AT402009B - Modulares, universell anwendbares implantatsystem mit dazugehörigem instrumentarium - Google Patents

Description

AT 402 009 B

Die Erfindung betrifft ein modulares, universell anwendbares Implantatsystem mit dazugehörigem Instrumentarium. Es ist Stand der Technik, verschiedenste Knochenfrakturen an Röhrenknochen, also an Oberarm, Unterschenkel bzw. Oberschenkel durch Setzen eines Verriegelungsmarknagels zu versorgen. Dabei werden die Knochenfragmente an den gesetzten Marknagel entweder durch Festklemmen mittels Aufspreizen desselben, oder durch Verriegelungsschrauben fixiert. Die verschiedenen Formen und Abmessungen der zu versorgenden Knochen haben zu einer enormen Vielfalt an Marknägeln geführt, die entsprechend teuer sind und eine aufwendige Lagerhaltung in den Kliniken notwendig machen. Ansätze zu einer Modularisierung und Aufteilung von Funktionen auf einzelne Marknagelsegmente gibt es in Bezug auf Anpassung von Länge, Durchmesser und Krümmung oder in Bezug auf eine flexible Anwendung von Spreizkörpern. Die vorliegenden Lösungen beschränken sich jedoch auf ausschließlich Verriegelungsstücke oder ausschließlich auf Spreizstücke. Beispielsweise wird in US-Pat. 4,805,607 ein modular aufgebauter Marknagel beschrieben, bei dem lediglich ein gebogener Schaft mit einem hülsenförmigen Endstück über federnde Klinken verbunden werden kann. Diese - zunächst rotationsbewegliche - Verbindung kann durch eine Fixationsschraube im Knochen arretiert werden, wobei zwei Positionen (um 180' zueinander versetzt) möglich sind. In der Europäischen Patentanmeldung EP 0 226 701 A1 ist ein Marknagel beschrieben, der im wesentlichen aus einem rohrförmigen Teil mit einem speziellen Querschnittsprofil besteht, und dessen distales Ende zur Realisierung eines Spreizfächers geschlitzt ist, der durch einen mit Schraubengewinde ausgestatteten Spreizkörper betätigt wird. Dieser Spreizfächer dient zur Überbrückung von Durchmesserdifferenzen zwischen dem röhrenartigen Hohlraum im zu versorgenden Knochen und dem Marknagel sowie zur reibschlüssigen Befestigung des Marknagels im Knochen. Die Betätigung des Gewindes für den Spreizkörper kann nur von einer Seite, nämlich von distal, erfolgen. In der Deutschen Patentschrift DD 293 485 A5 ist eine Osteosynthesespindel dokumentiert, bei der auf einer Zugspindel verschiedene elastische Spreiz- und Distanzstücke aneinandergefugt werden können. Verschiedene Krümmungen des Nagels sowie verschiedene formschlüssige Verriegelungsmöglichkeiten sind hier jedoch nicht realisiert. Viele Frakturen erfordern jedoch eine angepaßte Krümmung des Marknagels sowie eine geeignete Kombination verschiedener Befestigungs bzw. Verriegelungsmöglichkeiten (Spreizelemente, Verriegelungsbohrungen u.ä.) zur optimalen Versorgung des Patienten. Hierfür existieren nur starre, aus einem Stück gefertigte Lösungen.

Diese Probleme werden nun erfindungsmäßig durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 hervorgehobenen Maßnahmen gelöst. Es ergibt sich somit, daß der Marknagel aus Teilen so modular aufgebaut wird, daß mit einem Minimum an Teilevielfalt der jeweils erforderliche Marknagel unter Zuhilfenahme beliebiger Fixierungsmethoden an beliebigen Nagelstellen zusammengestellt werden kann.

In den Figuren 1-11 werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert; dabei zeigen

Fig. 1: einen modularer, aus dem Implantatsystem konfektionierten Marknagel;

Fig. 2: ein Marknagelende mit gespannt dargestelltem Spreizstück;

Fig. 3: ein Verlängerungsstück zum Marknagel nach Fig. 1;

Fig. 4: ein Winkelstück zum Marknagel nach Fig. 1;

Fig. 5: Verschraubungsrasten zur drehsteifen Fixierung der Module;

Fig. 6: das mechanische Universalzielgerät für das lagegenaue Anbringen von Verriegelungen, angewendet auf rechtwinkelig zur Achse des Marknagels verlaufende Bohrungen;

Fig. 7: das mechanisches Universalzielgerät für das lagegenaue Anbringen von Verriegelungen, angewendet auf schräg zur Achse des Marknagels verlaufende Bohrungen;

Fig. 8: den Beginn und Vorgang des Längenmessens während der Operation am herausragenden

Ende des Bohrdrahtes;

Fig. 9: das Ende des Längenmessens während der Operation am herausragenden Ende des

Bohrdrahtes;

Fig. 10: einen Querschnitt durch das Meßrohr und

Fig. 11; das Längeneinstellgerät zur längenoptimalen Konfektionierung der Marknägel In Fig. 1 ist ein möglicher Aufbau eines solchen Marknagels dargestellt. Das Verriegelungs-Endstück 1 weist zwei gerade Verriegelungsbohrungen 34 zur Aufnahme von Verriegelungsschrauben auf und verfügt über einen konischen bzw. bombierten Teil 36, mit dem der Spreizfächer 38 des Spreizstückes 2 aufgetrieben bzw. entspannt werden kann. Dabei wird, bei noch nicht eingesetztem Endstück (Beispiel: Fig. 1: einfaches Endstück 6) ein Innensechskantschraubendreher mit flexiblem Schaft von proximal (in der Skizze von rechts) durch den zusammengebauten Marknagel eingeführt, bis er im Innensechskant 40 des Endstückes 1 greift. Das Auftreiben geschieht durch Drehung des Werkzeuges, das Entspannen durch Gegendrehung. Mittels Bildwandlers kann die Lage der Verriegelungsbohrungen 34 kontrolliert und die Drehung entsprechend beendet werden. Der besondere Vorteil dieser Methode besteht einerseits in der doppelten Fixiermöglichkeit durch Spreizfächer 38 und Verriegelungsschrauben und andererseits in der 2

AT 402 009 B Möglichkeit, die Verriegelungsbohrungen 34 in einer beliebigen Drehposition, optimal der Fraktur angepaßt, auszurichten. Da das Endstück 1 auch am proximalen Ende eingesetzt werden kann, verfügt es für diesen Einsatzfall über einen zwischen den Verriegelungsbohrungen liegenden Innensechskant 35, an dem das Werkzeug angesetzt wird. Der Drehsinn für Auftreiben und Entspannen ist proximal gegenläufig zu distal! Die Hauptverformungszone 39 des Spreizfächers 38 ist so ausgelegt, daß sie mehrere Spann- und Entspannvorgänge über den gesamten Spannbereich ohne Bruch übersteht. Des weiteren muß im gespannten Zustand eine gute Kraftaufnahme und -Übertragung und bei völliger Entspannung eine leichte Rückkehr der Spreizfächer 38 in den unverformten Zustand gewährleistet sein. Für das proximal aufzusetzende mechanische Universal-Zielgerät (Fig.6 und Fig.7) sind an der Spitze des Verriegelungsendstückes 1 eine Orientierungsnut 33 und ein Befestigungsgewinde 52 angebracht. Alle Endstücke des Implantatsystems sind wahlweise proximal oder distal einsetzbar. Sie werden vor der Operation soweit in ein Spreizstück 2 beziehungsweise Verriegelungsspreizstück 5 eingeschraubt, daß gerade keine Aufweitung des Spreizfächers erfolgt. Üblicherweise wird der Marknagel durch eine Kombination von Endstück 1 und Spreizstück 2 abgeschlossen. Es kann aber auch ein Endstück 1 allein als Abschluß einer Seite der Modulkombination dienen. Das Spreizstück wird vor der Operation mit einem geeignet langen Mittelstück 3, dessen Länge mittels des nachfolgend beschriebenen Meßrohres und Längeneinstellgerätes bestimmt wird, fest verschraubt und drehgesichert. Für das Verriegelungsspreizstück 5 gilt dasselbe, nur daß es zur Erzielung einer guten Formanpassung an den Knochen nicht direkt, sondern über ein Winkelstück 4 in das Mittelstück 3 mittels Gewinde eingeschraubt wird. Des weiteren können Spreizstücke angepaßte Bohrungen 53 aufweisen, die aus Gründen der optimalen Anpassung direkt neben den Spreizfächern am selben Stück angebracht sind. Dies läßt eine bessere Versorgung von Splitterfrakturen zu.

Das Mittelstück 3 wird in verschiedenen Längen ausgeführt, um die Gesamtlänge des Marknagels in Abhängigkeit von der Bestückung optimal auf den Patienten abstimmen zu können. Um die Längenvielfalt der Mittelstücke einzuschränken, dient das Verlängerungsstück 7 nach Fig.3, welches bei Bedarf das Mittelstück verlängern kann. Die Stufung der vorhandenen Mittelstücklängen beträgt sinnvollerweise ganzzahlige Vielfache der Nettolänge (Länge ohne Außengewinde) der Verlängerungsstücke.

Je nach Anwendung wird ein geeignetes Winkelstück 4 ausgewählt und vor der Operation fest mit Mittelstück 3 und Spreizstück 2 über Gewinde 43 auf den feinverzahnten Stirnflächen 42 einrastend verschraubt. Winkelstücke können nahezu beliebige Winkel aufweisen. Lediglich die Flexibilität des Schraubendreherschaftes wirkt hierbei einschränkend, weil ja der Knick zu überwinden ist. Winkelstücke 4 sind je nach Einsatzort im Bereich von etwa 5"-20* ausgeführt.

Die Drehsicherung ist für alle Verbindungen zwischen den Modulen - mit Ausnahme der Anzugsgewinde zwischen Spreiz- und Endstücken - zwingend und kann beispielsweise durch eine Stirnfeinverzahnung 42 entsprechend Fig. 5 an allen Stirnflächen der zu fügenden Teile realisiert werden. Die Rasten an den Stirnflächen verhindern ein Aufdrehen der Marknagelmodule bei Torsionsbelastung.

Das mechanische Universalzielgerät für die Proximalverriegelungen (Fig. 6 und Fig. 7) besteht aus dem Träger 18, der Führungshülse 44, dem Handgriff 9, der fest mit dem Träger verbundenen Bogenschiene 10, die die notwendigen Einstellmarken 46 und Arretierungsbohrungen 45 aufweist, dem Zielaufsatz 11, der die Bohrhülsen 15 trägt, dem Adapterteil 16, das an das jeweilige Spreiz- bzw. Endstück mittels der Fixierschraube 17 angeschraubt wird, sowie dem Handgriff 9. Zielaufsatz, Adapterteil und Fixierschraube sind gezwungenermaßen für jedes Verriegelungs-Spreizstück 5 bzw. Endstück 1 unterschiedlich und daher austauschbar ausgeführt. Der Ausbau des Adapterteiles im Universal-Zielgerät erfolgt durch Lösen der Fixierschraube 17, Anheben der Arretierfeder 19 mit dem Verriegelungsbolzen 47 und Herausziehen des eingebauten Adapterteiles. Der Einbau erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wobei auf den Einsatz der passend langen Fixierschraube 17 Augenmerk zu legen ist. Wichtig zur Montage des Zielgerätes in der richtigen Orientierung ist das Einrasten des Adapterteiles einerseits in der Orientierungsnut 33 des jeweiligen Endstückes 1 bzw. Verriegelungs-Spreizstückes 5 und andererseits in die Führungsnut 48. Die Abnahme des Zielaufsatzes erfolgt durch Lösen der Arretierschraube 13 und Abziehen über die Bogenschiene 10. Der Einbau erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wobei auf den Eingriff der Arretierschraube in die richtige Arretierbohrung 45 zu achten ist. Zur Vermeidung von Verschleiß läuft der Zielaufsatz auf Rollen 12 oder entsprechenden Gleitelementen. In den Zielaufsatz wird (werden) die entsprechende(n) Bohrhülse-(n) 15 eingeschoben und in der gewünschten Lage mittels der Klemmschraube(n) 14 fixiert. Der Verriegelungsvorgang erfolgt in der üblichen Weise. Fig.7 zeigt als Ausführungsbeispiel das Zielgerät beim Einsatz an einem Endstück mit schrägliegenden Verriegelungsbohrungen. Für die distalen Verriegelungen muß wie bei Marknägeln konventioneller Bauart die richtige Positionierung der Bohrungen mit einem Bildwandler kontrolliert werden. 3

Claims (7)

1. AT 402 009 B Zur richtigen Längenauswahl des Mittelstückes dient ein geschlitztes Meßrohr 22 (siehe Fig. 8-Fig. 10). Nach Öffnung des zu versorgenden Knochens 20, wird über das entstandene Loch 49, wie üblich der Bohrdraht 21 bis zum Ende des Hohlraumes im Knochen eingeführt. Der Bohrdraht verfügt über eine definierte Länge, vorzugsweise 600 mm. Auf das herausragende Ende des Bohrdrahtes wird das geschlitzte Meßrohr 22 mit seinem freien Ende soweit aufgeschoben, bis es am Knochen ansteht bzw. jene Position erreicht, an der der Marknagel enden soll (siehe Fig. 8, Pfeil I). Im nächsten Schritt wird das Gleitstück 23 vom geschlossenen Ende des Meßrohres soweit vorgeschoben, bis seine Zunge 24, die durch den Schlitz in das Innere des Meßrohres ragt, am Ende des Bohrdrahtes 21 anliegt (siehe Fig. 8, Pfeil II). Schließlich wird mittels der Klemmschraube 25 diese Lage des Gleitstückes gegenüber dem Meßrohr 22 fixiert. Nunmehr wird das Meßrohr abgezogen und in das Längeneinstellgerät in der in Fig. 11 gezeigten Weise eingelegt. Dazu muß der Meßrohrschlitten 32 so an das Meßrohr 22 herangeschoben werden, daß das offene Ende des Meßrohres 22 in der dafür vorgesehenen Einbuchtung 54 des Meßrohrschlittens 32 zu liegen kommt. Durch Fixieren des Meßrohrschlittens mittels Klemmeinrichtung, z.B. mittels Klemmschraube 30, an den Führungssäulen 28 erfolgt die Einstellung der gestreckten Gesamtlänge des erforderlichen Marknagels, da der Abstand der Anlageflächen, an denen das Meßrohr und dessen Gleitstück stirnseitig anliegen, der Restlänge des Bohrdrahtes 21 zuzüglich der Länge des Gleitstückes 23 entspricht. Um nun das Zwischenstück 3 mit der richtigen Länge bestimmen zu können, bzw. eventuell die Notwendigkeit des Einsatzes von Verlängerungsstücken 7 festlegen zu können, bedarf es noch der folgenden Schritte: Die vorgesehenen Spreizstücke 2 bzw. 5, Winkelstücke 4 und Endstücke 1 bzw. 6 werden zunächst zu je einer Abschlußkombination des Marknagels fest einrastend verschraubt. Die Abschlußkombination Winkelstück 4, Spreizstück 5 und Endstück 6 wird nun zwischen dem Meßrohrschlitten 32 und dem Einstellschlitten 31 so eingeklemmt, daß die Achse des Spreizstückes bzw. des Endstückes parallel zur Verstellrichtung des Längeneinstellgerätes verläuft, und der Einstellschlitten 31 an den Fürungssäulen 28 fixiert. Zur Aufnahme des bei Einsatz von Winkelstücken schräg anliegenden Anschlußgewindes sind am Einstellschlitten 31 vorwiegend ovale oder elliptische Bohrungen 50 vorgesehen. Mit der Modulkombination Endstück 1 und Spreizstück 2 wird mit Hilfe des Einstellschlittens 29 analog verfahren. Die Einstellungen am Längeneinstellgerät sind damit beendet. In die V-Nuten 51 der beiden Einstellschlitten kann nun ein geeignetes Mittelstück 3, gegebenenfalls erweitert um ein oder mehrere Verlängerungsstücke 7 eingepaßt werden. Die Führungssäulen 28 des Längeneinstellgerätes sind in den Stützfüßen 26 und 27 gelagert und fixiert. Durch die besondere Abstimmung der Einstellgerätelänge mit der Gestaltung der Anlageflächen, bzw. -Bohrungen an den Einstellschlitten wird eine genaue Reproduktion der im Knochen befindlichen Bohrdrahtlänge ermöglicht. Dennoch kann der Chirurg durch die Art der Maßabnahme bzw. des Einpassen des Mittelstückes, falls gewünscht, etwas größere oder kleinere Längen des Marknagels konfektionieren. Es steht ihm auch frei, Modulkombinationen mit Spreizstücken in gespreiztem oder ungespreitztem Zustand in das Längeneinstellgerät einzulegen. Das beschriebene Biomechanische Universalimplantatsystem umfaßt Modul-Verriegelungsmarknägel für folgende Einsatzfälle: A) Brüche des Oberarms von subcapital (knapp unterhalb des Kopfes) bis 4 cm oberhalb der Oberarmrolle (Fig.7), wobei als Neuerung gegenüber bisher bekannten Marknägeln der Oberarmkopf durch eine Zugschraube zusätzlich gefaßt werden kann, was die Indikation erweitert und im subcapitalen Bereich Kompression und damit hohe Stabilität impliziert. B) Brüche des Unterschenkels von 3 cm-5 cm infracondylär bis 3 cm supramalleolär. C) Brüche des Oberschenkels, wobei Formen vom per- bzw. intertrochanteren Bereich bis ca. 5 cm supracondylär versorgt werden können mit Variabilität im Sinne von Einfach- oder Doppelverschraubung und/oder Verspreizung proximal, wie distal. Patentansprüche 1. Modulares, universell anwendbares Implantatsystem mit dazugehörigem Instrumentanum, gekennzeichnet durch modular konfigurierbare, aus einzelnen axialen Abschnitten (1 · 7) (Modulen) gefügten Marknägel, bestehend aus den Marknagel proximal und distal axial begrenzenden Endstük-ken (1, 6), welche in bekannter Weise mit einem im Durchmesser größeren, ballig oder konisch ausgeführten Ansatz (36) versehen sind, und weiters gegebenfalls mit formschlüssigen Verriegelungsmöglichkeiten zum Knochen, insbesondere quer verlaufenden Verriegelungsbohrungen (34) als Verriegelungsendstücke (1) ausgebildet sind, und weiters aus mit den Endstücken (1, 6) verbindbaren 4 AT 402 009 B rohrartigen Spreizstücken (2, 5) mit einem Spreizfächer (38)aus im wesentlichen sich aus dem Rohr axial erstreckenden Spreizflügeln, die über eine durch Wandstärkenschwächung (39) ausgebildete Verformungszone und ballige bzw. konische Innenflächen (37) verfügen, welche mit dem entsprechenden Ansatz (36) des jeweiligen Endstückes (1, 6) Zusammenwirken, und ebenfalls gegebenfalls mit 5 formschlüssigen Verriegelungsmöglichkeiten zum Knochen, insbesondere schräg verlaufenden Verriegelungsbohrungen (53) als Verriegelungsspreizstücke (5) ausgebildet sind, und weiters aus rohrartigen, in verschiedenen Winkeln, vorzugsweise im Bereich von 5* bis 25*, ausgeführten Winkelstücken (4), die sowohl mit den Spreizstücken (2, 5) als auch mit rohrartigen Mittelstücken (3), die in verschiedenen Längen ausgeführt sind, verbindbar sind, sowie aus rohrartigen Verlängerungsstücken (7) zur io Feinanpassung der Marknagellänge, die sowohl mit den Mittelstücken (3) als auch mit den Winkelstük-ken (4) bzw, Spreizstücken (2, 5) verbindbar sind, sowie weiters aus einem Längeneinstellgerät zur Kontektionierung der Marknägel in Verbindung mit einem Meßrohr, das eine Längenabnahme direkt am zu operierenden Knochen ermöglicht, und einem mechanischen Zielgerät als Vorrichtung für das lagegenaue Anbringen von Bohrungen zum Setzen von Verriegelungselementen, wobei das Zielgerät 75 mit Adapterteilen (16) ausgestattet ist, die eine Anpassung an verschiedene Kombinationen von axialen Abschnitten (1, 5) (Modulen) des Implantatsystems mit Verriegelungsbohrungen (34, 53) erlaubt, und dieses Zielgerät als Bohrlehre einen Zielaufsatz (11) für das lagegenaue Anbringen von Bohrungen zum Setzen der proximalen Verriegelungselemente, vorzugsweise Schrauben, enthält, der auf einer Bogenschiene (10) läuft, die das Einstellen innerhalb eines großen Winkeibereiches ermöglicht und mit 20 Einrichtungen (46) zur Anzeige der Winkellage und zur lagegenauen, lösbaren Fixierung (45) ausgestattet ist, und weiters das Meßrohr (22) zur Abnahme der erforderlichen Marknagellänge am Knochen im wesentlichen aus einem geschlitzten Rohr besteht, das über den im Knochen befindlichen Bohrdraht (21) geschoben werden kann und aus Gründen der Eindeutigkeit an einem Ende, insbesondere durch einen Verschluß des Rohres, gekennzeichnet ist, und im Schlitz des Meßrohres (22) die Zunge (24) 25 eines arretierbaren Gleitstückes (23) geführt wird, das über die gesamte Länge des geschlitzen Rohres (22) beweglich ist und damit das Abgreifen einer der erforderlichen Marknagellänge eindeutig zuzuordnenden Strecke sowie das Übertragen dieser Strecke auf das Längeneinstellgerät erlaubt.
2. 2. Implantatsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gegenseitigen Verbindung der 30 einzelnen axialen Abschnitte (1 - 7) Schraubformflächen, insbesondere Gewinde, vorgesehen sind.
3. 3. Implantatsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Abschnitte (1 -7) jeweils an ihren Verbindungsstellen, entweder Bohrung oder Schaft, mit einer Kombination aus Gewinde (43) und einer an den Stirnflächen angebrachten Verzahnung (42) als Rastbefestigung, welche 35 nach dem Fügen als formschlüssige Sicherung gegen Verdrehen dient, versehen sind.
4. 4. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Ansatz (36) als Spreizkörper zum Spannen und Entspannen des Spreizfächers (38) eines Spreizstückes (2, 5) durch Ein- bzw. Ausschrauben eines Gewindes ausgeführten Endstücke (1, 6) mit einer axial 40 beidseitig zugänglichen Vorrichtung, beispielsweise einem Innensechskant (35, 40) zur Einleitung eines Drehmoments für die Schraubbewegung ausgestattet sind.
5. 5. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (1) , die mit Verriegelungsbohrungen (34) ausgestattet sind, über wenigstens eine, den hinsichtlich axialer 45 und Drehwinkel-Position eindeutigen Formschluß mit dem Zielgerät ermöglichenden Orientierungsnut (33) zur Positionierung des Zielgerätes verfügen.
6. 6. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Zielaufsatz (11) für das lagegenaue Anbringen von Bohrungen zum Setzen proximaler Verriegelungselemente mit so einer Einrichtung zur verstellbaren Aufnahme von Bohrhülsen (15) ausgestattet ist.
7. 7. Implantatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß das Längeneinstellgerät mit Hilfe von auf Längsführungen (28) geführten und mit in Längsrichtung wirksamen Anschlägen versehenen Schlitten (29, 31, 32) eine geometrische Addition der Längen der Marknagelab- 55 schnmitte (1 - 7) und einen Vergleich mit der mit dem Meßrohr (22) festgestellten Strecke erlaubt. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 5