CH659577A5 - Aussenliegende orthopaedische fixationsvorrichtung fuer knochenfrakturen. - Google Patents

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CH659577A5
CH659577A5 CH4729/82A CH472982A CH659577A5 CH 659577 A5 CH659577 A5 CH 659577A5 CH 4729/82 A CH4729/82 A CH 4729/82A CH 472982 A CH472982 A CH 472982A CH 659577 A5 CH659577 A5 CH 659577A5
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fixation device
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fracture
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CH4729/82A
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John Derek Harris
Mervyn Evans
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Nat Res Dev
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine aussenliegende orthopädische Frakturfixationsvorrichtung.
Wie in der medizinischen Wissenschaft gut bekannt, ist es erforderlich, die zugehörige Knochengeometrie an der Bruchstelle einzuhalten, um eine brauchbare Knochenverbindung zu erreichen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Gipsverbände für einfache oder verhältnismässig kleine Frakturen zu verwenden. Für komplexe oder ernsthafte Frakturen werden starre oder flexible Klemmvorrichtungen wie Knochenplatten oder aussenliegende Fixatoren verwendet. Konventionelle Knochenplatten werden über die Frakturstelle auf die Knochenfrakturteile geschraubt. Aussenliegende Fixatoren bestehen aus einem oder mehreren Haltern, welche aussen an dem gebrochenen Glied angeordnet und an Knochenstiften befestigt sind, welche durch die Haut hindurch zu jedem Knochenabschnitt der Fraktur reichen. Die Knochenstifte verbinden und legen die Position der gebrochenen Knochenteile an der Bruchstelle fest, wie z. B. in der ebenfalls anhängigen Anmeldung UK Nr. 7 924 853 des Anmelders beschrieben.
Es ist bekannt, dass der Primärknochenheilung die Bildung von Knochenkallus an der Bruchstelle vorausgehen kann. Kallus bildet sich viel schneller als neuer Primärknochen und ergibt eine natürliche, stabilisierende Schicht über der Fraktur, unter welcher sich das neue Knochenmaterial bilden kann. Während die Kallusbildung häufig bei Frakturen, welche in Gipsverbänden gehalten werden, beobachtet werden kann ergibt sich, dass der Gebrauch von Knochenplatten oder starren, äusserlichen Fixatoren der Kallusbildung nicht förderlich ist. Demgemäss kann beim Gebrauch von Knochenplatten oder von starren äusserlichen Fixatoren eine Heilungsdauer von vielen Monaten nötig sein, um eine Fraktur durch die Bildung von neuem Primärknochenmaterial zu heilen. Dies ist äusserst unvorteilhaft, da sowohl die Knochenplatten wie die Knochenstifte für den Fixator chirurgisch unter bzw. durch die Haut des gebrochenen Gliedes austretend eingesetzt werden, was ein entsprechendes Infektionsrisiko darstellt. Demgemäss gilt, dass, je länger die Heilungsdauer beträgt, um so grösser sich das Infektionsrisiko infolge der Knochenplatte oder der Knochenstifte auswirkt. Da es viele Knochenfrakturfälle gibt, bei denen ein Gipsverband ungeeignet ist, mussten die zeitlichen Nachteile der Knochenplatten oder aussenliegenden Fixatoren in Kauf genommen werden.
Es ist ebenso bekannt, flexible aussenliegende Fixatoren anzuwenden, um die Heilung der Fraktur zu unterstützen. Es zeigt sich allerdings, dass flexible Fixatoren nach dem Stand der Technik einem gebrochenen Glied ungenügende mechanische Stabilität verleihen, mit dem sich daraus ergebenden Risiko eines erneuten Bruchs oder einer Verschiebung einer heilenden Fraktur.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte aussenliegende Fixationsvorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist und derart ausgebildet ist, dass die Kallusbildung gefördert werden kann.
Dies wird durch die Fixationsvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 erreicht.
Es wurde gefunden, dass eine kontrollierte Relativbewegung zwischen den ersten und zweiten Knochenstiften, welche die Kallusbildung fördert, mit einer erfindungsgemässen Fixationsvorrichtung erreicht werden kann, während anders als bei flexiblen Fixatoren nach dem Stand der Technik eine genügende Starrheit erhalten bleibt, um die Knochenausrichtung zu gewährleisten und das Wachstum des Primärknochens nicht zu hemmen. Des weiteren kann die notwendige Relativbewegung bereits durch Übung des Bruchs erzeugt werden, z.B. aktive Stimulation, durch Gehen eines Patienten mit einem gebrochenen Bein. Dies ist höchst vorteilhaft, da die Zeit, welche benötigt wird um eine belastbare, geheilte Fraktur zu erreichen, verglichen mit der Zeit, welche für Primärknochenwachstum mit starren Fixatoren nach dem Stand der Technik oder Knochenplatten benötigt wird, reduziert ist.
In der Praxis kann die Erfindung zum Beispiel zur Fixation eines gebrochenen Gliedes verwendet werden. Ein Chirurg setzt die ersten und zweiten Knochenstifte in die ersten und zweiten Knochenteile auf jeder Seite der Bruchstelle. Dann werden die primären und sekundären Supporte mit den Verbindungsteilen verbunden und justiert, bis die Bruchstelle unter leichtem Druck steht, wenn sie nicht übungshalber belastet ist. Ein Übungslastzyklus für die Fraktur weist normalerweise nur verschiedene Druckbelastungsgrade für die Fraktur auf, da Zugbelastungen der Fraktur vorzugsweise vermieden werden.
Das Ausmass der Relativbewegung zwischen den Knochenstiften kann bis zu 2,00 mm betragen, gemessen zwischen den ersten und zweiten Knochenstiften an ihren Verbindungen zu den primären und sekundären Supporten. Die Bewegung an der Bruchstelle kann bis zu 0,5 mm zwischen den Knochenteilen betragen. Für Tibialfrakturen kann die Relativbewegung der Knochenteile bis zu 0,2 mm betragen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsart weist die Fixationsvorrichtung eine Betätigungseinrichtung auf, welche sich wiederholend die Relativbewegung von genanntem Ausmass zwischen den ersten und zweiten Knochenstiften erzeugt und dadurch Übungen der Knochenfraktur simuliert. Dieser Aspekt wird als besonders wertvoll betrachtet, da er erlaubt, an einem immobilen Patienten Knochenfrakturübungen oder passive Stimulation auszuführen. Dies bewirkt schnelle Kallusbildung bzw. Heilung in Fällen, in denen Bewegung des Patienten unerwünscht oder unmöglich ist, wie bei Fällen mit schweren Verletzungen. Der Gebrauch einer Betätigungseinrichtung verbessert die Heilung genau in jenen Fällen, bei denen eine schnelle Heilung besonders erwünscht ist, bei denen aber die Bildung von Knochenkallus bei der Anwendung konventioneller Heilmethoden unwahrscheinlich ist.
Die Betätigungseinrichtung ist praktischerweise eingerichtet, um auf die primären oder sekundären Supporte einzuwirken und zwischen ihnen eine sich wiederholende Oszillationsbewegung in Längsrichtung eines fixierten Teiles zu erzeugen. Die Betätigungseinrichtung ist vorzugsweise zur Zusammenarbeit mit einer vorspannenden Feder, welche vorzugsweise vorgesehen ist, eingerichtet, um oszillatorische Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen auszuführen. Die Betätigungseinrichtung kann eine pneumatische oder hydraulische Kolben- und Zylinder-Anordnung aufweisen, welche angepasst ist, um die Relativbewegung zwischen den primären und sekundären Supporten auszulösen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher beschrieben. Darin zeigen:
. Fig. 1 eine schematische Frontansicht einer starren, aus-senliegenden Fixationsvorrichtung nach dem Stand der 5 Technik;
Fig. 2 eine schematische Frontansicht einer aussenliegen-den Fixationsvorrichtung gemäss der Erfindung;
Fig. 3 und 4 Front- und Seitenansicht einer erfindungsgemässen Fixationsvorrichtung;
io Fig. 5 und 6 Teilschnittansichten von fixen und geführten Knochenstiftklemmen;
Fig. 7 eine schematische Frontansicht einer mechanisch betätigten erfindungsgemässen Fixationsvorrichtung;
Fig. 8 eine detaillierte Seitenansicht eines Endes einer 15 mechanisch betätigten erfindungsgemässen Fixationsvorrichtung;
Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie X —X von Fig. 8;
Fig. 10 eine geneigte Ansicht der Fixationsvorrichtung 20 von Figuren 8;
Fig. 11 eine Endansicht der Fixationsvorrichtung der Figuren 8 bis 10;
Fig. 12 eine alternative Ausführung einer mechanisch betätigten Fixationsvorrichtung;
25 Fig. 13 bis 15 an Patienten angelegte Fixationsvorrich-tungen.
In Fig. 1 wird schematisch eine aussenliegende Fixationsvorrichtung nach dem Stand der Technik gezeigt, von der Art, wie sie in der gleichfalls anhängigen britischen Anmel-3o dung UK Nr. 7 924 853 der Anmelderin gezeigt ist. Die Vorrichtung besteht aus einem Halterohr 1 mit quadratischem Querschnitt, welches der Länge nach aussen an einem menschlichen Schienbein 2 angeordnet ist. Das Schienbein weist eine Tibia 3 mit einer Fraktur 4 auf. Zwei obere Knochen-35 stifte 5 und zwei untere Knochenstifte 6 sind in der Tibia 3 beidseits der Fraktur 4 eingesetzt. Die Knochenstifte 5 und 6 sind starr mittels der Klemmen 7 mit dem Halterohr 1 verbunden, so dass die richtige Ausrichtung der Tibia 3 bei der Fraktur 4 während der Heilung starr gehalten wird. 40 In Fig. 2 ist eine erfindungsgemässe, aussenliegende Fixationsvorrichtung gezeigt, wobei gleichartige Teile wie in Fig. 1 mit einem um 20 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet werden. Obere (oder erste) Knochenstifte 25 sind starr an einem primären Support bzw. an einem primären Knochen-45 Stifthalterohr 21 mittels der fixierbaren Klemmen 27 befestigt, die unteren (oder zweiten) Knochenstifte 26 sind in Führungsklemmen 28 geklemmt, welche starr an einem sekundären Support bzw. sekundären Knochenstifthalter 29 befestigt und verschiebbar auf dem Knochenstifthalterohr so 21 angeordnet sind. Ein Führungsblock 30 bildet ein Verbindungsmittel und ist starr am primären Knochenstifthalter 21 befestigt und besitzt einen auskragenden Teil 31, welcher verschiebbar am sekundären Knochenstifthalter 29 angeordnet ist. Der sekundäre Knochenstifthalter 29 trägt Stellmut-55 tern 32 als Einstellmittel, zwischen denen der Kragen 31 und eine Druckfeder 33 liegt, welche unter dem Kragen 31 angeordnet ist und sich gegen diesen abstützt. Die Knochenstifte 25 und 26 werden in die Tibia 23 mittels einer chirurgischen Operation eingesetzt und die zugehörigen Halter 21 und 29 6o werden so angeordnet, dass die Fraktur 24 unter leichtem Druck steht.
Die Vorrichtung von Fig. 2 arbeitet folgendermassen. Die Fixationsvorrichtung wird an einem menschlichen Schienbein 22 durch einen Chirurgen zusammengesetzt, um 65 eine Tibialfraktur 24 zu heilen. Die Vorrichtung wird derart zusammengesetzt, dass die unbelastete Fraktur 24 unter leichtem Druck steht. Die Fixationsvorrichtung besitzt genügend Stabilität, um dem Patienten das Gehen ohne nachteili
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ge Einwirkungen auf den Heilungsprozess zu erlauben. Beim Gehen wird die Fraktur 24 zusätzlich durch das Gewicht des Patienten druckbelastet und die oberen und unteren Knochenstifte 25,26 mit den daran befestigten Klemmen 27 und 28 werden näher aufeinander zugedrückt. Die Führungsklemmen 28 verschieben sich demgemäss auf dem primären Knochenstifthalter 21 nach oben, der sekundäre Knochenstifthalter 29 bewegt sich mit den Führungsklemmen 28 bezüglich des Führungsblockes 30 und dessen Kragen 31 nach oben und die Druckfeder 33 wird zwischen dem Kragen 31 und den Stellmuttern 32 zusammengedrückt. Wird die Last von der Fraktur 24 entfernt, zwingt die Feder 33 die oberen und unteren Knochenstifte 25 und 26 der Länge des primären Knochenhalters 21 entlang auseinander. Die Fixationsvorrichtung ist in Ebenen quer zum primären Knochenstifthalter 21 starr, in der Längsrichtung ist eine vorausbestimmte Bewegung der Frakturteile aufeinander zu und voneinander weg durch eine Feder 33 mit bestimmter Federkonstante und eine bestimmte Frakturbelastung durch das Patientengewicht möglich. Es wurde gefunden, dass eine nützliche Grösse der Relativbewegung bis ungefähr 0,5 mm an der Frakturstelle 24 beträgt. Es muss beachtet werden, dass die Bewegung der Bruchstelle durch Fleisch und Haut schwierig zu messen ist. Für eine Tibialfraktur wurde eine Relativbewegung bis zu 0,2 mm zwischen den Knochenteilen in Axialrichtung der Tibia als nützlich befunden.
Von den Figuren 3 bis 6 zeigen die Figuren 3 und 4 detaillierte Front- und Seitenansichten von equivalenten Vorrichtungen zu der in Fig. 2 schematisch gezeigten, und die Figuren 5 und 6 zeigen Klemmen und Führungsklemmen. (Fig. 3 entspricht Fig. 2 seitenverkehrt.) In den Fig. 3 bis 6 sind equivalente Teile mit um 100 vergrösserten Bezugszeichen bezeichnet. Der primäre Knochenstifthalter 121 besteht aus einem Rohr quadratischen Querschnitts und trägt die Klemmen 127 und der sekundäre Knochenstifthalter 129 besteht aus einem festen Stab, welcher starr die Führungsklemmen 128 trägt, welche verschiebbar auf dem Halter 129 angeordnet sind. Die Druckfeder 133 wird durch ein Paar Tellerfedern, welche Basis an Basis angeordnet sind, gebildet. Die Verwendung von Tellerfedern ist vorteilhaft, da dadurch die Federkonstante der Feder 133 durch Änderung der Anzahl und/oder Lage der Tellerfedern zueinander geändert werden kann. Die Feder 133 wird durch Stellmuttem 132 gegen die Unterseite des Kragens 131 des Führungsblocks 131 gehalten, welcher seinerseits am primären Knochenstifthalter 121 mittels der Mutter 140 befestigt ist.
Die Klemmen 127 und die Führungsklemmen 128 für die Knochenstifte, besitzen ähnliche stiftklemmende Oberteile 141. Die Oberteile 141 bestehen je aus einem zylindrischen Hohlkörper 142 mit einander diametral gegenüberliegenden Löchern 143 und 144, durch welche ein Knochenstift 125 oder 126 mit seinem Schaftteil quer hindurchverläuft. Der Hohlkörper 142 enthält Kugeln 145, welche von einem Gewindedeckel 146 gehalten werden und durch den Druck einer Schliessschraube 147 in klemmenden Kontakt mit dem Schaftteil gebracht werden. Bei teilweise losgeschraubtem Gewindedeckel 146 und losgeschraubter Schliessschraube 147 kann der Knochenstift 125 oder 126 in jede gewünschte Richtung gebracht werden (innerhalb der Grenzen, welche durch die Löcher 143 und 144 gesetzt werden), um den Stift in einen Knochen einzusetzen und dann wird der Knochenstift in dieser Stellung durch Hineinschrauben des Gewindedeckels und der Schliessschraube festgeklemmt.
Die fixe Klemme ist am Knochenstifthalter 121 mittels einer Klemmplatte 148 und einer Klemmschraube 149 starr gehalten. Die Klemmplatte 148 und Klemmschraube 149 drücken den Knochenstifthalter 121 in Klemmkontakt mit zwei Ebenen 150 und 151 des Unterteils 152 der Klemme
127. Die Führungsklemme 128 besitzt einen Unterteil 153 mit drei ebenen Flächen, zwischen denen der Knochenstifthalter verschiebbar eingepasst ist. Eine Halteplatte 155 und Halteschraube 156 halten den Knochenstifthalter 121 zwi-5 sehen den Oberflächen 154. Die Führungsklemme 128 ist mit dem sekundären Knochenstifthalter 129 mittels einer Klemmschraube 157 und eines Klemmkeiles 158 starr verbunden. Die Schraube 157 und der Keil 158 klemmen den Stab 129 in eine Ausnehmung 159 im Unterteil 153 der Füh-lo rungsklemme.
Fig. 7 zeigt schematisch eine modifizierte Ausführungsart der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung, wobei entsprechende Teile mit um 200 erhöhter Bezugsziffer gezeigt sind. Der Führungsblock 230 ist ähnlich dem Führungsblock 30 von ls Fig. 2 am primären Knochenstifthalter 221 fixiert und weist einen mittleren Kragenteil 231 auf, welcher verschiebbar am sekundären Knochenstifthalter 229 angeordnet ist. Der Führungsblock 230 besitzt allerdings einen zusätzlichen Führungsblockteil 260, welcher starr mit einem Träger 261 ver-20 bunden ist. Der Träger 261 ist mittels einer Platte 263, durch welche ein pneumatischer Kolben hindurchreicht, starr mit einem pneumatischen Zylinder 262 verbunden. Ein Hebel 265 ist drehbar um einen Drehpunkt 266 am freien Ende des Trägers 261 gelagert. Der Hebel wirkt auf das untere Ende 25 268 des sekundären Knochenstifthalters 229 ein. Der Kolben 264 wirkt auf das andere Ende 269 des Hebels 265 ein.
Die Anordnung von Fig. 7 arbeitet folgendermassen. Wird die Kolben-Zylinder-Anordnung (264 und 262) pneumatisch betätigt, drückt der Kolben 264 den Hebel 265 nach 30 unten und dieser dreht um den Drehpunkt 266. Der Hebel drückt demzufolge den sekundären Knochenstifthalter 229 in Längsrichtung nach oben. Wird der pneumatische Druck reduziert, bewirkt die Druckfeder 233 einen gegenläufigen Hub des sekundären Knochenstifthalters 229 in Längsrich-35 tung nach unten. Dies erzeugt einen Kompressions-Ausdeh-nungs-Lastzyklus der Knochenfraktur 224 in der modifizierten Fixationsvorrichtung. In der Praxis wird der Kolben wiederholt betätigt mit einer Wiederholungsrate, welche einer normalen Bruchübung entspricht, d. h. mit etwa einem Zy-40 klus pro Sekunde. Für eine Tibialfraktur beträgt der Kolbenhub etwa 0,3 mm bis 2,0 mm, was die Klemmen 227 und Führungsklemmen 228 entsprechend bewegt. Biegung der Knochenstifte nimmt einen Teil der Bewegung auf und die Bewegung der Knochenteile beträgt einiges weniger. 45 In den Figuren 8 bis 11 sind Detaildarstellungen des Unterteils der in Fig. 7 schematisch gezeigten Fixationsvorrichtung dargestellt, welche Teile aufweist, die in den Figuren 3, 4 und 6 detailliert gezeigt wurden. Die Teile in den Figuren 8 bis 11, welche äquivalent zu den vorbeschriebenen sind, ha-50 ben Bezugszeichen mit dem Vorsatz 300, welcher den Vorsatz 100 oder 200 bei den entsprechenden Bezugszeichen ersetzt. Figur 8 ist eine Seitenansicht, welche Figur 4 entspricht; Figur 9 eine Schnittansicht durch den Führungsblock 330 entlang der Linie X—X in Figur 8; Figur 10 ist 55 eine geneigte Seitenansicht und Figur 11 eine Ansicht von unten. Die folgenden Teile sind nicht äquivalent zu vorbeschriebenen Teilen. Der Führungsblock 330 hält den Träger 361 in einer Ausnehmung 380 seines Körperteils 361 mittels einer Schraube 381 und eines Klemmrings 382. Der Hebel 60 365 weist ein gegabeltes Endteil 383 mit einem Stift 384 zur Betätigung des Unterteiles 368 des sekundären Knochenstifthalters 329 auf. Die Druckfeder 333 besteht aus einem Paar Basis an Basis liegender Tellerfedern. Der Hebel 365 weist eine Nase 385 als Kontaktstelle zum Kolben 364 auf. 65 In Fig. 12 ist eine andere Form der mechanischen Betätigung gezeigt. Äquivalente Teile zu den vorbeschriebenen sind mit dem Vorsatz 400 bezeichnet. Die Vorrichtung von Fig. 12 ist ähnlich derjenigen, welche in Fig. 7 gezeigt ist, mit
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dem Unterschied, dass die pneumatische Kolben- und Zylinder-Anordnung 490 direkt auf den sekundären Knochenstifthalter 429 einwirkt, anstatt über einen drehbar gelagerten Hebel. Die pneumatische Anordnung 490 weist eine innere Feder 491 auf, um den Kolben 492 zurückzustellen, wenn der pneumatische Druck reduziert wird. Das unter Druck setzen der pneumatischen Anordnung 490 ruft einen Druck- und Entlastungszyklus der Fraktur 424 hervor, wie vorstehend beschrieben.
Mechanische Bewegung eines Bruchs mittels eines Betätigungselementes ist vorteilhaft in Fällen, bei denen es unerwünscht oder unmöglich für den Patienten ist, die Fraktur zu belasten. Dies ist besonders wichtig, falls ein Patient schwere Verletzungen erlitten hat und Immobilisation des Patienten notwendig ist. Mechanische Betätigung macht es möglich, die Kallusbildung und damit eine schnelle Heilung zu fördern, während ein konventioneller Gipsverband völlig unpassend sein kann und Knochenplatten und starre Fixatoren nach dem Stand der Technik viele Monate zur Heilung erfordern würden. Da jede Reduzierung der Heilungsdauer das Infektionsrisiko verringert, wird dies als ein wichtiger Vorteil der Erfindung betrachtet.
Obwohl in den Figuren 7 bis 12 ein Betätigungselement mit einer pneumatischen Zylinder- und Kolben-Anordnung beschrieben wurde, ist es für Maschineningenieure offensichtlich, dass auch andere Betätigungselemente verwendet werden können. Ein hydraulischer Antriebszylinder, ein Nockenwellenantrieb oder ein elektromechanischer Antrieb könnten z.B. verwendet werden.
Die erfindungsgemässe Fixationsvorrichtung wurde bei chirurgischen Operationen an zehn Patienten seit November 1981 verwendet. Die Mehrzahl der Operationen betraf Tibi-alfrakturen. Einem Patienten wurde auch eine Fixationsvorrichtung an den gegenüberliegenden Oberschenkel angelegt; eine Operation betraf eine nicht zusammengewachsene Fraktur der Tibia; eine ersetzte eine Schienung, welche zu einer Weichteilnekrose geführt hatte und drei betrafen Verlängerungen, eine davon bei einem Poliopatienten. Diese Anzahl erlaubt es nicht, einen statistischen Beweis verbesserter Knochenverbindung zu führen, da alle Frakturen von unterschiedlicher Art und Schwere waren und die nachfolgende Operation und Behandlung die Bruchheilung signifikant beeinflusst. Allerdings zeigen die Resultate zumindest einen Grad von Konsolidierung und Heilung der Frakturen, welcher bei Vergleich mit äusserlicher Fixation generell, subjektiv eine verbesserte Knochenproduktion und verringerte s Osteoporose durch Nichtgebrauch des gebrochenen Gliedes zu ergeben scheint. Die Verbindung der erfindungsgemässen Fixationsvorrichtung und früher Mobilisation des Patienten machte Hospitalbetten und Pflegepersonal frei, zusammen mit der schnellen Heilung der Fraktur. Dies erlaubte es, die io Fixationsvorrichtung nach 3 bis 6 Monaten zu entfernen. Die bisherigen Resultate versprechen schnelle Knochenheilung und es wurde kein Anzeichen von übermässiger Frakturbewegung oder Verlust von Knochenlänge beobachtet.
Bei den oben erwähnten Versuchen wurde die Knochen-i5 teilbewegung an der Bruchstelle mit bis zu 0,2 mm unter Belastung gemessen. Die entsprechende Relativbewegung zwischen den fixen Klemmen 227 und den Führungsklemmen 228 bie passiver Stimulation (siehe Fig. 7) und innerhalb drei Wochen nach der Operation war zwischen 0,2 mm und 20 0,5 mm. Ein Teil dieser Bewegung wurde durch die Biegung der Knochenstifte aufgenommen und ein Teil durch Belastung an der Fraktur. Gemäss der Konstruktion der Fixationsvorrichtung ist die seitliche Bewegung an der Fraktur klein, die Hauptkomponente der Kraft besteht aus Axialbe-25 lastung des fixierten Gliedes, was sich als Druckbelastung auswirkt. Kein Unterschied wurde zwischen der passiven Stimulation, bei der die zyklische Belastung durch Betätigung der Fraktur für den Patienten eine Woche nach der Operation beginnt und der aktiven Stimulation gefunden, 30 welche folgte, wenn der Patient aufstehen und an Krücken gehen konnte, dies etwa zwei Wochen nach der Operation.
Bei einer der vorstehenden Operationen, welche sowohl eine Tibialfraktur an einem und eine Femoralfraktur am anderen Bein betraf, konnte der Patient für sechs Wochen nicht 35 gehen. Die Anregung zur Knochenheilung mittels passiver bzw. mechanisch betätigter Anregung wurde während dieser Zeit durchgeführt und ergab gute radiologische Resultate. Zeitweise wurde der Patient auch physiotherapeutisch betreut.
40 Parallele Tierversuche wurden durchgeführt, um eine starre Fixationsvorrichtung nach dem Stand der Technik (UK Anmeldung Nr. 7 924 853) mit einer erfindungsgemäs-
Tabelle I
Patient Fraktur- oder Operationstyp
Relevante Daten und Bemerkungen
Fixator Operation zur Fixator Bemerkungen angelegt Knochenimplantierung entfernt
1 Schwer, offen gebro- 4.11.81 chene Tibia, Tibula, Knochenverlust.
Unfalldatum 1.11.81
2 Schwer, offen gebro- 10.11.81 chene Tibia, Tibula, Knochenverlust. Zug angelegt. Unfalldatum 20.10.81
3 Polio-Beinverlänge- 2.11.81 rung. Linke Tibia
Beinverlängerung. 10.8.81 Rechte Tibia
30.11.81 und eine 15.3.82 Woche passive Anregung
1.12.81 und eine Woche passive Anregung.
18.1.82
16.11.81
22.3.82
22.3.82
.2.82
21.4.82 volles Gewicht. Keine Längeneinbusse. 3 Mon. 15 Tg. Fixierung nach der Operation
21.4.82 solid ausgeheilt. 3 Mon. 21 Tg. Fixierung nach der Operation
Befriedigend 2 Mon. 4 Tg. Fixierung nach der Operation
Befriedigend 2 Mon. 23 Tg. Fixierung nach der Operation
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sen Fixationsvorrichtung mit passiver Stimulation zu vergleichen. Osteotomierte Schafstibiae wurden zyklisch belastet unter Verwendung der Erfindung mit passiver bzw. mechanischer Betätigung. Die Resultate wurden mit denen ähnlich präparierten Schafe mit Fixationsvorrichtungen nach dem Stand der Technik verglichen. Röntgenuntersuchungs-und mechanische post-mortem Daten gaben einen klaren Hinweis, dass bei den zweiwöchigen und vierwöchigen postoperativen Stadien die erfindungsgemässe Fixationsvorrichtung bessere Resultate erzielte als die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik.
Tabelle I zeigt Details von vier der vorerwähnten zehn
Fälle, bei denen Patienten eine Frakturbehandlung abschlössen und die erfindungsgemässen Fixationsvorrichtungen bei allen vier Patienten nach der erfolgreichen Behandlung entfernt wurden.
s Während der Beinverlängerungsbehandlung wurde jedes Bein progressiv über einen Zeitraum von Wochen verlängert, auf welchen die Konsolidation folgte. Um die Verwendung der erfindungsgemässen Fixationsvorrichtung zu zeigen, zeigt Fig. 13 die an einen Patienten angelegte Vorrich-
lo tung gemäss Fig. 7. Die Figuren 14 und 15 sind ähnlich und zeigen die Vorrichtung nach Fig. 2 auf umgekehrte Weise angelegt.
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10 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

  1. 659 577
    2
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Aussenliegende orthopädische Frakturfixationsvor-richtung, gekennzeichnet durch einen langgestreckten, starren, primären Support (21; 121; 221; 321; 421), erste mit dem primären Support verbindbare Klemmeinrichtungen (27; 127; 227; 427) zur justierbaren Befestigung einer Mehrzahl von ersten Knochenstiften (25; 125; 225; 425) am primären Support, welche in einen ersten Teil eines gebrochenen Knochens (23; 223; 423) einsetzbar sind, einen langgestreckten, starren, sekundären Support (29; 129; 229; 329; 429), zweite mit dem sekundären Support verbindbare Klemmeinrichtungen (28; 128; 228; 328; 428) zur justierbaren Befestigung einer Mehrzahl von zweiten Knochenstiften (26; 126; 226; 326; 426) am sekundären Support, welche in einen zweiten Teil des gebrochenen Knochens einsetzbar sind, Verbindungsmittel (30; 130; 230; 330; 430) zur Verbindung der beiden Supporte, um die beiden Knochenteile in einer vorbestimmten zueinander ausgerichteten Anordnung für die Wiedervereinigung zu halten und dabei das Aufeinanderzubewe-gen der Supporte in einer Richtung unter Krafteinwirkung zu erlauben, und Einstellmittel (32, 33; 132,133; 232, 233; 332,333; 430,490), welche lösbar an den verbundenen Supporten fixierbar sind, um den Betrag der Bewegung zu begrenzen.
  2. 2. Fixationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel eine Feder (33; 133; 232; 333; 491) umfassen, welche den Supporten eine gegen die Bewegung wirkende Vorspannung verleiht.
  3. 3. Fixationsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel ein Verbindungsglied (30; 130; 230; 330; 430), welches fest mit dem primären und verschieblich mit dem sekundären Support verbunden ist, um diese parallel nebeneinanderliegend zu haltern, wobei die Bewegung in Längsrichtung der Supporte erfolgt, und einen ersten Anschlag (32; 132; 232; 332; 490) aufweisen, welcher mit Bezug auf das Verbindungsglied auf der einen Seite des sekundären Supportes mit diesem verbunden ist und unter der Wirkung der Federvorspannung an dem Verbindungsglied anliegt, und dass die Einstellmittel einen zweiten Anschlag (32; 132; 232; 332; 490), welcher mit Bezug auf das Verbindungsglied auf der anderen Seite des sekundären Supportes mit diesem verbunden ist, und eine Druckfeder (33; 133; 233; 333; 491) aufweisen, welche zwischen dem Verbindungsglied und dem zweiten Anschlag angreift, um die Vorspannung zu bewirken.
  4. 4. Fixationsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (33; 133; 233; 333) und der zweite Anschlag (32; 132; 232; 332) jeweils ringförmig sind und lösbar und justierbar vom freien Ende der anderen Seite her befestigt sind.
  5. 5. Fixationsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder mindestens ein Paar Federscheiben (133, 333) umfasst, welche mit ihrer jeweiligen Basis aufeinanderliegend angeordnet sind.
  6. 6. Fixationsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Klemmeinrichtungen (28; 128; 228; 328; 428) verschieblich am primären Support gehaltert sind.
  7. 7. Fixationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Klemmeinrichtungen (27; 127; 227; 427; 28; 128; 228; 328; 428) jeweils mindestens zwei Klemmen aufweisen, welche einzeln entlang des jeweiligen Supports verschieblich und justiert befestigbar sind, wobei jede Klemme zum Festhalten eines entsprechenden einzelnen Knochenstiftes ausgestaltet ist, welcher durch die Klemme verläuft und darin richtungsjustierbar ist.
  8. 8. Fixationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mit den beiden Supporten wirkverbundene Betätigungseinrichtung (490), welche wiederholterweise eine oszillatorische Relativbewegung zwischen den Supporten erzeugt.
  9. 9. Fixationsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung eine fluidbe-tätigte Kolben- und Zylinderanordnung (490) aufweist.
  10. 10. Fixationsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung ein nockenbetätigtes Element aufweist.
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