Аппарат Илизарова

История создания аппарата врачом Г. А. Илизаровым

C давних времён в жизни людей происходят травмы, например, ломаются ноги, руки и так далее. Относительно лёгкие переломы врачи могли лечить, но когда человек ломал кости неудачно, они не знали, что делать. И привязывали по периметру кровати, и вгоняли проволоку в кость, и обматывали ногу волшебными листами, но ничего не помогало. В итоге перелом заживал плохо, не говоря уж о его внешнем виде.

Так было почти до наших дней. Решение в середине XX века нашёл Гавриил Абрамович Илизаров. Он впервые предложил свой аппарат в качестве средства для лечения тяжёлых переломов. Впоследствии его изобретение позволило не только эффективно лечить переломы, но и удлинять кости, исправлять кривизну ног, лечить многие другие сложные болезни.

В Курганском специализированном НИИ, занимающемся ортопедией и травматологией, рассказывают об истории изобретения этого аппарата так. Сначала Илизаров проводил эксперименты на сломанных черенках лопаты, пронизывая их обычными спицами для вязания. В результате постепенно был изобретён настоящий медицинский аппарат для лечения переломов. Суть его в следующем. Железные спицы протыкают кость. Далее эти спицы закрепляются на железных кольцах, а сами кольца соединяются между собой несколькими болтами. Таким образом нога фиксировалась и имела возможность лучше срастаться.

Что представляет собой современный аппарат Илизарова?

Уже несколько десятков лет ведутся постоянные работы по совершенствованию аппарата. В настоящее время разновидности этой конструкции имеют с первоначальным образцом как сходства, так и различия. Сейчас вместо спиц часто применяются стержни из инертных материалов – титана или углепластика. Жёсткие кольца заменили полукружьями, пластинами и треугольниками. Аппарат стал гораздо легче и миниатюрнее. Его всё чаще используют не только для лечения переломов, но и с целью удлинения конечностей. Для этого инициируют очень медленное растяжение кости, которое создаёт в ней и окружающих тканях напряжение. В результате постепенно идёт формирование костной мозоли – новой ткани, за счёт которой конечность становится длиннее.

Обычно перед операцией измеряются пропорции тела пациента. Это делается для того, чтобы выяснить, на сколько можно увеличить кости без значительного нарушения соотношения отдельных частей тела. Удлиняют или голени, или бедра. Одновременно нельзя. Врач решает вместе с пациентом, что именно удлинять.

В комплекте аппарата Илизарова насчитывается 30 деталей. Детали выпускаются на опытном предприятии нашего центра и могут быть поставлены по себестоимости в необходимом количестве.

Основные опоры аппарата:

• Кольца неразьёмные (рис. 2a).
• Полукольца (рис. 2b).
• Дуги с отверстиями (рис. 2c).

Рис. 2a

Рис. 2b

Рис. 2c.

Кольца и полукольца изготовляются 11 размеров в зависимости от их внутреннего диаметра от 100 до 160 мм через каждые 10 мм, а затем 180-200-220 и 240 мм. Ширина плоскости кольцевой опоры - 15 мм. Кольцо является основной опорой аппарата Илизарова и используется при лечении патологии костей верхних и нижних конечностей.

Полукольца могут соединяться между собой с помощью планок, кронштейнов и винтовых тяг. Кроме того, для усиления жесткости фиксации опоры они могут соединяться между собой с накладкой друг на друга.

Дуги в качестве основных опор используются преимущественно в проксимальных отделах конечностей, имеют 7 типо-размеров в зависимости от радиуса внутренней поверхности дуг. При этом по размерам радиуса они бывают 80-90-100-110-120-140 и 160 мм. Ширина плоскости дуг составляет 30 мм. Материалом для изготовления внешних опор служит сталь 20х13 ГОСТ 563272.

Сотрудниками лаборатории биомеханических исследований проведено изучение о выявлении зависимости деформации колец и дуг аппарата от их жесткости и силы натяжения спиц. Исследованию подвергнуты кольца и дуги всех диаметров при силе натяжения спиц от 10 до 170 кг через каждые 20 кг. Выявлено, что жесткость дуг в 5 раз ниже жесткости колец. Усилия, возникающие в кольцах аппарата Илизарова, от действия силы натяжения спиц и сил компрессии и дистракции существенно зависят от способа компоновки аппарата, от угла перекрещивания спиц, от радиуса колец, от числа стержней и их расположения. Наибольший запас прочности колец имеет место при угле перекрещивания спиц 90° и симметричном расположении 4 стержней.

Дополнительные внешние опоры аппарата Илизарова (рис. 3а - с).

Рис. 2a

Рис. 2b

Рис. 2c.

Кронштейны с резьбовым хвостовиком и резьбовым отверстием (рис. 3а) бывают 2, 3 и 4 дырочными. Предназначены для крепления и натяжения спиц, создания шарнирных соединений, деротационных узлов и систем для управления положением отломков, сегментов, осколков. Планки плоские, винтообразные и радиусные с количеством отверстий от 2 до 10 (рис. 3b. Чаще всего они используются для соединения опор различного диаметра, присоединения тяг, соединения опор установленных в различных плоскостях, создания соответствующих опор с учётом анатомии сегмента и для увеличения окружности полукольца, при установлении их в проксимальных отделах конечности. Балки без и с резьбовыми хвостовиками чаще всего применяются для соединения основных внешних опор (кольца, дуги), крепления спиц с помощью спицефиксаторов и дистракционных стержней, усиления жесткости фиксации опор и узлов при компоновке аппаратов с патологией, требующей больших усилий.

Шайбы: прокладочные, с пазом, рифлёные. Они применяются для коррекции положения спиц, проведённых в разных плоскостях, крепления спиц и других вариантах монтажа аппарата (рис. 4).

Рис. 4.

Муфты резьбовые и втулки (рис. 5) предназначены для облегчения монтажа аппарата при ортопедической патологии, а именно: для удлинения стержней, крепления дополнительных опор (кронштейнов, планок) с последующей установкой и креплением спиц или устройств для выполнения соответствующей лечебной задачи.

Рис. 5.

Стержни с непрерывной резьбой предназначены для соединения основных опор аппарата Илизарова и монтажа различных функциональных репозиционных узлов с целью устранения смещения отломков по ширине, периферии, а также монтажа шарнирных и других соединений. По длине они выпускаются 6 размеров: 60, 80, 100, 120, 150 и 200 мм.

Стержни телескопические изготовляются 4 размеров в зависимости от длины: 190, 220, 290, 380 мм. Предназначены они для соединения основных опор, находящихся на большом расстоянии друг от друга. Соединяя ими основные внешние опоры, значительно усиливается жесткость фиксации и чаще всего используются при удлинении конечностей, устранении деформаций и перемонтаже аппарата на этапе изменения жесткости фиксации отломков (рис. 6).

Рис. 6.

Стержни резьбовые с отверстием и дистракционным пазом применяются в случаях необходимости перемещения остеотомированных фрагментов для замещения дефектов, репозиции костных отломков при неправильно срастающихся и застарелых переломах. Длина этих стержней колеблется от 40 до 120 мм через каждые 10 мм.

На этапах разработки деталей применялись различные спицефиксаторы, которые представлены на рисунке 7.

Рис. 7.

В настоящее время применяются болты спицефиксаторы с пазом или отверстием, они предназначены для крепления и натяжения спиц к основным или вспомогательным опорам. С помощью болтов спицефиксаторов можно не только крепить, но и натягивать спицы, как это показано на следующих рисунках.

Помимо вышеописанных деталей необходимы для наложения аппарата ключи (торцовые и рожковые), круглогубцы, кусачки и спиценатягиватели (рис. 8) для натяжения базисных и репозиционно-фиксационных спиц.

Рис. 8.

Кроме того необходимы болты, гайки и набор долот для выполнения компактотомий и кортикотомий.

Спицы (рис. 9) являются связующим звеном между костью и внешними опорами аппарата. Для выполнения чрескостного остеосинтеза чаще всего используются спицы 1,5 и 1,8 мм в диаметре. Для усиления жёсткости фиксации могут использоваться спицы 2,0 мм. При применении метода чрескостного остеосинтеза при переломах и патологии мелких трубчатых костей используются спицы 1.0 мм диаметром. Длина спиц может быть от 250 до 400 мм. Проведение спиц через метафизарный отдел не представляет трудностей и для этой цели чаще всего используются спицы с трёхгранной заточкой. С целью снижения травматичности при проведении спиц через диафизарные отделы кости используют спицы со специальной заточкой, чаще всего в виде копьевидной. Проводились исследования с покрытием спиц платиной, серебром, графитом, но они имеют только историческое, а не практическое значение. В настоящее время для стимуляции костеобразования используют спицы с различными покрытиями.

Рис. 9.

Для усиления жёсткости фиксации костных отломков, достижения их точной репозиции, а также для перемещения остеотомированных фрагментов с целью замещения дефектов костей используются спицы с упорными площадками в виде штыкообразного, штопорообразного изгиба, напайки из серебряного припоя или упора за счет сплющивания спицы. Расположение упорных площадок может быть на различных расстояниях от острия спиц. При переломах костей таза, ключицы, грудины упорные площадки располагаются на расстоянии 1,5 - 2,0 см от острия спицы. При переломах шейки и вертельной области бедренной кости упорные площадки располагаются на таком расстоянии, которое предупреждает проникновение конца спицы в тазобедренный сустав. Чаще всего упорные площадки располагаются на середине спицы, которые называются репозиционно-фиксационными.

Спицы в отношении костномозгового канала и кортикального слоя кости могут проводиться трансмедуллярно, транскортикально, параоссально, при этом они могут проходить через обе или одну полуокружность конечности. В настоящее время разработаны методики интрамедуллярного введения спиц.

Установка

Аппарат Илизарова относится к механизмам компрессионно-дистракционного характера. А потому, его прямое назначение, это дистракция или растягивание и компрессия или сжимание, и, конечно, длительная фиксация отдельных костных фрагментов.

Любой перелом предполагает смещение краев кости, поскольку мышцы тянут их в разные стороны. Применение при переломе конечностей аппарата Илизарова риск смещения костных краем снижается до минимума. Аппарат надежно фиксирует еще не сросшиеся переломы и ложные суставы, не требуя при этом дополнительной иммобилизации с помощью гипса.

Вместе с терапией ложных суставов и еще не сросшихся переломов, данный аппарат применим с положительным эффектом при необходимости коррекции длины конечности.

При переломе конечности процесс установки аппарата Илизарова происходит следующим образом: С помощью дрели спицы аппарата проводят по две штуки через каждый костный фрагмент в области перелома, при этом спицы перекрещены под углом девяносто градусов. Каждую пару спиц в каждом костном фрагменте закрепляют с помощью кольца или полукольца специальным ключом.

Снижение силы сжатия происходит за счет деформации спиц.

Натяжение спиц находится под постоянным контролем и ежедневным регулированием. При умелом манипулировании подвижными штангами устраняются любые смещения костных обломков по оси, угловые деформации и производится закрытая репозиция костных обломков.

Процесс удлинения ног с помощью аппарата Илизарова – это поэтапный процесс. Первый этап – накладывание пациенту аппарата, второй этап – остеометрия (рассечение кости), третий этап – фиксация костных отломков при помощи аппарата Илизарова. Примерно через семь дней после данной операции начинают постепенный процесс дистракции, то есть удлинения ног.

Удлинение конечностей происходит со скоростью один миллиметр в сутки. Скорость растяжки напрямую зависит от индивидуальной чувствительности по переносимости процедуры. Удлинение на пять сантиметров происходит примерно в течение пятидесяти – семидесяти пяти дней. После периода удлинения наступает период фиксации. И длительность его, как правило, превышает период растяжения в два раза.

Не менее чем, через тридцать дней начинается операция по удлинению второй конечности. Все операции данного характера проводятся под общим наркозом. Уже на вторые сутки пациент может ходить с помощью костылей. Период реабилитации должен сопровождаться занятиями ходьбы и плавания.

Кривизна конечностей так же исправляется с помощью аппарата Илизарова. Проводится операция по рассечению кости в месте ее деформации. Затем проводится фиксация в правильном положении кости с помощью аппарата Илизарова.

Установка аппарата заключена в введении стержней и проведении спиц через кости. Исправление кривизны нижних конечностей может проходить постепенно, при ежедневной коррекции, или же одномоментно, то есть коррекция проводится во время хирургической операции. Ежедневную коррекцию проводят пациенты самостоятельно.

Снимается аппарат Илизарова после сращения костей в правильном положении.

Поскольку современный аппарат Илизарова обладает малыми габаритными размерами, пациенту доступны полноценные движения практически сразу же после проведенной операции.

Преимущества и недостатки

К преимуществам применения аппарата Илизарова относится то обстоятельство, что это позволяет значительно сократить сроки срастания костей при переломах и снизить до минимума уровень риска развития ложного сустава в месте перелома. Более того, на поврежденную конечность разрешается частичная нагрузка уже на второй день после операции и процедуры установки аппарата.

К недостаткам применения аппарата Илизарова относятся такие факты, как:

• с кольцами неудобно лежать и сидеть;
• в местах проколов остаются шрамы точечного характера, после снятия аппарата;
• во время использования аппарата появляются отеки и мешающая спокойно спать ноющего характера боль.

Снятие

Снятие аппарата Илизарова проводится исключительно специалистом. Аппарат снимают, как правило, без обезболивания и анестезии.

Ранки, которые остаются после снятия аппарата Илизарова заживают достаточно быстро. Для того, чтобы ускорить процесс их заживления можно применять обеззараживающие препараты. Рубца на местах снятия остаются, но они, обычно, небольшого размера, и практически не заметны.

Схематическое изображение

Берем кость.

Спицы из нержавейки проводят через кости. Один конец спицы заточен трехгранно, второй конец спицы вставляют в патрон направляющего аппарата. Все это выглядит будто дрелью сверлят отверстие в кости, а спица как бы является сверлом.

Затем спицы крепятся к кольцам. Окончательную жесткость этой конструкции придают стержни с резьбой. Вообщем как видите, все просто, по-заводски. Напоминает советский детский конструктор.

Далее хирургическим путем делают перелом (а в некоторых случаях и два, в зависимости от того на сколько нужно удлинить конечность). Несмотря на анестезию, во время ударов стамеской по кости, тебе хорошо так отдает в позвоночник (напоминаю что спинальная анестезию обезболивает только нижнюю половину тела), поэтому это адски неприятно.

Дистракция. Цель этого этапа - удлинить аппарат Илизарова и соответственно удлинить кость. Процесс элементарный - несколько раз в день медсестра крутит гайки на твоем аппарате, гайки крутясь идут вперед по резьбе стержня, толкают кольца, те в свою очередь толкают спицы,а спицы толкают кости. Ощущения после "подкрутки" не самые приятные, чувствуешь свою ногу натянутой до предела струнной. Отмечу что существует специальные электронные коробочки которые автоматически и очень плавно делают подкрутку(и как обычно это побывает, ходят много баек как электроника давала сбой, коробочки сходили с ума и буквально разрывали конечности). В переломе между обломками кости образуется желеобразная субстанция, которая с каждым днем твердеет, поэтому время терять нельзя. Дистракция этап не особо приятный - но терпимый.

Регенерация. Сладкий этап, если сравнить со службой, ты становишься черпаком, и отчитываешь дни до дембеля. Удлинение завершено, и главное помочь кости как можно быстрее срастить. Для этого ты усиленно питаешься кальциесодержащими продуктами, ходишь на лечебную физкультуру,посещаешь массаж, восстанавливаешься в барокамере. Уже ничего не болит, аппарат становится родной неотъемлемой частью тебя.

Снятие аппарата. Торжественный момент к которому готовишься и ждешь как кульминацию, перед которым волнуешься как перед важным экзаменом. Кому-то снимают под наркозом, кому-то так, всегда выходит по-разному. Контрольный рентген-снимок, доктор дает добро на снятие аппарата. Открутив вся гайки,сняв все кольца, в ноге остаются только спицы. Это ощущение легкости не передать - настолько непривычно что лишившись 3-5 килограммового груза нога сама взлетает вверх. Спицы перекусывают обычными кусачками и выдергивают плоскогубцами. Затем конечность гипсуют, и на следующий день отпускают на все четыре стороны.

Восстановление. Казалось бы все закончено. Но начинается новая жизнь - ты учишься ходить, борешься с храмотой, терпишь боли, учишься быть новым человеком.