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Technischer
Bereich
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zusammenfügungsvorrichtung
für die
Orthopädie
und Traumatologie.
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Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung für die Zusammenfügung einer
Knochenfraktur nach ihrer Einrichtung mit Hilfe eines Körpers, der
die Fixierung des gebrochenen Bereichs ermöglicht, wobei er in der korrekten Position über die
Zeit gehalten wird, die der Knochen für eine Verfestigung benötigt.
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Stand der
Technik
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Es
sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die zur Ausführung dieser
Operation verwendet werden.
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Von
diesen sind die am häufigsten
verwendeten Vorrichtungen Schneidschrauben oder Durchgangsschrauben,
die eventuell mit Platten zusammenwirken, die seitlich an dem Knochen
in dem Bereich angeordnet sind, wo sich die Fraktur befindet.
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Alle
diese Vorrichtungen sind sehr mühsam zu
positionieren und haben unter anderem Probleme, die mit der Kompaktheit
des Knochens in dem Frakturbereich verbunden sind.
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Insbesondere
brauchen Schneidschrauben einen guten Griff des Gewindes, was jedoch
nicht immer vorliegt.
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Mit
externen Platten verbundene Durchgangsschrauben sind sehr sperrig
und müssen
gewöhnlich
entfernt werden, wenn sich der Knochen in dem Frakturbereich verfestigt
hat.
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Bekannt
sind auch im Wesentlichen U-förmige
Klammern, die aus Materialien hergestellt sind, die ein Formgedächtnis haben.
Ihre Schenkel sind in zwei Löcher
eingeführt,
die in dem Knochen auf gegenüberliegenden
Seiten bezüglich
der Bruchlinie ausgebildet sind.
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Diese
Klammern verkürzen
sich bei einer Erhitzung in dem Zwischenbereich zwischen den beiden
in den Knochen eingeführten
Enden oder die beiden Enden biegen sich zueinander und verbinden
die Fraktur.
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Diese
Klammern haben jedoch den Nachteil, dass sie nur durch Traktion
in dem äußeren Kortikalbereich
des Knochens wirken und in vielen Fällen die Überwachung des Bruchsbereichs
und ein Halten in der richtigen Position nicht ermöglichen.
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Die
US-A-5584695 offenbart eine Vorrichtung zum Verankern einer Zahnprothese 21 im
Kiefernknochen 22 eines Patienten, die eine Wurzelschraube 26 mit
einer Längsbohrung 29 zum
Implantieren in dem Kiefernknochen 22 sowie einen temperaturempfindlichen
zylindrischen Verbindungsstift 34 mit Formgedächtnis zum
Befestigen eines Stumpfs mit seiner eigenen Längsbohrung 39 und
zum Halten der Zahnprothese 21 an der Wurzelschraube 26 hat. Der
Verbindungsstift 34 erstreckt sich in die ausgerichteten
Bohrungen 29 und 39 und bei Temperaturen unter
seinem Umwandlungstemperaturbereich (TTR) ist der Verbindungsstift 34 dünner als
der Durchmesser der Bohrungen 29 und 39 für ein leichtes
Einführen
und Herausziehen daraus, während
bei Temperaturen über
seinem TTR sich der Verbindungsstift 34 in den Bohrungen 29 und 39 ausdehnt
und den anzubringenden Stumpf 35 an der Wurzelschraube 26 arretiert.
Bei einer speziellen Ausgestaltung (2C) hat
der zylindrische Verbindungsstift 24 einen gegabelten Endabschnitt 47 mit
zwei oder mehr Zinken 48, die bei Temperaturen über dem
TTR für
ein Arretieren des Verbindungsstiftes 34 in einer oder
beiden Bohrungen 29 und 39 öffnen.
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Die
FR-A-2727304 offenbart ein selbst arretierendes Röhrenknochenimplantat
mit wenigstens einem aus einer Metalllegierung mit einem Formgedächtniseffekt
hergestellten Abschnitt, der sich an einem oder beiden Enden oder
auf seiner gesamten Länge
befindet. Das Implantat wird für
eine geeignete Positionierung geformt und seine Form ändert sich beim
Erhitzen oder Abkühlen
so, dass es an der Innenseite des Knochens angreift und fest an
Ort und Stelle gehalten wird.
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Offenbarung
der Erfindung
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zusammenfügungsvorrichtung
für die
Orthopädie
und Traumatologie bereitzustellen, mit der die beschriebenen Probleme
in vorteilhafter Weise überwunden
werden können.
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Ein
daraus folgendes Hauptziel besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen,
die leicht in den Frakturbereich eingeführt werden kann und in der Lage
ist, den Frakturbereich korrekt ausgerichtet zu halten.
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Ein
weiteres Ziel besteht darin, eine Zusammenfügungsvorrichtung bereitzustellen,
die, wenn sie eingeführt
ist, den Frakturbereich verankern kann.
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Ein
weiteres Ziel besteht darin, eine Zusammenfügungsvorrichtung bereitzustellen,
die kleine Abmessungen hat, so dass sie in dem Knochen auch dann
verbleiben kann, wenn sich der Knochen in dem Frakturbereich verfestigt
hat.
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Gemäß der Erfindung
wird eine Zusammenfügungsvorrichtung
für die
Orthopädie
und die Traumatologie bereitgestellt, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert
ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung
einiger Ausführungsformen
ersichtlich, die in den beiliegenden Zeichnungen lediglich als nicht
begrenzendes Beispiel dargestellt sind, wobei
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1 eine
Teilschnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist,
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2a, 2b und 2c Ansichten
von drei Typen der gleichen Vorrichtung mit einer unterschiedlichen
Anzahl von Sektoren der Endteile sind,
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3 eine
Ansicht der individuellen Zusammenfügungsvorrichtung ist, die installiert
wird, um einen Bereich nach dem Einrichten des Bruchs zu arretieren,
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4 eine
Ansicht zur Einführung
der Vorrichtung von 3 mit Hilfe eines zusätzlichen
Führungswerkzeugs
ist,
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5 eine
Ansicht der korrekten Positionierung der Vorrichtung und des Herausziehens
des zusätzlichen
Führungswerkzeugs
ist,
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6 eine
Ansicht der Aktivierung der Vorrichtung mit Hilfe eines elektrischen
Skalpells ist,
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7 eine
Ansicht der Anordnung von zwei Vorrichtungen in einem ausgedehnten
Bruch ist,
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8 eine
Ansicht des Schritts des Einführens
der Vorrichtung mit Anordnungen im Knochenkanal ist,
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9 eine
Ansicht der Aktivierung der Vorrichtung von 8 ist,
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10 eine
Ansicht der Vorrichtung ist, die bei der Austin-Osteotomie des ersten
Mittelfußglieds ist,
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11 eine
Ansicht von zwei Zylindern ist, die mit einem flachen Rahmen verbunden
sind,
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12 eine
Ansicht der Verbindung der Vorrichtung von 11 für das Einrichten
eines Bruchs ist,
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13 eine
Stirnansicht der Verformung des flachen Rahmens unter Verkürzung des
Mittelabstands zwischen den beiden Zylindern ist und
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14 eine
Ansicht der gekrümmten
Form ist, die der flache Rahmen nach Erwärmung annimmt.
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Ausführungsarten
der Erfindung
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Gemäß den obigen
Figuren setzt sich die Zusammenfügungsvorrichtung
nach der Erfindung aus einem zylindrischen Körper zusammen, der insgesamt
mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist und einen Mittelbereich 11 und
zwei Endbereiche 12 und 13 hat.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist jeder der Endbereiche 12 und 13 in Sektoren 12a bzw. 13a unterteilt,
die längs
diametraler Ebenen geteilt sind.
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Der
gesamte Zylinder wird von einem axialen Loch durchzogen, das mit
dem Bezugszeichen 14 versehen ist.
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2a, 2b und 2c zeigen
unterschiedliche Formen der Endbereiche, die jeweils in vier, drei
und zwei Sektoren unterteilt sind. Das axiale Loch 14 ist
in jedem Fall vorgesehen.
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Die
Zusammenfügungsvorrichtung
ist aus einer Ni-Ti-Legierung mit thermoelastischer Umwandlung und
Formgedächtnis
hergestellt.
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Die
Vorrichtung wird im Wesentlichen mit einer Form hergestellt, die
sich von der in 1 gezeigten unterscheidet und
die dem Zylinder in einer bekannten Technologie gegeben wird.
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Der
Zylinder hat ein Gedächtnis
der früheren Form,
die bekannt ist als:
- – Heißgedächtnis, wenn das geteilte Ende
sich bei 35°C
zu öffnen
beginnt, mit dem Öffnen
bei 55°C
aufhört
und die Verformbarkeit bei 20°C
eintritt,
- – Kaltgedächtnis,
wenn das geteilte Ende sich bei 20°C zu öffnen beginnt, mit dem Öffnen bei
35°C anhält und die
Verformbarkeit bei 10°C
beginnt.
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Aufgrund
der vorstehend definierten Temperaturen kehren die Sektoren des
geteilten Endes in die Gedächtnisform
zurück,
die dann beibehalten wird.
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3 zeigt
die Vorrichtung in einer Position für die Verhakung eines Frakturbereichs
des Knochens 15, wobei die Linie des bereits eingerichteten Bruchs
mit dem Bezugszeichen 16 versehen ist.
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Die
Vorgänge
für die
Anordnung der Zusammenfügungsvorrichtung
sind in der 4, 5 und 6 gezeigt.
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Nach
dem Einrichten des Bruchs, dessen Linie wieder mit dem Bezugszeichen 16 versehen
ist, wobei der Knochen wieder mit dem Bezugszeichen 15 versehen
ist, wird ein durchgehendes Loch 17 ausgebildet und die
Vorrichtung 10 mit Hilfe eines zusätzlichen Führungswerkzeugs 18 eingeführt, das von
einem Handgriff 19 gebildet wird, der an seinem Ende eine
Nadel 20 hat, die einen etwas kleineren Durchmesser als
das Loch 17 hat, das durch die Vorrichtung 10 hindurchgeht.
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Mit
diesem zusätzlichen
Führungswerkzeug ist
es möglich,
die Vorrichtung in das Loch 17 einzuführen, wie dies in 5 gezeigt
ist.
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Die
Länge der
Vorrichtung wird so gewählt, dass
sie etwas größer ist
als die Länge
des Knochens im Bruchbereich, so dass ihre Enden, die mit den Bezugszeichen 21 und 22 bezeichnet
sind, etwa 2 mm aus dem äußeren Kortikalbereich
des Knochens vorstehen, der mit dem Bezugszeichen 23 bezeichnet
ist.
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Dann
wird, wie in 6 gezeigt ist, das Ende eines
elektrischen Skalpells 24 in das Loch 14 eingeführt.
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Die
von dem elektrischen Skalpell erzeugte Erwärmung veranlasst die Vorrichtung,
in die Gedächtnisform
zurückzukehren,
wobei sich die Sektoren 12a und 13a in einem besonders
großen
Abstand in den Endbereich öffnen.
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Auf
diese Weise wird zusätzlich
zur Aufrechterhaltung der Einrichtung der Fraktur zum Einführen der
Vorrichtung noch eine Kompression der beiden Knochensegmente an
der Bruchlinie erreicht.
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Die
Vorrichtung hat zweckmäßigerweise
einen Durchmesser von etwa 3 mm mit einem axialen Loch von 1 mm,
wobei diese Abmessungen ebenso wie die Länge sich entsprechend den Anforderungen aber ändern können.
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7 zeigt
eine Einrichtung eines ausgedehnten Bruchs mit Hilfe von zwei Zusammenfügungsvorrichtungen,
die nun insgesamt mit den Bezugszeichen 25 und 26 bezeichnet
sind, wobei der Knochen wieder das Bezugszeichen 15 und
die Bruchlinie wieder das Bezugszeichen 16 hat.
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8 und 9 zeigen
die Zusammenfügungsvorrichtung
eingepasst in einen Knochenkanal.
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In
diesem Fall wird die Vorrichtung, die jetzt mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnet
ist, zunächst an
einem Knochensegment des Bruchs, das mit 28 bezeichnet
ist, angeordnet, während
das zweite Segment, das mit dem Bezugszeichen 29 versehen
ist, verschoben wird, um den Vorgang zu ermöglichen.
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Dann
wird das zweite Segment 29 in seine korrekte Position bewegt,
so dass sich die Zusammenfügungsvorrichtung 27 in
einer Position im Markkanal befindet.
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Vorher
werden in den beiden Segmenten zwei Löcher, die mit dem Bezugszeichen 30 bzw. 31 versehen
sind, ausgebildet, die sich an den beiden Enden der Vorrichtung 27 befinden.
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Nach
dem Einrichten des Bruchs, wie es in 9 gezeigt
ist, wird nun das mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnete
elektrische Skalpell eingeführt. Das
Skalpell führt
Wärme zu
und veranlasst, dass die Endsektoren der Zusammenfügungsvorrichtung 27 auf
Abstand gehen.
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Auch
in diesem Fall wird mit Hilfe dieser Abstandsbildung die nun mit
dem Bezugszeichen 33 versehene Bruchlinie zusammengedrückt.
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10 zeigt
die Verwendung der Zusammenfügungsvorrichtung,
die nun mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet ist, für eine Austin-Osteotomie des
ersten Mittelfußglieds.
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Nach
der Ausführung
eines Schnitts mit bekannter Technik längs der Bruchlinie 35 und
nach einer genauen Positionierung der beiden Knochenteile 36 und 37 wird
in diesem Fall ein Sackloch gebildet und die Zusammenführungsvorrichtung 34 in
dieses eingeführt.
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Das
Erwärmen
mit Hilfe eines elektrischen Skalpells ermöglicht es den Sektoren, die
nun mit dem Bezugszeichen 38 bezeichnet sind, sich an dem äußeren Kortex
nach außen
zu öffnen,
während
sich die Sektoren am anderen Ende, die nun mit dem Bezugszeichen 39 bezeichnet
sind, sich in dem porösen Bereichs
des Kopfs nach außen öffnen können.
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11, 12, 13 und 14 zeigen eine
Zusammenfügungsvorrichtung,
die eine andere Ausgestaltung des Konzepts der Erfindung bildet.
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In
diesem Fall sind zwei Zylinder, die nun mit den Bezugszeichen 40 und 41 versehen
sind, rechtwinklig mit einem flachen Rahmen 42 verbunden,
der durchbrochene Bereiche 43 hat.
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Die
beiden Zylinder 40 und 41 haben freie Enden, die
wieder in Sektoren unterteilt sind, die nun mit dem Bezugszeichen 40a und 41a bezeichnet sind,
während
wieder ein axiales Loch vorhanden ist, das mit dem Bezugszeichen 44 versehen
ist.
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Die
gesamte Einheit bildet ein Stück
und kann aus der gleichen Legierung mit Formgedächtnis hergestellt werden.
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In
diesem Fall ist die Gedächtnisform
so beschaffen, dass beim Erwärmen,
das wieder mit Hilfe eines elektrischen Skalpells ausgeführt wird,
zusätzlich
zu dem nach außen Öffnen der
Endsektoren 40a und 41a der Zylinder 40 und 41 sich
der flache Rahmen auch biegt, wie es in 14 gezeigt
ist, so dass er sich an die abgerundete Form des Knochens anpasst,
der nun mit dem Bezugszeichen 45 versehen ist.
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Der
flache Rahmen ändert
seine Form wieder, krümmt
die beiden Verbindungen 46 und 47 und möchte dadurch
die Zylinder 40 und 41 näher zueinander bewegen.
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Dies
erzeugt die Kompression der Bruchlinie, die mit dem Bezugszeichen 48 bezeichnet
ist.
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Aus
der Beschreibung und den Darstellungen wird ersichtlich, dass die
beabsichtigte Aufgabe und alle Ziele erreicht worden sind.
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Die
neue Zusammenfügungsvorrichtung
für die
Orthopädie
und Traumatologie ist sehr einfach und leicht zu installieren.
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Wenn
die Fraktur oder die Osteotomie einmal eingerichtet sind, ist der
Knochen so vorbereitet, als wenn eine Schraube angeordnet würde und
dann würde
der Metallzylinder mit dem geeigneten Führungswerkzeug wie gezeigt
in das vorher hergestellte Loch eingeführt.
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Es
genügt
dann, ein elektrisches Skalpell in das axiale Loch des Zylinders
einzuführen,
um die Sektoren nach außen
zu öffnen
und/oder die Platte zu verformen.
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Nach
der Installation und dem nach außen Öffnen der Vorrichtung ergibt
sich eine optimale und lang dauernde Kompression zwischen den Fragmenten.
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Die
Kompressionskraft kann zwischen 3 und 5 kg abhängig von dem Durchmesser und
der Länge des
Metallzylinders variieren.
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Wie
erwähnt,
kann die Vorrichtung als Mittel für eine intramedulläre Zusammenfügung verwendet werden.
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In
diesem Fall greifen die Sektoren, die nach außen öffnen, den Innenkortex.
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Die
Hauptempfehlungen für
den Einsatz der Zusammenfügungsvorrichtung
sind Frakturen und Osteotomien der Mittelfuß- und Mittelhandglieder, Versteifungen
der Fingergliederzwischengelenke durch einen intramedullären Weg,
Versteifungen des ersten Mittelhand-Fingergliedgelenks, Schlüsselbeinbrüche über einen
intramedullären
Kanal, die Austin-Osteotomie
des ersten Mittelfußglieds
usw..
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Die
Hauptindikationen zur Verwendung der Vorrichtung, die mit einem
ebenen Rahmen versehen ist, sind Brüche des distalen Knochenschafts
und des Knochenendes der Speiche, Ellenbrüche, Schlüsselbeinbrüche usw..
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Die
Ausführungsformen
können
offensichtlich je nach Zweck unterschiedlich sein, gehen jedoch
von dem gleichen erfinderischen Konzept aus und verwenden immer
ein Material mit Formgedächtnis.
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Die
Offenbarungen der italienischen Patentanmeldung Nr. PD98A000110,
deren Priorität
diese Anmeldung beansprucht, sind hier durch Referenz eingeschlossen.