[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Hülse, welche als Endschutz oder Kopf an einem longitudinalen Knochenfixationselement, insbesondere einem zylindrischen oder hohlzylindrischen Draht, anbringbar ist, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Fixierung von Knochen oder Knochenfragmenten gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
[0002] Kirschnerdrähte, Pins oder Schanzsche Schrauben werden in der Chirurgie häufig und für die verschiedensten Aufgaben verwendet. Solche dünnen Drähte oder Schrauben werden zuerst mit ihrem vorderen Ende an einem Knochen oder Knochenfragment befestigt und anschliessend entsprechend ihrer Aufgabe, beispielsweise an einem externen Fixateur befestigt. Die Drähte werden nach ihrer Befestigung am Knochen auf ihre gewünschte Länge geschnitten.
Nachteilig an dieser Technik ist, dass
das freie Ende des Drahtes nach dem Abschneiden einen Grat aufweist, wodurch Irritationen der anliegenden Weichteile hervorgerufen werden können; und
die Anwendung solcher Drähte dadurch eingeschränkt wird, dass am hinteren Ende des Drahtes praktisch nur kraftschlüssige Verbindungen mit anderen Teilen, beispielsweise Schraubenköpfen oder anderen Verankerungselementen angewendet werden können. Für Anwendungen als Kompressionsschrauben ist dies jedoch ungünstig.
[0003] Aus der DE 9 490 219 HOWMEDICA ist beispielsweise eine Kompressionsvorrichtung bekannt, welche ein longitudinales Knochenfixationselement mit einem axial verschiebbaren und bei einer gewünschten Position einrastbaren Stopper umfasst.
Der Schaft sowie die Zentralbohrung im Stopper weisen eine unrunde Querschnittsfläche auf, so dass der Stopper auch bezüglich Rotation um die Längsachse des Knochenfixationselementes blockiert ist. Nachteilig an dieser bekannten Vorrichtung ist, dass das Knochenfixationselement zahnstangenartig ausgebildet werden muss, was einen aufwendigen Herstellungsprozess und somit hohe Kosten bedeutet.
[0004] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hülse zu schaffen, welche im nicht deformierten Zustand eine fluchtende Zentralbohrung aufweist und ohne grossen Kraftaufwand durch Scherung quer zu ihrer Längsachse derart verformbar ist, dass sie zwei miteinander verbundene axiale Segmente mit nicht fluchtenden Zentralbohrungen aufweist.
[0005] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Hülse, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, sowie eine Vorrichtung zur Fixierung von Knochen oder Knochenfragmenten, welche die Merkmale des Anspruchs 15 aufweist.
[0006] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
[0007] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen darin zu sehen,
dass dank der erfindungsgemässen Hülse
das Ende eines abgetrennten Drahtes durch Anbringen einer Hülse gratfrei ausgebildet werden kann. Die durch den Trennvorgang am Draht entstehende Kante wird durch die Hülse verdeckt; und
an einem handelsüblichen Draht an einer beliebigen Stelle eine Hülse axial und rotativ formschlüssig befestigbar ist, wodurch Zug- oder Stosskräfte und/oder Drehmomente zwischen dem Draht und der Hülse oder einem mit der Hülse verbindbaren weiteren Teil übertragbar sind.
[0008] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verbindungssteg parallel zur Längsachse zwischen den Stirnflächen an den intermediären Enden der Rohrelemente angeordnet, so dass keine über die Peripherie der Rohrelemente vorstehenden Teile an der Hülse vorhanden sind,
welche die Entfernung des zur Fixation der Hülse dienenden Instrumentes behindern können.
[0009] Der Verbindungssteg weist vorzugsweise eine zur Längsachse orthogonale, innerhalb eines Kreisringsegmentes mit einem Zentriwinkel alpha zwischen 5 deg. und 350 deg. liegende Querschnittsfläche auf. Die Querschnittsfläche des Verbindungsstegs ist derart bemessen, dass der Verbindungssteg mit einem einfachen, ohne grossen Kraftaufwand von Hand bedienbaren Instrument scherbar ist.
Die Fixierung der Hülse am Draht erfolgt durch eine Scherung des Verbindungsteges.
[0010] In einer anderen Ausführungsform weisen die äusseren Mantelflächen der Rohrelemente je mindestens eine zur Längsachse parallele, planare Fläche auf, wodurch eine Verdrehsicherung gewährleistet werden kann.
[0011] In einer anderen Ausführungsform ist die Hülse an ihrem der Spitze des Drahtes zugewandten Ende konisch ausgestaltet und umfasst ein konisches Gewinde.
Dadurch sind die Vorteile erreichbar, dass
ein beispielsweise mit einem Gewinde an der Spitze ausgestalteter Draht als Knochenschraube zusammen mit einer winkelstabil mit einer Knochenplatte verbindbaren Hülse als Schraubenkopf verwendet werden kann; oder
das Gewinde an der Hülse direkt in einen Knochen oder ein Knochenfragment schraubbar ist, so dass der Draht zusammen mit einer Hülse als Kompressionsschraube anwendbar ist.
[0012] In wiederum einer weiteren Ausführungsform ist die Hülse mit einer die Zentralbohrung nicht schneidenden, durchgehenden Bohrung versehen, so dass ein Draht oder Faden an der Hülse und damit am Draht fixierbar ist.
[0013] In einer Ausführungsform der Vorrichtung werden auf einem Draht zwei Hülsen in einem gewünschten Abstand zueinander fixiert. Der Abstand der Hülsen relativ zueinander ist frei wählbar.
Damit ist der Vorteil erreichbar, dass zwei oder mehrere Knochenfragmente zwischen den Hülsen fixierbar sind. Die gegen den Knochen oder die Knochenfragmente gerichteten Enden der Hülse können als einfache Auflagen ausgebildet oder mit einem Gewinde versehen sein.
[0014] Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.
[0015] Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Hülse;
<tb>Fig. 2<sep>einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Hülse;
<tb>Fig. 3<sep>einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 2;
<tb>Fig. 4<sep>einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung vor deren Fixierung; und
<tb>Fig. 5<sep>einen Längsschnitt durch die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung im fixierten Zustand.
[0016] Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform einer einstückigen Hülse 1 mit zwei zu einer Längsachse 2 koaxial hintereinander angeordneten Rohrelementen 3; 4, welche mittels eines Verbindungssteges 5 axial fest miteinander verbunden sind. Die Rohrelemente 3; 4 weisen je ein axial aussenstehendes Ende 20; 21, je ein intermediäres Ende 22; 23 und eine koaxiale Zentralbohrung 8 auf. Die zwei Rohrelemente 3; 4 sind aussen kreiszylindrisch ausgebildet, wobei die Mantelfläche 24 des ersten Rohrelementes 3 einen Durchmesser D1 aufweist und die Mantelfläche 25 des zweiten Rohrelementes 4 einen Durchmesser D2 aufweist.
Die Differenz zwischen Durchmesser D1 des ersten Rohrelementes 3 und dem Durchmesser D2 des zweiten Rohrelementes 4 ist derart bemessen, dass bei einer Scherung des Verbindungssteges 5 quer zur Längsachse 2 um eine Distanz E (Fig. 4) das zweite Rohrelement 4 radial nicht über das erste Rohrelement 3 hinausragt, d.h. (D1-D2) / 2 >= E. Dadurch dass das zweite Rohrelement 4 nach der Fixation der Hülse 1 nicht über das erste Rohrelement 3 hinausragt ist erreichbar, dass das zur Fixation dienende Instrument einfach von der Hülse 1 entfernbar ist.
[0017] Die hier dargestellte Hülse 1 weist zwischen den intermediären Enden 22; 23 der Rohrelemente 3; 4 einen radialen Schlitz 9 auf, dessen Tiefe T kleiner als der Aussendurchmesser D2 des zweiten Rohrelementes 4 ist.
Der Verbindungssteg 5 ist parallel zur Längsachse 2 angeordnet und an den zur Längsachse 2 orthogonalen Stirnflächen 28; 29 an den intermediären Enden 22; 23 fest mit den zwei Rohrelementen 3; 4 verbunden.
[0018] Wie in Fig. 3 dargestellt, ist der Verbindungssteg 5 in einem zur Längsachse 2 orthogonalen Querschnitt als Kreisringsegment mit einem Zentriwinkel alpha von ca. 90 deg. ausgestaltet, wobei der Innendurchmesser des Kreisringsegmentes 26 dem Durchmesser D der Zentralbohrung 8 in den Rohrelementen 3; 4 entspricht und der Aussendurchmesser des Kreisringsegmentes 26 dem Aussendurchmesser D2 des zweiten Rohrelementes 4 entspricht.
Dadurch, dass der Verbindungssteg 5 im nicht deformierten Zustand innen an die Wand 27 der Zentralbohrung 8 grenzt (Fig. 3), ist erreichbar, dass nach der Scherung des Verbindungssteges 5 quer zur Längsachse 2 (Fig. 5) dieser teilweise in die Zentralbohrung 8a des ersten Rohrelementes 3 ragt und einen axialen Anschlag für den Draht 10, insbesondere Kirschnerdraht, bildet.
Die hier als Kreisringsegment 26 ausgestaltete Querschnittsfläche q des Verbindungssteges 5 muss einerseits quer zur Längsachse 2 scherbar und andererseits stabil genug sein, um axiale Kräfte zwischen Hülse 1 und Draht 10 (Fig. 5) sowie Drehmomente zwischen den zwei Rohrelementen 3; 4 aufzunehmen.
[0019] Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung umfasst einen Draht mit einem Gewinde 11 an seinem vorderen Ende 12 und eine Hülse 1, welche sich von der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Hülse 1 nur darin unterscheidet, dass das erste Rohrelement 3 ein axiales Segment 15 mit einem Gewinde 16 umfasst. Im Speziellen kann das Segment 15 konisch mit einem konischen Gewinde 16 realisiert sein, wobei sich das konische Gewinde 16 gegen das aussenstehende Ende 20 des ersten Rohrelementes 3 verjüngt.
In Fig. 4 ist die Vorrichtung vor der Fixierung dargestellt, so dass die Hülse 1 axial auf dem Draht 10 verschiebbar ist. In Fig. 5 ist die Vorrichtung mit am Draht 10 fixierter Hülse 1 dargestellt. Die Fixierung erfolgt mittels eines Instrumentes (nicht gezeichnet) durch gleichzeitige Umformung, im Speziellen Scherung des Drahtes 10 und der auf diesem positionierten Hülse 1 im Bereich des Verbindungssteges 5 um ein quer zur Längsachse 2 gemessenes Mass E.
Dadurch, dass der Draht 10 und der Verbindungssteg 5 geschert sind und die Zentralbohrungen 8a; 8b der zwei Rohrelemente 3; 4 nach der Scherung um das Mass E exzentrisch zueinander sind, ergibt sich eine axial sowie rotativ formschlüssige Fixierung der Hülse 1 auf dem Draht 10.
[0020] Die Operationstechnik während der Implantation der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst vorzugsweise die folgenden Schritte:
[0021]
a) : Eindrehen eines Drahtes in den zu behandelnden Knochen;
b) : Aufbringen der Hülse auf den Draht, insbesondere Kirschnerdraht, wahlweise mittels eines geeigneten Instrumentes;
c) : Aufschieben des Instrumentes auf die Hülse auf dem Draht;
d) : korrektes Positionieren des Instrumentes;
e) : Aufbringen einer optimalen axialen Vorspannung zwischen Draht und Hülse und damit auf die zu behandelnden Knochenfragmente;
f) :
Fixation der Hülse auf dem Draht;
g) : wahlweise Trennen des Drahtes am hinteren Ende der Hülse; und
h) : Entfernen des Instrumentes.
The invention relates to a sleeve which can be attached as end protection or head to a longitudinal bone fixation element, in particular a cylindrical or hollow cylindrical wire, according to the preamble of patent claim 1 and to a device for fixing bone or bone fragments according to the preamble of claim 15.
Kirschner wires, pins or Schanz screws are commonly used in surgery and for a variety of tasks. Such thin wires or screws are first attached with their front end to a bone or bone fragment and then attached according to their task, for example to an external fixator. The wires are cut to their desired length after attachment to the bone.
The disadvantage of this technique is that
the free end of the wire after cutting has a burr, whereby irritation of the adjacent soft parts can be caused; and
the use of such wires is limited by the fact that at the rear end of the wire practically only non-positive connections with other parts, such as screw heads or other anchoring elements can be applied. For applications as compression screws, however, this is unfavorable.
From DE 9 490 219 HOWMEDICA, for example, a compression device is known, which comprises a longitudinal bone fixation element with an axially displaceable and engageable at a desired position stoppers.
The shaft and the central bore in the stopper have a non-circular cross-sectional area, so that the stopper is also blocked with respect to rotation about the longitudinal axis of the bone fixation element. A disadvantage of this known device is that the bone fixation element must be formed like a rack, which means a complex manufacturing process and thus high costs.
Here, the invention seeks to remedy this situation.
The invention has for its object to provide a sleeve which has an aligned central bore in the undeformed state and without great force by shear transversely to its longitudinal axis is deformable so that it has two interconnected axial segments with non-aligned central holes.
The invention solves the problem with a sleeve having the features of claim 1, and a device for fixing bone or bone fragments, which has the features of claim 15.
Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the dependent claims.
The advantages achieved by the invention are essentially to be seen therein
that thanks to the inventive sleeve
the end of a severed wire can be formed without burrs by attaching a sleeve. The resulting from the separation process on the wire edge is hidden by the sleeve; and
on a commercial wire at any point a sleeve axially and rotationally positively fastened, whereby tensile or impact forces and / or torques between the wire and the sleeve or connectable to the sleeve further part are transferable.
In a preferred embodiment, the connecting web is arranged parallel to the longitudinal axis between the end faces at the intermediate ends of the tubular elements, so that no over the periphery of the tubular elements projecting parts are present on the sleeve,
which may hinder the removal of the instrument used to fix the sleeve.
The connecting web preferably has an orthogonal to the longitudinal axis, within a circular ring segment with a central angle alpha between 5 deg. and 350 deg. lying cross-sectional area. The cross-sectional area of the connecting web is dimensioned such that the connecting web can be sheared with a simple hand-operated instrument without great effort.
The fixation of the sleeve on the wire is effected by a shear of the connecting web.
In another embodiment, the outer lateral surfaces of the tube elements each have at least one parallel to the longitudinal axis, planar surface, whereby a rotation can be ensured.
In another embodiment, the sleeve is conically configured at its end facing the tip of the wire and comprises a conical thread.
Thereby the advantages are achievable that
a wire designed, for example, with a thread at the tip can be used as a screw head together with a sleeve that can be connected to a bone plate in an angle-stable manner as a screw head; or
the thread on the sleeve can be screwed directly into a bone or bone fragment, so that the wire is applicable together with a sleeve as a compression screw.
In yet another embodiment, the sleeve is provided with a central bore not intersecting, continuous bore, so that a wire or thread on the sleeve and thus on the wire can be fixed.
In one embodiment of the device two sleeves are fixed to one another on a wire at a desired distance. The distance of the sleeves relative to each other is arbitrary.
Thus, the advantage is achievable that two or more bone fragments can be fixed between the sleeves. The directed against the bone or bone fragments ends of the sleeve may be formed as a simple editions or provided with a thread.
The invention and further developments of the invention will be explained in more detail below with reference to the partially schematic representations of several embodiments.
[0015] FIG.
<Tb> FIG. 1 <sep> is a perspective view of an embodiment of the inventive sleeve;
<Tb> FIG. 2 <sep> is a longitudinal section through the embodiment of the sleeve according to the invention shown in FIG. 1;
<Tb> FIG. 3 <sep> is a section along the line II-II in Fig. 2;
<Tb> FIG. 4 shows a longitudinal section through an embodiment of the device according to the invention prior to its fixation; and
<Tb> FIG. FIG. 5 shows a longitudinal section through the embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 3 in the fixed state.
Figures 1 to 3 show an embodiment of a one-piece sleeve 1 with two to a longitudinal axis 2 coaxially arranged one behind the other tube elements 3; 4, which are axially fixedly connected to each other by means of a connecting web 5. The pipe elements 3; 4 each have an axially outward end 20; 21, each an intermediate end 22; 23 and a coaxial central bore 8. The two pipe elements 3; 4 are outer circular cylindrical, wherein the lateral surface 24 of the first tubular element 3 has a diameter D1 and the lateral surface 25 of the second tubular element 4 has a diameter D2.
The difference between the diameter D1 of the first tubular element 3 and the diameter D2 of the second tubular element 4 is dimensioned such that when the connecting web 5 shears transversely to the longitudinal axis 2 by a distance E (FIG. 4), the second tubular element 4 does not extend radially beyond the first Pipe element 3 protrudes, ie (D1-D2) / 2> = E. Due to the fact that the second tubular element 4 does not project beyond the first tubular element 3 after the fixation of the sleeve 1, it can be achieved that the instrument used for the fixation can be easily removed from the sleeve 1.
The sleeve 1 shown here has between the intermediate ends 22; 23 of the pipe elements 3; 4 a radial slot 9, whose depth T is smaller than the outer diameter D2 of the second tube element 4.
The connecting web 5 is arranged parallel to the longitudinal axis 2 and on the longitudinal axis 2 orthogonal end faces 28; 29 at the intermediate ends 22; 23 fixed to the two pipe elements 3; 4 connected.
As shown in Fig. 3, the connecting web 5 in an orthogonal to the longitudinal axis 2 cross-section as a circular ring segment with a center angle alpha of about 90 °. configured, wherein the inner diameter of the circular ring segment 26 to the diameter D of the central bore 8 in the tubular elements 3; 4 and the outer diameter of the circular ring segment 26 corresponds to the outer diameter D2 of the second tubular element 4.
Due to the fact that the connecting web 5 in the undeformed state adjoins the inside wall 27 of the central bore 8 (FIG. 3), it can be achieved that, after the shearing of the connecting web 5 transversely to the longitudinal axis 2 (FIG. 5), this partially into the central bore 8a the first tubular element 3 projects and forms an axial stop for the wire 10, in particular Kirschner wire.
The cross-sectional area q of the connecting web 5, which is designed here as a circular ring segment 26, must be sheared on the one hand transversely to the longitudinal axis 2 and stable enough to withstand axial forces between sleeve 1 and wire 10 (FIG. 5) and torques between the two tubular elements 3; 4 record.
Illustrated embodiment of the device comprises a wire with a thread 11 at its front end 12 and a sleeve 1, which differs from the sleeve 1 shown in FIGS. 1 to 3 only therein, the first tubular element 3 comprises an axial segment 15 with a thread 16. In particular, the segment 15 may be realized conically with a conical thread 16, wherein the conical thread 16 tapers against the outer end 20 of the first tubular element 3.
In Fig. 4, the device is shown prior to fixing, so that the sleeve 1 is axially displaceable on the wire 10. In Fig. 5, the device is shown fixed to the wire 10 sleeve 1. The fixation by means of an instrument (not shown) by simultaneous deformation, in particular shearing of the wire 10 and positioned on this sleeve 1 in the region of the connecting web 5 about a transversely to the longitudinal axis 2 measured Mass E.
Characterized in that the wire 10 and the connecting web 5 are sheared and the central bores 8a; 8b of the two pipe elements 3; 4 are eccentric to each other by the shear E, results in an axially and rotationally positive fixation of the sleeve 1 on the wire 10th
The surgical technique during implantation of the device according to the invention preferably comprises the following steps:
[0021]
a): screwing a wire into the bone to be treated;
b): applying the sleeve to the wire, in particular Kirschner wire, optionally by means of a suitable instrument;
c): pushing the instrument onto the sleeve on the wire;
d): correct positioning of the instrument;
e): application of an optimal axial prestress between the wire and the sleeve and thus to the bone fragments to be treated;
f):
Fixation of the sleeve on the wire;
g): optionally separating the wire at the rear end of the sleeve; and
h): removal of the instrument.