makes the operation longer and more traumatic;

не предусмотрено специальное конструктивное решение для закрепления хирургического инструмента при операции.There is no special design solution for securing surgical instruments during surgery.

Задачей технического решения является создание системы многоуровневой стабилизации имплантата при проведении операции и в отдаленном периоде, а также облегчение и удобство проведения операции и меньшая травматичность.The objective of the technical solution is to create a system of multi-level stabilization of the implant during surgery and in the long term, as well as to facilitate and facilitate the operation and reduce trauma.

Техническим результатом является обеспечение первичной стабилизации сразу во время проведения операции, вторичной стабилизации - через несколько дней, стабилизации третьего уровня - через 1-3 недели и стабилизации четвертого - через 1-2 месяца после операции при меньшей травматичности проведения операции.The technical result is to ensure primary stabilization immediately during the operation, secondary stabilization after several days, third-level stabilization after 1-3 weeks, and fourth-level stabilization after 1-2 months after the operation with less trauma during the operation.

Технический результат достигается тем, что внешняя контактная поверхность имплантата имеет шипы фиксации из титана. Шипы обеспечивают первичную фиксацию с телами соседних позвонков, кроме того, шипы являются рентгеноконтрастными метками для рентгеновского контроля положения имплантата после операции и в отдаленном периоде. За счет обратно направленных зубцов на верхней и нижней поверхностях имплантата обеспечивается вторичная стабилизация, когда через несколько дней зубцы продавят прилегающую костную ткань и образуются бороздки в костной ткани, что будет препятствовать смещению имплантата. За счет сетки, полученной лазерной обработкой, создающей микропористость размерами 150-300 мкм и нанесенной на всю контактную поверхность имплантата, происходит раннее прорастание костной ткани в микропоры сетки. Это обусловлено большой площадью контактных поверхностей (до 100% контактной поверхности имплантата). За счет вставки из пористого углеродного материала происходит прорастание костной ткани в поры углеродной вставки и в процессе последующей остеоинтеграции вглубь вставки образуется костный блок внутри имплантата. В совокупности четыре уровня стабилизации обеспечивают прочную и надежную фиксацию имплантата. Это позволяет отказаться от дополнительного крепления имплантата с помощью пластины и винтов и, как следствие, приводит к удобству проведения операции и меньшей травматичности. В средней части боковой поверхности имплантата имеется вставка из полиэфирэфиркетона с резьбой. Наличие резьбового отверстия в боковой поверхности имплантата позволяет закрепить хирургический инструмент для проведения манипуляций с имплантатом при проведении операции. Это приводит к облегчению и удобству проведения операции.The technical result is achieved by the fact that the external contact surface of the implant has fixation spikes made of titanium. The spikes ensure primary fixation with the bodies of adjacent vertebrae, in addition, the spikes are radiopaque marks for X-ray control of the implant position after surgery and in the long term. Due to the oppositely directed teeth on the upper and lower surfaces of the implant, secondary stabilization is ensured, when after a few days the teeth press through the adjacent bone tissue and grooves are formed in the bone tissue, which will prevent displacement of the implant. Due to the mesh obtained by laser processing, creating microporosity with dimensions of 150-300 μm and applied to the entire contact surface of the implant, early bone tissue ingrowth into the micropores of the mesh occurs. This is due to the large area of the contact surfaces (up to 100% of the contact surface of the implant). Due to the insertion of porous carbon material, bone tissue grows into the pores of the carbon insert and, during subsequent osseointegration into the insertion, a bone block is formed inside the implant. Together, the four stabilization levels provide strong and reliable fixation of the implant. This eliminates the need for additional fixation of the implant using a plate and screws and, as a result, makes the operation easier and less traumatic. In the middle part of the lateral surface of the implant, there is a threaded polyetheretherketone insert. The presence of a threaded hole in the lateral surface of the implant allows you to secure a surgical instrument for manipulation of the implant during the operation. This makes the operation easier and more convenient.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный имплантат, отличительными являются:Among the essential features characterizing the proposed implant, the following are distinctive:

имплантат для замещения межпозвонковых дисков в шейном отделе позвоночника изготовлен из объемного углеродного наноструктурированного материала;an implant for replacing intervertebral discs in the cervical spine is made of bulk carbon nanostructured material;

первичная стабилизация имплантата обеспечивается шипами из титана;Primary stabilization of the implant is provided by titanium spikes;

вторичная стабилизация имплантата обеспечивается системой обратно направленных зубцов канавок с острой гранью;secondary stabilization of the implant is provided by a system of reversely directed groove teeth with a sharp edge;

третий уровень стабилизации имплантата обеспечивается сеткой, нанесенной на всю контактную поверхность имплантата и полученной лазерной обработкой, создающей микропористость размерами 150-300 мкм;the third level of implant stabilization is provided by a mesh applied to the entire contact surface of the implant and obtained by laser processing, creating microporosity with dimensions of 150-300 microns;

четвертый уровень стабилизации имплантата обеспечивается вставкой из пористого углеродного материала;the fourth level of implant stabilization is provided by an insert made of porous carbon material;

отпадает необходимость дополнительного крепления имплантата с помощью пластины и винтов;there is no need for additional fixation of the implant using a plate and screws;

наличие резьбового отверстия в боковой поверхности имплантата позволяет закрепить хирургический инструмент для проведения манипуляций с имплантатом при проведении операции.The presence of a threaded hole in the side surface of the implant allows you to secure a surgical instrument for manipulating the implant during surgery.

Реализация предложенного технического решения иллюстрируется следующим практическим примером.The implementation of the proposed technical solution is illustrated by the following practical example.

Объемный углеродный наноструктурированный материал получается при пиролизе углеводородного сырья при высокой температуре путем отложения на внутренней поверхности цилиндрической графитовой подложки. После окончания процесса получения углеродного материала получается заготовка имплантата в виде втулки. В процессе дальнейшего изготовления путем механической обработки получается имплантат со стержнями из титана, обратнонаправленными зубцами, с сеткой, нанесенной на всю контактную поверхность имплантата и полученной лазерной обработкой, создающей микропористость размерами 150-300 мкм, и вставкой из пористого углеродного материала. Имплантат моется в специальном растворе в ультразвуковой ванне при температуре около 100°С. Затем имплантат упаковывается и стерилизуется или в потребительской таре, или непосредственно перед операцией любым методом.The volumetric carbon nanostructured material is obtained by pyrolysis of hydrocarbon raw materials at high temperature by deposition on the inner surface of a cylindrical graphite substrate. After the process of obtaining the carbon material is completed, an implant blank in the form of a bushing is obtained. In the process of further manufacturing by mechanical processing, an implant is obtained with titanium rods, reverse-directed teeth, with a grid applied to the entire contact surface of the implant and obtained by laser processing, creating microporosity with dimensions of 150-300 μm, and an insert made of porous carbon material. The implant is washed in a special solution in an ultrasonic bath at a temperature of about 100 ° C. Then the implant is packaged and sterilized either in consumer packaging or immediately before the operation by any method.

Операция установки имплантата производится следующим образом.The implant installation operation is performed as follows.

Имплантат устанавливают через передний доступ к позвоночному столбу. Крупные кровеносные сосуды и органы аккуратно смещаются в сторону, удаляется одно или два больных тела позвонка, производится расширение межпозвоночного пространства с помощью дистрактора, убираются все остеофиты и другие наросты, а на это место с помощью хирургического инструмента, вкрученного в резьбовое отверстие, устанавливается имплантат. Дистрактор убирают. При этом сразу происходит надежная первичная стабилизация за счет шипов из титана. Операция установки имплантата данной конструкции менее травматична, т.к. не требует дополнительного крепления с помощью пластин и винтов. Между сосудами и межтеловым промежутком прокладывают гемостатическую губку, устанавливают дренаж. Рану послойно зашивают.The implant is installed through the anterior approach to the spinal column. Large blood vessels and organs are carefully shifted to the side, one or two diseased vertebral bodies are removed, the intervertebral space is expanded using a distractor, all osteophytes and other growths are removed, and the implant is installed in this place using a surgical instrument screwed into a threaded hole. The distractor is removed. At the same time, reliable primary stabilization occurs immediately due to titanium spikes. The operation to install an implant of this design is less traumatic, since it does not require additional fastening with plates and screws. A hemostatic sponge is placed between the vessels and the interbody space, drainage is installed. The wound is sutured layer by layer.

После установки имплантата хирург проводит контроль с помощью передвижного рентгеновского аппарата по рентгеноконтрастным меткам в виде шипов из титана.After installing the implant, the surgeon carries out control using a mobile X-ray machine using radiopaque markers in the form of titanium spikes.

Полезная модель поясняется чертежом. На чертеже изображен имплантат углеродный для замещения тел позвонков. Имплантат из объемного углеродного наноструктурированного материала 1, имеет на каждой контактной поверхности по четыре шипа 2 из титана, обратно направленные зубцы 3, сетку, образующую систему микропор 4, вставку из пористого углеродного материала 5 и резьбовую вставку из полиэфирэфиркетона 6.The utility model is illustrated by a drawing. The drawing shows a carbon implant for replacing vertebral bodies. The implant made of a volumetric carbon nanostructured material 1 has four titanium spikes 2 on each contact surface, backward-facing teeth 3, a mesh forming a micropore system 4, an insert made of porous carbon material 5, and a threaded insert made of polyetheretherketone 6.

При изготовлении имплантатов из объемного углеродного наноструктурированного материала предложенной конструкции будет повышена надежность стабилизации имплантата на всех этапах операции и длительной перспективе использования, улучшена остеоинтеграции имплантата в костных тканях и уменьшена травматичность при проведении операции.When manufacturing implants from a volumetric carbon nanostructured material of the proposed design, the reliability of implant stabilization will be increased at all stages of the operation and in the long term of use, the osseointegration of the implant in bone tissue will be improved and the trauma during the operation will be reduced.

1. https://www.medicalexpo.ru/proizvoditel-medicinskoj-produkcii/pozvonocnyj-protez-7884.html1. https://www.medicalexpo.ru/proizvoditel-medicinskoj-produkcii/pozvonocnyj-protez-7884.html

2. Татаринов В.Ф. Имплантат межпозвонковый неподвижный из изотропного пиролитического углерода. 2007, Патент RU № 2382619.2. Tatarinov V.F. Fixed intervertebral implant made of isotropic pyrolytic carbon. 2007, Patent RU No. 2382619.

Claims (1)

Имплантат для замещения тел позвонков из объемного углеродного наноструктурированного материала, имеющий вставку из пористого углеродного материала для прорастания костной ткани в поры углеродной вставки, а на каждом торце шипы из титана для фиксации с телами соседних позвонков, отличающийся тем, что на поверхностях, контактирующих с соседними телами позвонков, выполнены зубцы с острой гранью и с сеткой, полученной лазерной обработкой, а в средней части боковой поверхности выполнена вставка из полиэфирэфиркетона с отверстием с резьбой для операционного инструмента.An implant for replacing vertebral bodies made of a volumetric carbon nanostructured material, having an insert made of a porous carbon material for bone tissue to grow into the pores of the carbon insert, and at each end titanium spikes for fixation with the bodies of adjacent vertebrae, characterized in that on the surfaces in contact with adjacent vertebral bodies, teeth with a sharp edge and with a mesh obtained by laser processing are made, and in the middle part of the side surface, an insert made of polyetheretherketone with a threaded hole for a surgical instrument is made.
RU2024128712U 2024-09-25 Implant for vertebral body replacement made of bulk carbon nanostructured material RU231438U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU231438U1 true RU231438U1 (en) 2025-01-28

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1206226B1 (en) * 1999-07-28 2004-11-10 Tutogen Medical GmbH Implant from osseous material
EP1109515B1 (en) * 1998-09-04 2004-12-22 Dimso (Distribution Medicale du Sud-Ouest) Interbody cavity implant, in particular for cervical vertebrae
RU2382619C2 (en) * 2007-12-25 2010-02-27 Валерий Федорович Татаринов Intervertebral immobile implant from isotropic pyrolytic carbon
EP1841385B1 (en) * 2005-01-28 2010-03-10 Advanced Medical Technologies AG Implant for transforaminal intracorporeal fusion
RU165598U1 (en) * 2016-02-29 2016-10-27 государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО ОмГМУ Минздрава России) NANOCARBON IMPLANT FOR REPLACEMENT OF SEGMENTAL DEFECTS OF LONG BONES WITH ANTIBIOTIC-BEARING INSERTS FROM BONE CEMENT
RU2610027C1 (en) * 2015-09-25 2017-02-07 Олег Викторович Барзинский Implant to replace vertebral bodies and intervertebral discs
EP3490506A4 (en) * 2016-07-26 2020-04-08 CTL Medical Corporation Acif cage, cage system and method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1109515B1 (en) * 1998-09-04 2004-12-22 Dimso (Distribution Medicale du Sud-Ouest) Interbody cavity implant, in particular for cervical vertebrae
EP1206226B1 (en) * 1999-07-28 2004-11-10 Tutogen Medical GmbH Implant from osseous material
EP1841385B1 (en) * 2005-01-28 2010-03-10 Advanced Medical Technologies AG Implant for transforaminal intracorporeal fusion
RU2382619C2 (en) * 2007-12-25 2010-02-27 Валерий Федорович Татаринов Intervertebral immobile implant from isotropic pyrolytic carbon
RU2610027C1 (en) * 2015-09-25 2017-02-07 Олег Викторович Барзинский Implant to replace vertebral bodies and intervertebral discs
RU165598U1 (en) * 2016-02-29 2016-10-27 государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО ОмГМУ Минздрава России) NANOCARBON IMPLANT FOR REPLACEMENT OF SEGMENTAL DEFECTS OF LONG BONES WITH ANTIBIOTIC-BEARING INSERTS FROM BONE CEMENT
EP3490506A4 (en) * 2016-07-26 2020-04-08 CTL Medical Corporation Acif cage, cage system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11969354B2 (en) Medical implant for fixation and integration with hard tissue
US10864081B2 (en) Wedge osteotomy device and method of use
PT2055267E (en) Radiolucent bone graft
RU173381U1 (en) PERSONAL BIOACTIVE STRUCTURED IMPLANT FOR REPLACING BONE DEFECT
CN109481101B (en) Anterior cervical self-fixing artificial vertebral body
US20060129243A1 (en) Interbody spinal device
RU231438U1 (en) Implant for vertebral body replacement made of bulk carbon nanostructured material
WO2020097613A3 (en) Intervertebral spinal implant and surgical methods
RU231268U1 (en) Cage for replacement of intervertebral discs in the cervical spine
CN210250170U (en) Oblique side interbody fusion cage
RU2367374C1 (en) Spinal kyphosis surgery technique
RU171825U1 (en) IMPLANT FOR SUBSTITUTION OF BONE DEFECTS AND INTERDERBINAL DISK
AU2021104414A4 (en) Anterior cervical self fixed artificial vertebrae
CN112155806A (en) Posterior spinal reconstruction device after laminectomy
CN210250171U (en) Anterior cervical interbody fusion cage
RU209243U1 (en) Intervertebral disc cage
RU2743364C1 (en) Method for stabilizing bodies of vertebrae by introducing implant
RU227669U1 (en) Implant for reconstruction of the anterior supporting column of the spine
CN218636158U (en) Precession type integrated movable artificial cervical vertebra
CN216495882U (en) Interbody fusion cage and spinal column internal fixation system
RU2778201C2 (en) Interbody implant for stabilization of cervical spine and device for its installation
RU227668U1 (en) Artificial vertebral body
US11278420B2 (en) Recessed pocket spinal implant
RU170271U1 (en) IMPLANT FOR SUBSTITUTION OF BONE DEFECTS AND INTERDERBINAL DISK
RU168519U1 (en) IMPLANT FOR SUBSTITUTION OF BONE DEFECTS AND INTERDERBINAL DISK