AT510553B1

AT510553B1 - Element zur fixierung eines marknagels und fixationssystem mit einem solchen fixierungselement

Info

Publication number: AT510553B1
Application number: AT6842011A
Authority: AT
Inventors: Christian Dipl Ing Maier; Karin Ing Maier
Original assignee: Christian Dipl Ing Maier; Karin Ing Maier
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2012-05-15
Also published as: DE202012000580U1; AT510553A4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Element (1) zur Fixierung zumindest eines in einem Knochen (2) angeordneten elastischen Marknagels (3) mit zumindest einer Aufnahme (9) für das Ende (5) des Marknagels (3) und einer Einrichtung zur Befestigung am Knochen (2), sowie ein Fixationssystem für Knochen (2) mit einem solchen Fixierungselement (1) . Zur einfachen und optimalen Fixierung des freien Endes (5) des Marknagels (3) am Knochen (2) ist das Fixierungselement (1) durch einen Körper (6) mit einer im Wesentlichen flachen Unterseite (7) zu Auflage an der Oberfläche (8) des Knochens (2) gekennzeichnet und weist zumindest eine Bohrung (10) zur Aufnahme einer Knochenschraube (11) zur Befestigung am Knochen (2) auf, welche zumindest eine Knochenschrauben-Bohrung (10) in einem Winkel (a) von mindestens 30° zur Längsausdehnung der Marknagel-Aufnahme (9) angeordnet ist..

Description

österreichisches Patentamt AT510 553B1 2012-05-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Element zur Fixierung zumindest eines in einem Knochen angeordneten elastischen Marknagels mit zumindest einer Aufnahme für das Ende des Marknagels und einer Einrichtung zur Befestigung am Knochen.

[0002] Die Erfindung betrifft weiters ein Fixationssystem für Knochen, mit zumindest einem elastischen Marknagel mit einer abgeflachten und abgewickelten Spitze und zumindest einem Element zur Fixierung des an der Spitze gegenüberliegenden Endes des zumindest einen Marknagels, wobei das Fixierungselement zumindest eine Aufnahme für das Ende des zumindest einen Marknagels aufweist.

[0003] Zur Versorgung von Brüchen von Röhrenknochen werden häufig so genannte Marknägel bzw. intramedulläre Drahtnagelungen zur Stabilisierung der Knochenteile verwendet. Bei Patienten im Wachstum bewährt sich die so genannte elastisch-stabile intramedulläre Nagelung (ESIN Elastic Stable Intermedullary Nailing) aufgrund der besseren Frakturheilung und wegen der einfachen und zuverlässigen Anwendung besonders. Dabei werden biegsame elastische Nägel aus Edelstahl oder Titan eingesetzt, die an ihrer Spitze eine Abflachung und eine Abwin-kelung tragen, um in der Markhöhle der Röhrenknochen zu gleiten und sich durch die elastische Spannung in der Markhöhle zu verklemmen. Bei entsprechenden Brüchen aller großen Röhrenknochen (Oberschenkel, Schienbein, Oberarm, Speiche und Elle) wird durch einen kleinen Hautschnitt in Nähe aber unter Schonung der Wachstumsfuge die Markhöhle des Knochens mit einer Ahle eröffnet. Durch diese Öffnung wird in absteigender oder aufsteigender Richtung ein erster elastischer Marknagel eingeführt. Dieser Marknagel wird mit drehenden Bewegungen über die Bruchregion geschoben, die unter Röntgensicht korrekt geschlossen oder bei Nicht-Reponierbarkeit offen durch einen Schnitt eingerichtet wird. Die aufgebogene Spitze des Marknagels kann auch als Hilfe bei der Einrichtung (Repositionshilfe) genutzt werden. Unter weiterem Vorschieben verankert sich der Marknagel endgültig kurz unterhalb der jeweiligen anderen Wachstumsfuge des Röhrenknochens. Zur ausreichenden Stabilisierung wird mit Ausnahme bei den paarigen Unterarmknochen ein zweiter (oder selten auch ein dritter) Marknagel durch einen separaten Zugang in gleicher Verlaufsrichtung eingeführt. Wenn die Marknägel eingeschlagen sind, werden sie mit einem Bolzenschneider gekürzt, sodass sie unter der Haut verschwinden, aber noch ausreichend lang aus dem Knochen stehen, damit sie wieder zu entfernen sind. Mit diesem Verfahren wird bei Kindern und Jugendlichen eine gute Übungsstabilität und früh eine Belastungsstabilität erreicht. Eine zusätzliche Gipsbehandlung ist nicht notwendig. Die Marknägel können durch einen ebenso kleinen Hautschnitt nach wenigen Monaten wieder entfernt werden.

[0004] Zur Verbesserung der Frakturheilung wird das freie Ende des Marknagels mit einem entsprechenden Element am Knochen fixiert. Ohne derartige Fixierungselemente würde der Marknagel zumindest bei bestimmten Bruchtypen aus dem Knochen herausgedrückt und die Heilung gefährdet.

[0005] Es sind Fixierungselemente bekannt, welche die Form einer Schraube besitzen mit einer axialen Aufnahme für das Ende des Marknagels. Die Schraube wird entsprechend in Längsrichtung des Marknagels in den Knochen eingetreten. Nachteilig dabei ist, dass derartige Fixierungselemente aus dem Knochen ausreißen können, wenn der axiale Druck zu groß wird.

[0006] Eine weitere Ausführungsform einer Verriegelungsschraube für Marknägel ist aus der WO 2004/078049 A1 bekannt geworden. Dabei wird die Verriegelungsschraube durch eine Querbohrung im intramedullären Marknagel eingedreht, wodurch dieser fixiert werden kann. Nachteilig dabei ist, dass das Einfädeln der Verriegelungsschraube in die Öffnung des Marknagels besonders aufwändig unter Röntgenkontrolle vorgenommen werden muss. Darüber hinaus ist die Anfertigung der Marknägel durch die zumindest eine Querbohrung ebenfalls aufwändiger und somit kostspieliger.

[0007] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines oben genannten Fixierungselements für Marknägel und eines oben genannten Fixationssystems für 1 /11 österreichisches Patentamt AT510 553B1 2012-05-15

Knochen, durch welche eine besonders gute Stabilisierung des Marknagels bei gleichzeitig geringem Aufwand erzielbar ist. Nachteile des Standes der Technik sollen vermieden oder zumindest reduziert werden.

[0008] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein oben genanntes Fixierungselement gelöst das durch einen Körper mit einer im Wesentlichen flachen Unterseite zur Auflage an der Oberfläche des Knochens gekennzeichnet ist und zumindest eine Bohrung zur Aufnahme einer Knochenschraube zur Befestigung am Knochen aufweist, welche zumindest eine Knochenschrauben-Bohrung in einem Winkel von mindestens 30° zur Längsausdehnung der Marknagel-Aufnahme angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Fixierungselement wird also im Bereich des freien Endes des Marknagel nach der Aufnahme des Endes des Marknagels auf der Knochenoberfläche positioniert und mit zumindest einer entsprechenden Knochen sch raube fixiert. Die richtige Positionierung des Fixierungselements über dem entsprechenden freien Ende des Marknagels kann ohne Röntgenunterstützung in rascher und einfacher Weise erfolgen. Dadurch dass die Knochenschraube in einem Winkel zur Längsausdehnung der Marknagel-Aufnahme angeordnet ist, werden axiale Belastungen nicht so stark auf die zumindest eine Knochenschraube übertragen, wodurch das Fixierungselement nicht so leicht ausreißt und der Heilungsprozess nicht gefährdet wird. Das Fixierungselement weist im einfachsten Fall eine Aufnahme für das Ende eines Marknagels und eine Bohrung für die Aufnahme einer Knochenschraube auf. Dementsprechend einfach und kostengünstig ist das Fixierungselement herstellbar. Natürlich kann das Fixierungselement auch mehrere Aufnahmen für die Enden ein mehrerer Marknägel, eine Aufnahme für die Enden mehrerer Marknägel und auch mehrere Bohrungen für die Aufnahme mehrerer Knochenschrauben aufweisen.

[0009] Besonders hohe Stabilität wird dadurch erzielt, dass die zumindest eine Knochenschrauben-Bohrung in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zur Längsausdehnung der Marknagel-Aufnahme angeordnet ist. Auf diese Weise wirken axiale Druckkräfte des Marknagels nur minimal auf die Knochenschrauben, mit welchen das Fixierungselement am Knochen befestigt wurde, sodass eine optimale Stabilität und somit eine optimale Frakturheilung erzielbar ist.

[0010] Die zumindest eine Marknagel-Aufnahme im Körper des Fixierungselements ist vorzugsweise durch eine zylindrische Bohrung gebildet. Nachdem die Marknägel mit Ausnahme der abgeflachten und abgewinkelten Spitze üblicherweise einen runden Querschnitt aufweisen, eignet sich eine derartige zylindrische Bohrung für die Aufnahme des freien Endes des Marknagels besonders.

[0011] Wenn die zylindrische Bohrung in einem flachen Winkel zur Unterseite des Körpers des Fixierungselement angeordnet ist, wird eine optimale Aufnahme des freien Endes des Marknagels, der üblicherweise in einem flachen Winkel aus dem Knochen ragt, erzielt. Für diese sogenannte Vorangulierung eignet sich ein Winkel von 0°bis 30°besonders.

[0012] Die zumindest eine Knochenschrauben-Bohrung kann in Längsrichtung der Marknagel-Aufnahme angeordnet sein. Bei einer derartigen Anordnung der Knochenschrauben-Bohrung können besonders kleine, längliche Fixierungselemente realisiert werden.

[0013] Ebenso kann die zumindest eine Knochenschrauben-Bohrung neben der Marknagel-Aufnahme angeordnet sein. Beim auftreten höherer axiale Kräfte können auch beiderseits einer Marknagel-Aufnahme Knochenschrauben-Bohrungen angeordnet sein.

[0014] Vorteilhafterweise ist der Körper des Fixierungselements im Bereich der zumindest einen Knochenschrauben-Bohrung vertieft ausgebildet. Eine derartige Konstruktion hat sich hinsichtlich der Anwendung und Verträglichkeit im Körper des Patienten besonders bewährt.

[0015] Um allfällige Abstoßungsreaktionen gegen das Implantat zu minimieren, ist die Oberseite des Körpers des Fixierungselements vorzugsweise mit abgerundeten Kanten ausgebildet.

[0016] Idealerweise ist der Körper des Fixierungselements aus Titan oder einer Titan-Legierung gebildet.

[0017] Anwendungen, bei welchen der Körper des Fixierungselements aus Implantatstahl 2/11 österreichisches Patentamt AT510 553B1 2012-05-15 gebildet ist, sind ebenfalls möglich. Auch andere biokompatible Materialien, wie Polyetheretherketon (PEEK), sind anwendbar.

[0018] Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein oben genanntes Fixationssystem, bei dem das Fixierungselement, wie oben beschrieben ausgebildet ist.

[0019] Insbesondere bei der Anwendung des Implantats bei Patienten im Wachstum ist es von Vorteil, wenn die Breite der abgeflachten Spitze des Marknagels im Wesentlichen so groß wie der Durchmesser des Marknagels ist und die Höhe der Spitze im Wesentlichen dem zweifachen Durchmesser des Marknagels entspricht. Durch eine derartige relativ große sogenannte Kufe an der Spitze des Marknagels wird eine optimale Einbringbarkeit sowie Positionierung des Marknagels und eine optimale Stabilisierung des Marknagels im Röhrenknochen erzielt.

[0020] Der Durchmesser des Marknagels beträgt vorzugsweise zwischen 1,5 und 4 mm.

[0021] Die Länge des Marknagels beträgt vorzugsweise einheitlich 400 mm und wird nach der Positionierung im Röhrenknochen mit Hilfe entsprechender Werkzeuge auf die gewünschte Länge gekürzt.

[0022] Der Marknagel ist vorzugsweise aus Titan, einer Titan-Legierung oder auch Implantatstahl gebildet.

[0023] Mit Hilfe einer Bohrhilfe mit einer Aufnahme für das Fixierungselement und zumindest einer Führung für ein Bohrgerät kann die Anfertigung der Bohrlöcher für die Knochenschrauben unterstützt werden.

[0024] Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

[0025] Darin zeigen: [0026] Fig. 1 eine schematische Anordnung zweier Marknägel in einem gebrochenen Röhrenknochen; [0027] Fig. 2 eine Ausführungsvariante des Elements zur Fixierung eines Marknagels in vergrößerter und geschnittener Darstellung; [0028] Fig. 3 bis 6 verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines Fixierungselements gemäß der vorliegenden Patentanmeldung; [0029] Fig. 7 eine Ausführungsform einer Bohrhilfe für die Anwendung des erfindungs gemäßen Fixierungselements; und [0030] Fig. 9 Ausführungsform eines Marknagels insbesondere für die Anwendung bei

Kindern bzw. Patienten im Wachstum.

[0031] Fig. 1 zeigt einen gebrochenen Röhrenknochen 2 mit zwei darin angeordneten Marknägeln 3. Die biegsamen, elastischen Marknägel 3 aus Edelstahl oder Titan werden mit ihrer Spitze 4, welche üblicherweise abgeflacht und abgewickelt ist, in die Markhöhle des Knochens 2 eingebracht und unter Röntgensicht positioniert. Danach wird das der Spitze 4 gegenüberliegende freie Ende 5 jedes Marknagels 3 gekürzt, so dass der Marknagel 3 unter der Haut verschwindet, aber noch ausreichend lang aus dem Knochen 2 steht, damit er wieder leicht entfernt werden kann. Das freie Ende 5 des Marknagels 3 kann mit einem Fixierungselement 1 fixiert werden, um eine bessere Frakturheilung durch eine höhere Stabilität der Marknägel 3 und somit der Teile des gebrochenen Knochens 2 zu erzielen.

[0032] Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fixierungselements 1 in zeitlicher geschnittener Darstellung. Das Fixierungselement 1 besteht aus einem Körper 6 mit einer im Wesentlichen flachen Unterseite 7 zur Auflage an der Oberfläche 8 des Knochens 2. Der Körper 6 des Fixierungselements 1 kann aus Titan, einer Titan-Legierung oder Implantatstahl bestehen. Das Fixierungselement 1 weist zumindest eine Aufnahme 9 für das Ende 5 des Marknagels 3 auf, welche Marknagel-Aufnahme 9 im einfachsten Fall durch eine zylindrische Bohrung gebildet ist. Weiters weist das Fixierungselement 1 zumindest eine Bohrung 10 für die Aufnahme einer Knochen sch raube 11 zur Befestigung am Knochen 2 auf. Die Knochen- 3/11

Claims

österreichisches Patentamt AT510 553B1 2012-05-15 schrauben-Bohrung 11 ist in einem Winkel α von mindestens 30° zur Längsausdehnung der Marknagel-Aufnahme 9 angeordnet. Durch diese Konstruktion des Fixierungselements 1 wird eine einfache und sichere Montage des Endes 5 des Marknagels 3 erreicht. Dadurch dass die Knochenschraube 11 in einem Winkel α von mindestens 30° zur Längsausdehnung der Marknagel-Aufnahme 9 angeordnet ist, wirken sich axiale Kräfte des Marknagels 3 nicht zu stark auf die Knochenschraube 11 aus, wodurch ein Ausreißen des Fixierungselements 1 verhindert bzw. erschwert werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Fixierungselements 1 ist eine Bohrung 10 für die Aufnahme einer Knochenschraube 11 in Längsrichtung der Marknagel-Aufnahme 9 angeordnet. Alternativ dazu kann auch die Bohrung 10 für die Aufnahme einer Knochenschraube 11 neben der Marknagel-Aufnahme 9 oder können auch mehrere Bohrungen 10 vorgesehen sein. Darüber hinaus können auch mehrere Marknagel-Aufnahmen 9 im Körper 6 des Fixierungselements 1 angeordnet sein (nicht dargestellt). Wie in Fig 2. dargestellt, kann die Aufnahme 9 für das Ende 5 des Marknagels 3 gegenüber der Unterseite 7 des Fixierungselements 1 in einem flachen Winkel ß geneigt angeordnet sein. Geeignete Winkel ß für diese sogenannte Vorangulierung sind 0°bis 30°. [0033] Die Fig. 3 bis 6 zeigen verschiedene Ansichten auf eine Ausführungsform eines derartigen Fixierungselements 1 mit einer Marknagel-Aufnahme 9 und einer Bohrung 10 für die Aufnahme einer Knochenschraube 11. Der Körper 6 des Fixierungselements 1 ist im Bereich der zumindest einen Knochenschrauben-Bohrung 10 vertieft ausgebildet und an der Oberseite des Körpers 6 sind sämtliche Kanten abgerundet. Die im Wesentlichen flache Unterseite 7 des Fixierungselements 1 kann, wie in Fig. 6 dargestellt, auch entsprechend der Form des zu behandelnden Knochens 2 leicht konkav gewölbt ausgebildet sein. [0034] Fig. 7 zeigt eine Bohrhilfe 12, mit der die Anfertigung der Bohrungen für die Knochenschrauben 11 zur Fixierung der Fixierungselemente 1 unterstützt werden kann. Dementsprechend weist die Bohrhilfe 12 eine Aufnahme 13 für das Fixierungselement 1 und zumindest eine Führung 14 für ein entsprechendes Bohrgerät 15 auf. Das Fixierungselement 1 wird an der gewünschten Stelle über dem freien Ende 5 des Marknagels 3 an der Oberseite 8 des Knochens 2 platziert und die Bohrhilfe 12 mit der Aufnahme 13 über dem Fixierungselement 1 angeordnet. Danach wird das entsprechende Bohrgerät 15 in einem gewünschten Winkel an der Führung 14 platziert und die Bohrung im Knochen 2 für die Knochenschraube 11 hergestellt. [0035] Fig. 8 zeigt schließlich eine Ausführungsvariante eines Marknagels 3, wie er insbesondere bei jungen Patienten im Wachstum Anwendung findet. Die Spitze 4 des Marknagels 3 weist eine Abflachung bzw. Abwinkelung auf, wobei die Breite B der kufenförmigen Abflachung im Wesentlichen so groß wie der Durchmesser D des Marknagels 3 ist und die Höhe der Spitze 4 im Wesentlichen dem zweifachen Durchmesser D des Marknagels 3 entspricht. Übliche Durchmesser D des Marknagels 3 sind 1,5 bis 4 mm. Die Länge L des Marknagels 3 weist beispielsweise 400 mm auf. Das der Spitze 4 gegenüberliegende Ende des Marknagels 3 kann eine Abflachung aufweisen, welche zur Beurteilung der Ausrichtung der Spitze 4 im Röntgenbild während der Positionierung des Marknagels 3 ermöglicht. Patentansprüche 1. Element (1) zur Fixierung zumindest eines in einem Knochen (2) angeordenten elastischen Marknagels (3) mit zumindest einer Aufnahme (9) für das Ende (5) des Marknagels (3) und einer Einrichtung zur Befestigung am Knochen, gekennzeichnet durch einen Körper (6) mit einer im Wesentlichen flachen Unterseite (7) zur Auflage an der Oberfläche (8) des Knochens (2) und zumindest eine Bohrung (10) zur Aufnahme einer Knochenschraube (11) zur Befestigung am Knochen (2), welche zumindest eine Knochenschrauben-Bohrung (10) in einem Winkel (α) von mindestens 30° zur Längsausdehnung der Marknagel-Aufnahme (9) angeordnet ist. 4/11 österreichisches Patentamt AT510 553B1 2012-05-15
2. Fixierungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Knochenschrauben-Bohrung (10) in einem Winkel (a) von im Wesentlichen 90° zur Längsausdehnung der Marknagel-Aufnahme (9) angeordnet ist.
3. Fixierungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Marknagel-Aufnahme (9) durch eine zylindrische Bohrung gebildet ist.
4. Fixierungselement (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Bohrung in einem Winkel (ß) von 0°bis 30°zur Unterseite (7) angeordnet ist.
5. Fixierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Knochenschrauben-Bohrung (10) in Längsrichtung der Marknagel-Aufnahme (9) angeordnet ist.
6. Fixierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Knochenschrauben-Bohrung (10) neben der Marknagel-Aufnahme (9) angeordnet ist.
7. Fixierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (6) im Bereich der zumindest einen Knochenschrauben-Bohrung (10) vertieft ausgebildet ist.
8. Fixierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Körpers (6) mit abgerundeten Kanten ausgebildet ist.
9. Fixierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (6) aus Titan oder einer Titan-Legierung gebildet ist.
10. Fixierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (6) aus Implantatstahl gebildet ist.
11. Fixationssystem für Knochen (2), mit zumindest einem elastischen Marknagel (3) mit einer abgeflachten und abgewinkelten Spitze (4) und zumindest einem Element (1) zur Fixierung des der Spitze (4) gegenüberliegenden Endes (5) des zumindest einen Marknagels (3), wobei das Fixierungselement (1) zumindest eine Aufnahme (9) für das Ende (5) des zumindest einen Marknagels (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
12. Fixationssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) der abgeflachten Spitze (4) des Marknagels (3) im Wesentlichen so groß wie der Durchmesser (D) des Marknagels (3) ist und die Höhe der Spitze (4) im Wesentlichen dem Durchmesser (D) des Marknagels (3) entspricht.
13. Fixationssystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) des Marknagels (3) zwischen 1,5 und 4 mm beträgt.
14. Fixationssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des Marknagels (3) 300 bis 500 mm, insbesondere 400 mm beträgt.
15. Fixationssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Marknagel (3) aus Titan oder einer Titan-Legierung gebildet ist.
16. Fixationssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Marknagel (3) aus Implantatstahl gebildet ist.
17. Fixationssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bohrhilfe (12) vorgesehen ist, welche Bohrhilfe (12) eine Aufnahme (13) für das Fixierungselement (1) und zumindest eine Führung (14) für ein Bohrgerät (15) aufweist. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen 5/11