System elementów do osteotomii, z możliwością łączenia się między sobą i rozbudowy
ZESPÓŁ AUTORSKI
Uniwersytet Zielonogórski
- dr hab. inż. Piotr Kuryło, prof. UZ - kierownik zespołu
- dr inż. Wojciech Babirecki, adiunkt
CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?
Wynalazek dotyczy nowego innowacyjnego systemu elementów do zespalania (osteotomii) złamań kości z jednoczesną możliwością kompresji (minimalizacji) szczeliny jaka może powstać podczas złamania. System daje możliwość rozbudowywania i kształtowania, aby możliwe było jego wykorzystanie w każdym rodzaju złamania.
Istotną zaletą wynalazku jest to, że rozbudowa systemu i kształtowanie trajektorii zespolenia może odbywać prostopadle do kierunku złamania co jest istotne w przypadku złamań wieloodłamowych w tym złamań skośnych, poprzecznych lub spiralnych. Dzięki możliwości łączenia się w różnych kombinacjach, płytka według wynalazku pozwala na tworzenie konstrukcji stabilizujących indywidualnie do każdego leczonego przypadku złamania kości. Zaletą wynalazku jest możliwość samodzielnego utworzenia kształtu płytki do osteotomii z pojedynczych jednostek. Ponadto możliwość dopasowania, ułożenia modułów względem siebie pozwala na dowolne określenie kształtu płytek, bez konieczności doginania i docinania elementów tak jak w przypadku innych płytek do zespalania kości (osteotomii). Dodatkową zaletą rozwiązania jest możliwość dołączania jednostek płytek w dowolnym momencie, nawet w trakcie zabiegu operacyjnego oraz minimalna ingerencja w zagojoną ranę w przypadku potrzeby usunięcia płytki ze względu na występujące zwapnienie kości, gdy płytka zbyt długi czas będzie przenosić obciążenia mechaniczne zamiast kości.
Wynalazek ma na celu rozwiązanie problemu technicznego polegającego na zapewnieniu uniwersalnego systemu do osteotomii zawierającego płytki o różnych rozmiarach z możliwością rozbudowy i dopasowania do konkretnego złamania kości, pozwalającego na precyzyjne zespolenie kości poprzez kompresję, tj. minimalizację szczeliny pomiędzy zespalanymi kośćmi, z jednoczesną minimalizacją użytych do osteotomii płytek i wkrętów oraz minimalizacją liczby elementów, które pozostają po zespoleniu w ciele pacjenta.
Wynalazek daje możliwość samodzielnego montażu zespołu montażowego składającego się z elementów systemu oraz daje możliwość dopasowania, ułożenia poszczególnych elementów systemu względem siebie, co pozwala na jednoczesną minimalizację szczeliny, tj. kompresję pomiędzy zespalanymi kośćmi. System według wynalazku opierający się na mimośrodzie spełnia dwie funkcje. Pierwsza to funkcja napinająca pozwalająca na precyzyjne zespolenie kości poprzez kompresję, tj. minimalizację szczeliny pomiędzy zespalanymi kośćmi, a druga to możliwość rozbudowania systemu zespalającego w zależności od rodzaju złamania np. bezodłamowe lub wieloodłamowe (wielokrotne). Takie rozwiązanie eliminuje konieczność stosowania wielu płytek w celu dopasowania do konkretnego złamania kości.
ISTOTA WYNALAZKU
Istotą wynalazku jest opracowanie systemu składającego się z elementów do osteotomii. Opracowany system daję możliwość łączenia się między sobą i dowolnej rozbudowy z jednoczesną możliwością kompresję złamań. Opracowany system leczenia złamań w osteotomii stosowany może być stosowany w różnych przypadkach złamań zarówno kości krótkich, jak i długich. Dotychczas stosowane płytki do osteotomii mają szereg zalet, lecz żadna z nich nie ma możliwości kompresji, tj. minimalizacji szczeliny pomiędzy zespalanymi kośćmi. Zasadniczo dla każdego złamania stosuje się inną zindywidualizowaną płytkę, co wiąże się z koniecznością posiadania dość szerokiego asortymentu płytek przez szpital. We współczesnej medycynie dotychczas nie ma uniwersalnych płytek wykorzystywanych do osteotomii, które byłyby wykorzystywane we wszystkich rodzajach złamań kości. Ten wynalazek jest rozwiązaniem tego problemu a dodatkową nigdzie dotychczas stosowana zaletą jest to, że opracowany system umożliwia minimalizację szczeliny pomiędzy zespalanymi kośćmi. Dzięki możliwości łączenia się w różnych kombinacjach, opracowany system pozwala na tworzenie konstrukcji stabilizujących indywidualnie do każdego leczonego przypadku złamania kości. Zaletą wynalazku jest możliwość samodzielnego utworzenia kształtu płytki do osteotomii z pojedynczych jednostek. Ponadto możliwość dopasowania, ułożenia modułów względem siebie pozwala na dowolne określenie kształtu płytek, bez konieczności doginania i docinania elementów tak jak w przypadku innych płytek do osteotomii. Dodatkową zaletą rozwiązania jest możliwość dołączania jednostek płytek w dowolnym momencie, nawet w trakcie zabiegu operacyjnego oraz minimalna ingerencja w zagojoną ranę w przypadku potrzeby usunięcia płytki ze względu na występujące zwapnienie kości, gdy płytka zbyt długi czas będzie przenosić obciążenia mechaniczne zamiast kości. Zaproponowana w rozwiązaniu pojedyncza lub podwójna płytka do osteotomii pozwala na łączenie ze sobą płytek umożliwiając zaprojektowanie dowolnego połączenia w większą płytkę. Opracowany wynalazek - system pozwala na łączenie ze sobą dwóch lub większej ilości odłamów kostnych lub po przyłączeniu do niej dodatkowych jednostek na końcach, w celu usztywnienia konstrukcji. Wynalazek ma na celu rozwiązanie problemu technicznego polegającego na zapewnieniu uniwersalnego systemu do osteotomii zawierającego płytki o różnych rozmiarach z możliwością rozbudowy i dopasowania do konkretnego złamania kości, pozwalającego na precyzyjne zespolenie kości poprzez kompresję, tj. minimalizację szczeliny pomiędzy zespalanymi kośćmi, z jednoczesną minimalizacją użytych do osteotomii płytek i wkrętów oraz minimalizacją liczby elementów, które pozostają po zespoleniu w ciele pacjenta. Zaletą wynalazku jest możliwość samodzielnego montażu zespołu montażowego składającego się z elementów systemu.
Opracowany system według wynalazku opierający się na mimośrodzie spełnia dwie funkcje. Pierwsza to funkcja napinająca pozwalająca na precyzyjne zespolenie kości poprzez kompresję, tj. minimalizację szczeliny pomiędzy zespalanymi kośćmi, a druga to możliwość rozbudowania systemu zespalającego w zależności od rodzaju złamania np. bezodłamowe lub wieloodłamowe (wielokrotne). Takie rozwiązanie eliminuje konieczność stosowania wielu płytek w celu dopasowania do konkretnego złamania kości. Opracowany system składa się z bazowej płytki, która stanowi miejsce - punkt oporowy, w oparciu o który możliwa jest kompresja, tj. minimalizacja szczeliny pomiędzy scalanymi kośćmi i jest elementem, w oparciu o który mocowane są pozostałe elementy systemu. W skład systemu wchodzi także krótka lub długa płytka, która stanowi główny element stabilizujący złamanie o różnej długości, np. 10, 15, 20, 25, 30 mm. W skład systemu wchodzi także mimośród umożliwiający minimalizację wielkości szczeliny pomiędzy zespalanymi kośćmi będącym elementem bazującym i ustalającym skrajne miejsca mocowania całego systemu. Krótka lub długa płytka pełni funkcję głównego rusztowania, na którym opiera się cały system. Rodzaj mimośrodu definiowany jest maksymalną wielkością szczeliny (skoku) równej kolejno 1; 2; 3 mm. Taka konstrukcja mimośrodu daje możliwość bardzo precyzyjnej kompresji złamanych kości, co w innych rozwiązaniach jest niemożliwe. Możliwe jest zastosowanie mimośrodów o różnych rozmiarach w zależności od wymiarów geometrycznych szczelin pomiędzy złamanymi kośćmi.
Bardzo istotną cechą wynalazku jest możliwość jego personalizacji poprzez zastosowanie technologii druku 3D. Wytwarzanie systemu - elementów zespalających złamania kości może być personalizowane, tj. projektowane i wytwarzane dla konkretnego przypadku medycznego (a także dla osób dorosłych i dzieci). Tradycyjny sposób wytwarzania niestety nie daje takiej możliwości, szczególnie, gdy zachodzi konieczność np. definiowania skoku mimośrodu, który jest determinowany wielkością szczeliny powstałej w skutek złamania kości. Także kształt i geometria powierzchni kości, na których lokalizowane są zespolenia, są nierówne i trudne do określenia w tradycyjnych technikach obrazowania i wytwarzania. Zasadniczo tylko technologia druku 3D na drukarce, daje możliwość wytwarzania elementów zespalających o różnych wymiarach, tj. różnych długościach płytek, i różnych średnicach, oraz różnych skokach łącznika, tj. mimośrodu. Wynalazek jest rozwiązaniem dającym możliwość wytwarzania elementów zespalających złamania kości – drukowania elementów z różnych stopów metali, biomateriałów oraz materiałów biodegradowalnych, co zostało ujęte w zastrzeżeniu patentowym. Należy także podkreślić, iż wytwarzanie – drukowanie 3D elementów zestawu daje możliwość uzyskania jednorodnej struktury materiału oraz jednorodnego rozkładu naprężeń, co skutkuje możliwością znacznego ograniczenia np. korozji fizjologicznej.
POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU
Bardzo duży potencjał aplikacyjny wynalazku. Możliwość stosowania rozwiązania w każdym rodzaju złamania zarówno u dorosłych jak i u dzieci a także u zwierząt. Przez zastosowania technologii druku 3D z zastosowaniem materiału bio-kompatybilnego (tytanu) istnieje 100%-tową możliwość personalizacji tj. wytworzenia systemu do indywidualnych potrzeb pacjenta. Bardzo duży potencjał komercjalizacji wynika także z możliwości znacznego przyspieszenia procesu osteointegracji (zrostu) zespolonych kości co w konsekwencji da możliwość szybszego powrotu do pełnej sprawności.
Dodatkową argumentem świadczącym o dużym potencjale komercjalizacyjnym jest fakt, iż system daje możliwość dołączania jednostek płytek w dowolnym momencie, nawet w trakcie zabiegu operacyjnego oraz minimalną ingerencja w zagojoną już ranę w przypadku potrzeby usunięcia płytki ze względu na występujące zwapnienie kości, gdy płytka zbyt długi czas będzie przenosić obciążenia mechaniczne zamiast kości.