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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Marknagel für eine Distraktion eines Röhrenknochens.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Marknägel bekannt, welche eine Distraktion von langen Röhrenknochen ermöglichen. Zwei Knochenfragmente, ein erstes Knochenfragment und ein zweites Knochenfragment, werden relativ zueinander mittels eines Marknagels verschoben. An der Kontaktstelle zwischen den beiden Knochenfragmenten soll Knochen nachwachsen. Dies wird erreicht, indem eine Vorschubgeschwindigkeit eines Antriebs des Marknagels zur Distraktion ausreichend klein gewählt wird. Es ist bekannt, einen Marknagel transkutan mit Energie für den Antrieb zu versorgen. Beispielsweise sind aus der
EP 1 033 112 B1 Empfangsantennen bekannt, die innerhalb eines Gehäuses eines Marknagels oder stirnseitig außerhalb eines Gehäuses eines Marknagels angeordnet sind.
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Allerdings haben bisher bekannte Lösungen aus dem Stand der Technik Restriktionen in Bezug auf die Energieübertragungsleistung oder die Effizienz der Energieübertragung, benötigen mehr Raum oder erfordern das Verbinden einer außerhalb des Marknagels angeordneten Empfangsantenne mit dem Marknagel.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Marknagel anzugeben. Insbesondere sollte ein Marknagel eine hohe Energieübertragungsleistung ermöglichen, eine hohe Effizienz der Energieübertragung aufweisen, wenig Raum im Knochen beanspruchen oder gelenksnah implantiert werden können. Weiterhin sind Marknägel wünschenswert, welche einen möglichst geringen Operationsaufwand benötigen oder eine zuverlässige Fixierung in den Knochenfragmenten ermöglichen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Marknagel für eine Distraktion eines Röhrenknochens mit einem sich in einer axialen Richtung des Marknagels erstreckenden ersten Rohr, einem sich in einer axialen Richtung des Marknagels erstreckenden zweiten Rohr, welches axial ineinander verschiebbar mit dem ersten Rohr verbunden ist, einer ersten Verriegelungsöffnung in einem dem zweiten Rohr abgewandten Endbereich des ersten Rohres, einer Spule, welche in einem Spulenbereich des ersten Rohres zwischen der ersten Verriegelungsöffnung und dem zweiten Rohr angeordnet ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Energie von einer Primärspule zu einer Spule eines Marknagels in einer der hierin beschriebenen typischen Ausführungsformen, mit Bestromen der Primärspule, und Empfangen zumindest eines Teils der durch das Bestromen der Primärspule ausgesendeten elektromagnetischen Energie durch die Spule des Marknagels.
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Beispielhafte Marknägel eignen sich insbesondere zur Behandlung von Frakturen oder anderen Schädigungen von langen Röhrenknochen, wobei andere Schädigungen beispielsweise Knochenverluste aufgrund von Tumoren oder Gewalteinwirkung sein können. Knochen, welche mit typischen Marknägeln behandelt werden können, sind Oberschenkelknochen (Femur) und Schienenbein (Tibia), es können jedoch auch Oberarmknochen (Humerus), Elle (Ulna), Speiche (Radius) und Wadenbein (Fibula) behandelt werden.
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Bei typischen Ausführungsformen ist das zweite Rohr in einer axialen Richtung in dem ersten Rohr verschiebbar. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist das erste Rohr in einer axialen Richtung in dem zweiten Rohr verschiebbar. Typischerweise sind hierin die Begriffe „axial“ und „radial“ bezüglich der Längsachse des Marknagels zu verstehen, wobei sich die Längsachse insbesondere entlang des Marknagels oder der größten räumlichen Ausdehnung des Marknagels erstreckt. Insbesondere ist unter einer axialen Richtung eine Richtung entlang oder parallel zu der Längsachse des Marknagels zu verstehen, unter einer radialen Richtung eine Richtung senkrecht zu der Längsachse. Die Längsachse eines Marknagels kann auch gekrümmt sein, beispielsweise bei einem Marknagel mit einer Herzogkrümmung für Unterschenkel. Typischerweise ist der Marknagel im Querschnitt zur Längsachse des Marknagels zumindest im Wesentlichen rund.
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Bei typischen Ausführungsformen ist die Spule als Empfangsspule oder als Sekundärspule ausgeführt. Typischerweise ist die Spule eingerichtet, um Energie von einer extrakorporal angeordneten Primärspule zu empfangen, insbesondere zum Betreiben eines Antriebs des Marknagels. Typischerweise ist die Primärspule als Ringspule oder als Sattelspule ausgeführt. Typischerweise ist die Spule dem ersten Rohr zugeordnet. Typischerweise ist die Spule in oder an dem ersten Rohr angeordnet.
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Bei typischen Ausführungsformen sind der Marknagel und die Primärspule für eine transkutane Datenübertragung zwischen der Spule und der Primärspule eingerichtet. Typischerweise umfasst der Marknagel eine Datenverarbeitungseinheit zum Senden von Daten über die Spule oder zum Lesen von über die Spule empfangenen Daten.
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Typische Ausführungsformen weisen eine Verriegelungsöffnung auf, insbesondere eine erste Verriegelungsöffnung in einem Endbereich des ersten Rohrs. Typischerweise ist eine Verriegelungsöffnung eingerichtet zum Einführen oder zum Durchführen eines Verriegelungsmittels zum Verriegeln des Marknagels in einem Knochenfragment des Röhrenknochens, insbesondere in einem ersten Knochenfragment oder in einem zweiten Knochenfragment. Auf diese Weise kann der Marknagel mit dem Knochenfragment des Röhrenknochens in alle Richtungen und alle Drehrichtungen fixiert verbunden werden. Der Marknagel kann damit in allen Freiheitsgraden mit dem Knochenfragment fixiert verbunden werden. Als Verriegelungsmittel kommen insbesondere Bolzen oder Schrauben in Betracht. Die Schrauben oder Bolzen ermöglichen eine Verankerung des Marknagels in dem Knochenfragment.
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Bei typischen Ausführungsformen ist eine Verriegelungsöffnung winkelstabil ausgerichtet. Eine winkelstabile Ausrichtung kann den Vorteil bieten, dass zwei oder mehrere Verriegelungsöffnungen oder Verriegelungsmittel zueinander verspannt werden können. Typischerweise verläuft eine Verriegelungsöffnung in radialer Richtung durch den Marknagel. Bei weiteren typischen Ausführungsformen schließt eine Verriegelungsöffnung einen Winkel mit der Längsachse des Marknagels ein, wobei der Winkel insbesondere kleiner als 110° oder kleiner als 100° ist. Bei typischen Ausführungsformen ist der Winkel größer als 70°, beispielsweise größer als 80°. Typischerweise sind zwei oder mehrere Verriegelungsöffnungen parallel zueinander ausgerichtet. Bei weiteren typischen Ausführungsformen sind zwei oder mehrere Verriegelungsöffnungen zueinander verdreht ausgerichtet. Insbesondere sind die Verriegelungsöffnungen höchstens 7°, beispielsweise höchstens 5° zueinander verdreht. Typischerweise sind die Verriegelungsöffnungen schneidend oder windschief zueinander ausgerichtet.
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Bei typischen Ausführungsformen ist das erste Rohr aus mindestens zwei miteinander verbundenen Rohrstücken hergestellt. Typischerweise sind die Rohrstücke mit einem Fügeverfahren miteinander verbunden, verschweißt, verklebt oder durch Formschluss verbunden. Typischerweise umfassen die Rohrstücke ein Endstück in dem Endbereich des ersten Rohrs, einen Dorn in dem Spulenbereich, ein Hohlstück an dem dem Endbereich gegenüberliegenden Ende des ersten Rohrs oder ein Zwischenstück in einem Zwischenbereich zwischen dem Dorn und dem Hohlstück. Die Rohrstücke sind hierin insbesondere nicht als auf die genannten Bereiche des ersten Rohrs beschränkt zu verstehen, sondern erstrecken sich bei typischen Ausführungsformen auch in andere Bereiche des ersten Rohrs. Beispielsweise kann sich der Dorn in den Endbereich hinein erstrecken und insbesondere eine Verriegelungsöffnung aufweisen. Außerdem können zwei oder mehrere der Rohrstücke einstückig hergestellt sein, beispielsweise der Dorn und das Zwischenstück.
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Typischerweise besteht das erste Rohr, insbesondere auch das zweite Rohr, zumindest im Wesentlichen aus Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus biokompatiblem Metall oder einer biokompatiblen Metalllegierung.
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Bei typischen Ausführungsformen besteht mindestens ein Hohlstück des ersten Rohrs zumindest im Wesentlichen aus Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus biokompatiblem Metall oder einer biokompatiblen Metalllegierung. In Ausführungsformen bestehen das Hohlstück, das Zwischenstück, das Endstück oder der Dorn des ersten Rohrs zumindest im Wesentlichen aus Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus biokompatiblem Metall oder einer biokompatiblen Metalllegierung. Bei typischen Ausführungsformen besteht ein Endstück, ein Dorn oder ein Zwischenstück zumindest im Wesentlichen aus Kunststoff, beispielsweise aus Epoxidharz, Silikon oder Thermoplast. Typischerweise ist ein Rohrstück aus Metall mit einem weiteren Rohrstück aus Kunststoff durch Formschluss verbunden.
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In Ausführungsbeispielen wird der Dorn mit dem Endstück verschweißt, verklebt, umspritzt oder auf andere Weise verbunden.
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Bei typischen Ausführungsformen weist das erste Rohr in dem Spulenbereich einen geringeren Außendurchmesser auf. „Einen geringeren Außendurchmesser aufweisen“ kann beispielsweise bedeuten, dass eine abschnittsweise Einschnürung oder eine abschnittsweise Verjüngung vorhanden ist. Die Spule ist typischerweise in dem Spulenbereich radial außen an dem ersten Rohr angeordnet. Typischerweise umgreift die Spule das erste Rohr. Typischerweise ist die Spule achssymmetrisch ausgeführt.
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Hierin ist unter einem Außendurchmesser eines Marknagels, eines Rohrstücks oder einer Spulenhülle insbesondere der Außendurchmesser des Marknagels, des Rohrstücks oder der Spulenhülle in einem Querschnitt zu der Längsachse des Marknagels zu verstehen.
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Bei typischen Ausführungsformen ist die Spule eine Zylinderspule und koaxial mit dem Marknagel angeordnet. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist die Spule als Planarspulenarray ausgeführt, insbesondere als achssymmetrisches Planarspulenarray oder insbesondere mit einer Sattelspule als Primärspule. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist die Spule als Ringspule oder als Sattelspule ausgeführt.
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Typischerweise weist die Spule in axialer Richtung eine Spulenlänge auf, welche mindestens dem 0,8-fachen, insbesondere mindestens dem 1-fachen, Außendurchmesser des Marknagels oder höchstens dem 2,5-fachen Außendurchmesser des Marknagels entspricht. Eine Windungszahl der Spule kann beispielsweise in Abhängigkeit des Außendurchmessers des Dorns oder der Spulenlänge angepasst werden.
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Bei typischen Ausführungsformen umgibt eine Spulenhülle, insbesondere eine koaxiale Spulenhülle, die Spule, wobei die Spulenhülle zumindest im Wesentlichen aus nicht-metallischem Material besteht. Typischerweise besteht die Spulenhülle zumindest zu 70%, insbesondere zumindest zu 80% oder zumindest zu 90% aus nicht-metallischem Material. Typischerweise umfasst das nicht-metallische Material Kunststoff, beispielsweise Epoxidharz, Silikon oder Thermoplast, oder Keramik oder Glas. Typischerweise ist ein zum Herstellen der Spulenhülle verwendeter Kunststoff biokompatibel. Typischerweise ist die Spulenhülle durch Umspritzen oder Verguss der Spule mit Kunststoff hergestellt. Ein Herstellen durch Verguss kann beispielsweise vorteilhaft sein, da keine mechanischen Kräfte zur Fixierung einer zu vergießenden Spule oder eines oder mehrerer zu vergießender Rohrstücke auftreten.
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Bei typischen Ausführungsformen ist die Spulenhülle durch Vergießen oder Umspritzen einer an dem ersten Rohr angeordneten Spule mit Kunststoff hergestellt. Bei beispielhaften Ausführungsformen ist die Spulenhülle durch Umspritzen der Spule in einer Spritzgussform hergestellt. Bei weiteren typischen Ausführungsformen ist die Spulenhülle durch Umspritzen einer an einem Rohrstück eines mehrteilig ausgeführten ersten Rohrs angeordneten Spule mit Kunststoff hergestellt, wobei das Umspritzen vor dem Verbinden der Rohrstücke des ersten Rohrs erfolgt ist.
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Typischerweise ist die Spulenhülle zumindest im Wesentlichen durchlässig für elektromagnetische Wechselfelder, insbesondere für Wechselfelder mit Frequenzen von mindestens 1 kHz, beispielsweise von mindestens 10 kHz oder von mindestens 100 kHz, oder von maximal 1 GHz, beispielsweise von maximal 100 MHz oder von maximal 10 MHz.
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Bei typischen Ausführungsformen füllt die Spulenhülle den Spulenbereich zumindest im Wesentlichen radial nach außen hin bündig mit einer Außenkontur des ersten Rohrs aus. Bei typischen Ausführungsformen ist die Spulenhülle koaxial zur Spule oder koaxial zur Längsachse des Marknagels ausgerichtet. Typischerweise umgibt die Spulenhülle im Wesentlichen ringförmig die Spule oder das erste Rohr, insbesondere im Spulenbereich.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst das erste Rohr einen Spulenkern, der radial innerhalb der Spule angeordnet ist. Typischerweise ist der Spulenkern ein Ferritkern. Typischerweise ist der Spulenkern hohl ausgeführt. Typischerweise ist die Spule an dem Spulenkern angeordnet. Typischerweise sind Spulenkern und Spule mittels Kunststoff gekapselt, beispielsweise mit Epoxidharz. Typischerweise ist der Spulenkern koaxial mit dem Marknagel angeordnet.
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Bei typischen Ausführungsformen weist der Spulenkern an einem axialen Ende der Spule eine radiale Auskragung auf. Typischerweise weist der Spulenkern an beiden axialen Enden eine radiale Auskragung auf. Typischerweise ist die radiale Auskragung eingerichtet, um die Windungen der Spule gegenüber metallischen Rohrstücken abzuschirmen. Typischerweise bildet die radiale Auskragung einen radialen Anschlag für die Wicklung der Spule.
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Typischerweise ist das erste Rohr in dem Spulenbereich oder in dem Abschnitt mit dem geringen Außendurchmesser zumindest im Wesentlichen voll ausgeführt. Insbesondere ist typischerweise die Querschnittsfläche des ersten Rohrs in dem Spulenbereich mindestens 30% voll, beispielsweise mindestens 50%, mindestens 70% oder mindestens 90% voll. Bei typischen Ausführungsformen ist das erste Rohr in dem Spulenbereich durch einen Dorn gebildet, der als Vollzylinder ausgeführt ist.
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Bei typischen Ausführungsformen weist das erste Rohr eine zweite Verriegelungsöffnung in einem Zwischenbereich zwischen dem Spulenbereich und dem zweiten Rohr auf. Typischerweise ist die zweite Verriegelungsöffnung in einem Zwischenstück des ersten Rohrs ausgeführt, wobei das Zwischenstück axial an der dem zweiten Rohr zugewandten Seite des Spulenbereichs angeordnet ist, insbesondere in dem Zwischenbereich zwischen einem Dorn und einem Hohlstück des ersten Rohrs.
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Bei typischen Ausführungsformen beträgt der Abstand zwischen der ersten Verriegelungsöffnung und der zweiten Verriegelungsöffnung maximal 30 mm, insbesondere maximal 25 mm.
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Typischerweise umfasst der Marknagel einen Antrieb, welcher mit der Spule elektrisch verbunden ist. Typischerweise ist der Antrieb in dem ersten Rohr zwischen dem Spulenbereich und dem zweiten Rohr, insbesondere zwischen einem Zwischenstück und dem zweiten Rohr, angeordnet. Typischerweise ist eine elektrische Verbindung zwischen der Spule und dem Antrieb durch eine Durchführung, insbesondere durch ein Zwischenstück, ausgeführt. Die Durchführung ist beispielsweise in axialer Richtung ausgeführt. Typischerweise ist die Durchführung gebohrt. Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Antrieb einen Motor, insbesondere einen Elektromotor. Typischerweise umfasst der Antrieb ein Getriebe, beispielsweise ein mehrstufiges Planetengetriebe. Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Antrieb eine Elektronik oder eine Sensorik zum Steuern oder zum Überwachen des Antriebs. Typischerweise umfasst der Antrieb einen elektrischen Energiespeicher.
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Bei typischen Ausführungsformen ist der Außendurchmesser des ersten Rohrs im Spulenbereich, insbesondere der Außendurchmesser des Dorns im Spulenbereich, größer als der Durchmesser der ersten Verriegelungsöffnung oder als der Durchmesser der zweiten Verriegelungsöffnung. Typischerweise ist der Außendurchmesser des Dorns des ersten Rohrs im Spulenbereich größer als der Durchmesser der ersten Verriegelungsöffnung oder als der Durchmesser der zweiten Verriegelungsöffnung. Typischerweise weist das erste Rohr im Spulenbereich einen Außendurchmesser des Dorns von mindestens 2 mm, insbesondere von mindestens 4 mm oder von mindestens 6 mm auf. Insbesondere weist das erste Rohr im Spulenbereich einen Außendurchmesser des Dorns auf, welcher mindestens 1 mm, insbesondere mindestens 1,5 mm oder mindestens 2 mm geringer ist als der Außendurchmesser der Spulenhülle.
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Bei typischen Ausführungsformen weist ein Dorn des ersten Rohrs axial in Richtung eines Zwischenstücks des ersten Rohrs hin eine radiale Ausrundung auf. Die radiale Ausrundung kann von Vorteil sein, um mechanische Biegebelastungen zwischen dem Dorn und dem Zwischenstück zu übertragen. Typischerweise weist ein an dem Dorn angeordneter Spulenkern eine zu der radialen Ausrundung passende Aussparung auf. Typischerweise sind Dorn und Zwischenstück einstückig hergestellt.
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Bei typischen Ausführungsformen weist ein Zwischenstück des ersten Rohrs axial in Richtung des zweiten Rohrs axiale Vorsprünge auf, welche eingerichtet sind zum Verrasten des Zwischenstücks mit einem Hohlstück des ersten Rohrs. Bei weiteren typischen Ausführungsformen sind das Zwischenstück und das Hohlstück miteinander verschweißt.
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Bei typischen Ausführungsformen weist das erste Rohr eine dritte Verriegelungsöffnung zwischen der ersten Verriegelungsöffnung und dem Spulenbereich oder in einem Zwischenbereich zwischen dem Spulenbereich und einem Hohlstück des ersten Rohrs auf.
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Typischerweise weist das zweite Rohr eine weitere Verriegelungsöffnung auf, insbesondere an dem dem ersten Rohr gegenüberliegenden Ende des zweiten Rohrs.
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Bei typischen Verfahren zum Übertragen von Energie von einer Primärspule zu einer Spule eines Marknagels wird die Primärspule insbesondere um die Spule des Marknagels oder in der Nähe der Spule des Marknagels angeordnet, beispielsweise auf einer Haut eines Patienten oder eines behandelten Tieres. Typischerweise wird bei dem Bestromen der Primärspule an der Primärspule eine elektrische Spannung, insbesondere eine Wechselspannung, angelegt und ein erster Strom, insbesondere ein Wechselstrom, fließt durch die Primärspule. Die bestromte Primärspule erzeugt typischerweise ein wechselndes Magnetfeld. Typischerweise erfolgt das Empfangen der Energie durch die Spule des Marknagels, indem durch das wechselnde Magnetfeld ein zweiter Strom in der Spule des Marknagels induziert wird. Die von der Primärspule auf die Spule des Marknagels übertragene Energie, insbesondere in Form von durch die Primärspule erzeugten Impulsen, kann beispielsweise genutzt werden, um einen Antrieb des Marknagels anzutreiben, insbesondere um einen Antrieb des Marknagels in Echtzeit anzutreiben, um eine Elektronik des Marknagels mit Energie zu versorgen oder um einen elektrischen Energiespeicher des Marknagels zu laden.
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Typische Vorteile von Ausführungsformen umfassen beispielsweise, dass die Marknägel einen geringeren Raum beanspruchen. Typische Marknägel können auch bei niedriger Osteotomierhöhe oder gelenksnah implantiert werden. Weitere Vorteile können sein, dass die Marknägel eine hohe Energieübertragungsleistung erlauben oder eine hohe Energieübertragungseffizienz aufweisen. Typische Marknägel können eine gezieltere Ansteuerung erlauben, eine erhöhte Zuverlässigkeit aufweisen oder eine höhere Distraktionskraft bereitstellen. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass keine Zuleitung von einer außerhalb eines Marknagels angeordneten Spule zu dem Marknagel nötig ist. Marknägel typischer Ausführungsformen können eine kürzere und vereinfachte Operation zum Implantieren oder Entfernen eines Marknagels ermöglichen.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine schematische Übersichtsskizze eines Marknagel zur Distraktion eines Röhrenknochens in Schnittansicht;
- 2 eine schematische Schnittansicht eines Marknagels;
- 3 eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform eines Marknagels;
- 4A eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Marknagels mit einer dritten Verriegelungsöffnung;
- 4B eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Marknagels ohne Verriegelungsöffnung in einem Zwischenstück eines ersten Rohrs;
- 5A eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Marknagels, wobei eine erste Verriegelungsöffnung und eine zweite Verriegelungsöffnung zueinander verdreht sind;
- 5B eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Marknagels, wobei eine erste Verriegelungsöffnung und eine zweite Verriegelungsöffnung schräg zu der Längsachse des Marknagels ausgerichtet sind;
- 6 eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Marknagels mit einem mehrteiligen Endstück; und
- 7 eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Marknagels, wobei ein Dorn eines ersten Rohrs zu einem Zwischenstück hin eine radiale Ausrundung aufweist.
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Beschreibung der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend werden typische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, wobei für gleiche oder ähnliche Teile teilweise gleiche Bezugszeichen verwendet werden und unter Umständen nicht mit jeder Figur nochmals erläutert werden. Die Erfindung ist nicht auf die nachfolgend beschriebenen typischen Ausführungsformen beschränkt. Zur Übersichtlichkeit sind teilweise nicht alle jeweiligen Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen, insbesondere wenn Merkmale einem Element zugeordnet sind, welches einfach oder mehrfach die Längsachse des Marknagels umgreift, beispielsweise der Spulenkern mit dem Bezugszeichen 27 der 2.
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1 zeigt eine schematische Übersichtsskizze eines Marknagel 1 zur Distraktion eines Röhrenknochens eines Patienten 51. Der Marknagel 1 ist in dem Röhrenknochen angeordnet, wobei ein erstes Rohr 3 des Marknagels 1 mit einem ersten Knochenfragment 53 verriegelt ist und ein zweites Rohr 5 mit einem zweiten Knochenfragment 55 verriegelt ist. Das zweite Rohr 5 ist axial ineinander verschiebbar mit dem ersten Rohr 3 verbunden. In der 1 ist das zweite Rohr 5 teilweise in das erste Rohr 3 eingeführt und in axialer Richtung relativ zu dem ersten Rohr 3 verschiebbar.
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In der 1 weist das erste Rohr 3 eine erste Verriegelungsöffnung 7 in einem Endbereich an dem dem zweiten Rohr 5 gegenüberliegenden Ende des ersten Rohrs 3 auf. Ein erstes Verriegelungsmittel 9, in der 1 ein Bolzen, ist in das erste Knochenfragment 53 eingeführt und durch die erste Verriegelungsöffnung 7 positioniert.
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Zwischen der ersten Verriegelungsöffnung 7 und dem zweiten Rohr 5 ist an dem ersten Rohr 3 in einem Spulenbereich eine Spule 11 angeordnet. Das erste Rohr 3 weist in dem Spulenbereich einen geringeren Außendurchmesser auf, insbesondere im Vergleich zu dem Außendurchmesser des ersten Rohrs 3 in dem angrenzenden Endbereich oder in einem Zwischenbereich, welcher axial in Richtung des zweiten Rohrs 5 an den Spulenbereich angrenzt. Die Spule 11 ist in dem Spulenbereich von einer Spulenhülle 13 umgeben. In der 1 füllt die Spulenhülle 13 den Spulenbereich radial nach außen hin bündig mit dem Außendurchmesser des ersten Rohrs 3 in dem Endbereich und bündig mit dem Außendurchmesser des ersten Rohrs 3 in dem Zwischenbereich aus.
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Die Spule 11 ist in der 1 als Zylinderspule ausgeführt. Eine Primärspule 59, in der 1 beispielsweise als Ringspule ausgeführt, ist extrakorporal an dem Patienten 51 angeordnet, insbesondere um die Spule 11. Die Primärspule 59 ist dazu eingerichtet, ein wechselndes Magnetfeld bereitzustellen, um induktiv Energie auf den Marknagel 1, insbesondere auf die Spule 11, zu übertragen, indem das wechselnde Magnetfeld in der Spule 11 einen Strom induziert.
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In dem Zwischenbereich zwischen dem Spulenbereich und dem zweiten Rohr 5 ist eine zweite Verriegelungsöffnung 15 angeordnet. Ein zweites Verriegelungsmittel 17 ist in das erste Knochenfragment 53 eingeführt und durch die zweite Verriegelungsöffnung 15 positioniert.
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Zwischen dem zweiten Rohr 5 und der Spule 11, in der 1 beispielsweise zwischen dem zweiten Rohr 5 und der zweiten Verriegelungsöffnung 15, ist ein Antrieb angeordnet. Typischerweise ist der Antrieb, in der 1 ein Motor 19, insbesondere ein Elektromotor, und ein Getriebe 21, dazu eingerichtet, das erste Rohr 3 und das zweite Rohr 5 axial relativ zueinander zu bewegen. Zur Distraktion des Röhrenknochens wird in der 1 das zweite Rohr 5 langsam aus dem ersten Rohr 3 bewegt, so dass das erste Knochenfragment 53 und das zweite Knochenfragment 55 auseinander bewegt werden und der Röhrenknochen verlängert wird. In der Ossifikationszone 57 kann sich dabei neues Knochengewebe bilden. In der 1 wird der Antrieb über die Spule 11 mit Energie versorgt.
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In dem zweiten Rohr 5 ist eine weitere Verriegelungsöffnung 23 an dem dem ersten Rohr 3 gegenüberliegenden Ende des zweiten Rohrs 5 angeordnet. Ein weiteres Verriegelungsmittel 25 ist in das zweite Knochenfragment 55 eingeführt und durch die weitere Verriegelungsöffnung 23 positioniert. Das weitere Verriegelungsmittel 25 verriegelt das zweite Knochenfragment 55 über die weitere Verriegelungsöffnung 23 mit dem zweiten Rohr 5. In den weiteren Figuren wurden die Verriegelungsmittel der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht eingezeichnet.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Marknagels 1 mit einem ersten Rohr 3 und einem zweiten Rohr 5, welche entlang einer Längsachse 2 des Marknagels 1 angeordnet sind. Das zweite Rohr 5 ist teilweise in dem ersten Rohr 3 angeordnet und relativ zu dem ersten Rohr 3 axial verschiebbar. Das zweite Rohr 5, ein Motor 19 und ein Getriebe 21 sind in einem Hohlstück 41 des ersten Rohrs 3 angeordnet. In einem Endbereich an dem dem zweiten Rohr 5 gegenüberliegenden Ende des ersten Rohrs 3 ist ein Endstück 47 des ersten Rohrs 3 angeordnet. Das Endstück 47 umschließt einen Dorn 45 des ersten Rohrs 3, der aus einem an den Endbereich angrenzenden Spulenbereich des ersten Rohrs 3 in den Endbereich hineinragt. Eine erste Verriegelungsöffnung 7 verläuft durch eine Metallhülse 8. Die Metallhülse 8 ist durch eine Dornöffnung des Dorns 45 und eine Endstücköffnung des Endstücks 47 gesteckt. Die Dornöffnung des Dorns 45 und die Endstücköffnung des Endstücks 47 sind miteinander fluchtend angeordnet. Die Metallhülse 8 ist entlang des Umfangs der Endstücköffnung mit dem Endstück 47 verschweißt.
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In weiteren Ausführungsbeispielen wird der Dorn direkt mit dem Endstück verschweißt, verklebt, oder auf andere Weise verbunden.
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In dem Spulenbereich umfasst das erste Rohr 3 den Dorn 45 und einen Spulenkern 27, welcher radial außen um den Dorn 45 angeordnet ist. Der Dorn 45 weist einen geringeren Außendurchmesser auf als das Endstück 47 oder als ein an den Dorn 45 angrenzendes Zwischenstück 43, welches in einem Zwischenbereich zwischen dem Spulenbereich und dem Hohlstück 41 angeordnet ist. In der 2 sind der Dorn 45 und das Zwischenstück 43 aus Metall hergestellt. Der Dorn 45 ist einstückig mit dem Zwischenstück 43 hergestellt.
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In der 2 ist der Spulenkern 27 als Ferritkern ausgeführt. Der Spulenkern 27 weist axial in Richtung des Endstücks 47 und des Zwischenstücks 43 jeweils eine radiale Auskragung 29 auf. Eine Spule 11 ist radial außen an dem Spulenkern 27 angeordnet und umgreift den Spulenkern 27. In der 2 ist die Spule 11 als Zylinderspule ausgeführt. Die Spule 11 ist zwischen den radialen Auskragungen 29 des Spulenkerns 27 angeordnet.
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Die radialen Auskragungen 29 des Spulenkerns 27 sind insbesondere von Vorteil, falls angrenzende Rohrstücke wie das Zwischenstück 43 oder das Endstück 47 aus Metall hergestellt sind. Der Spulenkern 27 kann die Spule 11, insbesondere Windungen der Spule 11, oder einen magnetischen Fluss durch den Spulenkern 27 gegen die angrenzenden Rohrstücke abschirmen.
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Der Spulenkern 27 und die Spule 11 sind radial nach außen hin von einer Spulenhülle 13 umgeben. Die Spulenhülle 13 ist durch Vergießen des Spulenbereichs des ersten Rohrs 3 mit Kunststoff hergestellt.
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In der 2 weist das Zwischenstück 43 eine zweite Verriegelungsöffnung 15 auf. Das Zwischenstück 43 umfasst axiale Vorsprünge in Richtung des zweiten Rohrs 5, welche mit dem Hohlstück 41 verrasten. Das Hohlstück 41 ist mit dem Zwischenstück 43 radial verschweißt. Das Zwischenstück 43 weist eine axiale Bohrung auf, durch welche eine elektrische Verbindung zwischen der Spule 11 und dem Motor 19 geführt ist. In weiteren Ausführungsbeispielen ist die Bohrung teilweise oder komplett gewunden ausgeführt.
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3 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Marknagels 1. In der 3 ist ein Dorn 45 eines ersten Rohrs 3 mit einem Endstück 47 des ersten Rohrs 3 verschweißt und ragt zumindest nicht wesentlich in das Endstück 47 hinein. Typischerweise ist der Dorn 45 stirnseitig mit dem Endstück 47 verschweißt. Eine erste Verriegelungsöffnung 7 verläuft nicht durch den Dorn 45. Das Zwischenstück 43 ist einstückig mit dem Dorn 45 ausgeführt.
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In der 4A weist ein erstes Rohr eines Marknagels 1 neben einer ersten Verriegelungsöffnung 7 in einem Endbereich des ersten Rohrs 3 und einer zweiten Verriegelungsöffnung 15 in einem Zwischenstück 43 des ersten Rohrs 3 eine dritte Verriegelungsöffnung 31 zwischen der ersten Verriegelungsöffnung 7 und dem Spulenbereich auf.
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Die 4B zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie die 4A, allerdings ohne eine zweite Verriegelungsöffnung 15 in dem Zwischenstück 43. In 4A und 4B verlaufen die erste Verriegelungsöffnung 7 und die dritte Verriegelungsöffnung 31 durch das Endstück 47 und den Dorn 45. In weiteren Ausführungsformen kann der Dorn 45, ähnlich wie in 3, kürzer oder gar nicht in das Endstück 47 hineinragen und die erste Verriegelungsöffnung 7 oder die dritte Verriegelungsöffnung 31 nicht durch den Dorn 45 ausgeführt sein.
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5A und 5B zeigen Marknägel 1 mit zueinander verdrehten Verriegelungsöffnungen oder zur Längsachse 2 des Marknagels 1 schräg ausgerichteten Verriegelungsöffnungen. In der 5A sind die erste Verriegelungsöffnung 7 und die zweite Verriegelungsöffnung 15 in unterschiedliche radiale Richtungen ausgerichtet. In der 5B sind die erste Verriegelungsöffnung 7 und die zweite Verriegelungsöffnung 15 schräg zu der Längsachse 2 des Marknagels 1 ausgerichtet. In der 5B sind die erste Verriegelungsöffnung 7 und die zweite Verriegelungsöffnung 15 auf einen gemeinsamen Schnittpunkt ausgerichtet.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Marknagels 1 mit einem mehrteiligen Endstück 47. Das Endstück 47 umfasst ein erstes Endstück 33, ein zweites Endstück 35 und einen Gewindeeinleger 37. In der 6 ist das erste Endstück 33 als Metallhülse ausgeführt. Das erste Endstück 33 ist durch eine Dornöffnung 46 eines Dorns 45 gesteckt. Eine erste Verriegelungsöffnung 7 verläuft durch das erste Endstück 33. In der 6 sind die erste Verriegelungsöffnung 7 und eine zweite Verriegelungsöffnung 15 in der Ansichtsebene der 6 ausgerichtet. Der Dorn 45 umgreift das erste Endstück 33 und ragt bis in das zweite Endstück 35. Das Zwischenstück 43 ist einstückig mit dem Dorn 45 hergestellt. Die Spulenhülle 13 und das zweite Endstück 35 sind durch Umspritzen des Zwischenstücks 43, insbesondere entlang eines axialen Abschnitts des Zwischenstücks 43, des Dorns 45, des Spulenkerns 27, der Spule 11, des ersten Endstücks 33 und des Gewindeeinlegers 37 mit biokompatiblem Kunststoff in einer Spritzgussform hergestellt.
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In weiteren Ausführungsbeispielen ist kein Gewindeeinleger vorhanden. In solchen Ausführungsbeispielen wird ein Gewindeeinsatz nachträglich in den Kunststoff eingebracht, insbesondere eingedreht.
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In 6 weist das Zwischenstück 43 des ersten Rohres zum Spulenbereich hin eine radiale Aussparung 44 auf. Die Spulenhülle 13 erstreckt sich axial in die radiale Aussparung 44. In der radialen Aussparung sind das erste Rohr und die Spulenhülle 13 formschlüssig verbunden.
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Die 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Marknagels 1 mit einem Dorn 45, welcher eine radiale Ausrundung 39 hin zu einem Zwischenstück 43 aufweist. Die radiale Ausrundung 39 kann von Vorteil sein, um die Übertragung von Biegebelastungen zwischen dem Dorn 45 und dem Zwischenstück 43 zu verbessern, insbesondere zwischen einer ersten Verriegelungsöffnung (nicht dargestellt) und der zweiten Verriegelungsöffnung 15. Der Spulenkern 27 weist axial in Richtung des Zwischenstücks 43 eine zu der Ausrundung 39 passende Aussparung auf. Die radiale Ausrundung 39, insbesondere mit passender Aussparung in dem Spulenkern 27, ist nicht auf das Ausführungsbeispiel der 7 beschränkt, sondern kann auch bei den Ausführungsbeispielen der 1-6 ausgeführt werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt. Insbesondere sind nicht alle dargestellten Teile notwendigerweise Merkmale der Erfindung, dies gilt in besonderem Maße für den dargestellten menschlichen Knochen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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