DE19503609C2 - Vorrichtung für die Fixation von Knochensegmenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Fixation von Knochensegmenten im Kiefer-, Gesichts- und Schädelbe­ reich mit wenigstens zwei an einem mehrteiligen Haltestrang abstandsveränderlich zueinander verstellbaren Halterungen für davon abragende Fixationsmittel, insbesondere jeweils ein Paar von Pins oder Haltestiften, zum Einsetzen in die Knochensegmente, wobei zwei Teile des Haltestranges durch einen Mittelblock verbunden und in ihm zumindest in einer Ebene schwenkbar sowie um die Längsachse drehbar lagern.

Eine Vorrichtung dieser Art aus zwei Haltesträngen quadra­ tischen Querschnitts mit sie verbindenden Kugelgelenken so­ wie in Nuten der Haltestränge axial verschieblichen Kulis­ sensteinen für die Pins oder Haltestifte offenbart die DE 37 01 533 A1.

Die US 46 11 586 beschreibt eine Halterung in Form eines Gleitschlittens mit rinnenartiger Führung, der auf einen Haltestrang aufgesetzt und an einer seitlichen, quer zur Achsrichtung zweier die Halterung durchsetzender Stifte verlaufenden Zahnleiste des Haltestranges kämmend geführt wird. Diese Vorrichtung dient der Behandlung von Arm- und Beinknochen.

Der DE 39 36 192 A1 ist ein gebrochenes Schienenbein zu entnehmen, in dessen beiden Knochensegmenten sogenannte Schanz'sche Schrauben sitzen, die gruppenweise von längli­ chen Gehäusen gehalten werden; mehrere solcher Gehäuse be­ finden sich auf einer zum gebrochenen Knochen etwa paralle­ len Führungsstange und können an dieser abstandsveränder­ lich zueinander verschoben werden.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfin­ der das Ziel gesetzt, die Distraktion von Knochensegmenten für den gesamten Kiefer-, Gesichts- und Schädelbereich zu verbessern, um problemlos zu neuer Knochenbildung im Di­ straktionsbereich zu gelangen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Patentanspruches, die Unteransprüche geben besonders gün­ stige Weiterbildungen an.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung - folgend auch als Di­ straktor bezeichnet - weist im wesentlichen jenen Mittel­ block auf, der als Haltestränge zwei Zahnstangen miteinan­ der verbindet; auf beiden Zahnstangen sind Gleitschlitten mit Rinnenführung angebracht, die über einen Gleit- bzw. Greifmechanismus mittels einer Verstellschraube auf der Zahnstange in Distraktionsrichtung in einen bestimmten Ab­ stand zum Mittelblock gefahren zu werden vermögen. Zudem ist der Mittelblock selbst als Halterung für Haltestifte ausgebildet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Gleit­ schlitten durch zumindest eine mit der Zahnleiste kämmende, etwa parallel zu den Haltestiften gerichtete Verstell­ schraube entlang des von einer Zahnstange gebildeten Halte­ stranges verfahrbar. Die Betätigungsteile der Verstell­ schraube ragen von der den Haltestiften abgekehrten Seite des Gleitschlittens ab und sind deshalb problemlos zu er­ fassen; am Haltestrang stirnseitig vorgesehene Schraubköpfe od. dgl. Betätigungsteile bedingen Manipulations­ schwierigkeiten.

Der - gegen seine Zahnstange neigbare - Gleitschlitten ist bevorzugt mit einer zweiteiligen, beidseits der Zahn­ stange angeordneten und von der Verstellschraube durchsetz­ ten Reiterführung verbunden, die einen an ihr begrenzt win­ kelverstellbaren Reiter trägt.

Vorteilhafterweise ist der Reiter relativ zur Reiterführung bewegbar angebracht, etwa an der Reiterführung um eine Fixierschraube begrenzt in der Ebene der Zahnstange schwenkbar.

In einer erfindungsgemäßen Ausführung wird der Reiter längsschnittlich etwa U-förmig gestaltet, wobei sein Steg ein Widerlager für die Haltestifte bildet und seine Schen­ kel die Zahnstange flankieren. Zudem kann eine die Reiterführung und den Reiter durchsetzende Stellschraube in eine Kulissenführung der Schenkel des Reiters eingreifen. An der Reiterführung kann der Reiter durch eine seitliche Boh­ rungserweiterung an der Stellschraube verschwenkt und so in seinem Neigungswinkel eingestellt werden.

Bei einer besonderen Ausführung - insbesondere für größere Dimensionen - weist der Mittelblock beidseits seiner Längsachse jeweils einen Kupplungsteil auf; jeder der Kupplungsteile ist einer darin bewegbar festgelegten Zahn­ stange zugeordnet.

Sowohl im Mittelblock als auch in den diesen beidseits flankierenden und zu ihm abstandsveränderlichen Gleit­ schlitten ruhen die Pins bzw. Haltestifte, die andernends in den Knochensegmenten festgelegt worden sind.

Nach dem Anbringen der Haltestifte und dem Fixieren des Mittelgelenkes sowie der Gleitschlitten können die Knochen­ segmente in bestimmten Zeitabständen distrahiert werden. D. h. man löst die Gleitschlitten in jenen vorgegebenen Zeit­ abschnitten und verfährt diese durch eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen der - von außen her handhabbaren - Verstellschrauben, um damit ein Spreizen der Knochenteile gegeneinander zu erreichen. In den Ruhephasen - also bei stillstehenden Gleitschlitten - kann eine Knochenbildung zwischen den Knochensegmenten erfolgen.

Von erfindungsgemäßer Bedeutung ist das Zusammenspiel der Bewegungen der rotierbaren Zahnstangen, der horizontal verschieblichen Gleitschlitten und die dazu quer verlau­ fende Verschiebbarkeit der Haltestifte.

Eine Winkelangabe am Mittelblock erlaubt die gezielte Richtungsplanung des Knochenwachstums; der Winkel kann zu jedem Zeitpunkt geändert werden. Ein Schiebe- oder Gewinde­ mechanismus zur Distraktion der Gleitschlitten ist hier vermieden; vielmehr ist ein sicheres Fahren des Gleit­ schlittens auf der Zahnstange - und damit auch ein siche­ rer Halt und ein präzises. Weiterfahren - gewährleistet.

Diese technische Entwicklung ist der Anatomie des cranio­ fazialen Bereichs in vorbildlicher Weise angepaßt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1 eine Schrägsicht auf einen gebrochenen mensch­ lichen Kieferknochen mit an Knochensegmenten fixiertem Distraktor zur Knochenverlängerung;

Fig. 2 die Frontansicht des gegenüber Fig. 1 vergrößert dargestellten Distraktors;

Fig. 3 die Draufsicht auf den Distraktor der Fig. 2;

Fig. 4 ein teilweise geschnittenes Detail aus Fig. 3;

Fig. 5 das Detail der Fig. 4 in teilweise geschnitte­ ner Frontansicht;

Fig. 6 eine Stirnansicht eines Teiles des Distraktors;

Fig. 7 die Frontansicht einer anderen Ausführungsform des Distraktors in etwa natürlicher Größe;

Fig. 8 ein weiterer Distraktor in Wiedergabe gemäß Fig. 7;

Fig. 9, 10 Frontansicht und Draufsicht auf vergrößerte Teile einer anderen Ausführung.

Eine Vorrichtung 10 zur Distraktion osteotomierter Knochen­ segmente K₁ bis K₃ eines in Fig. 1 erkennbaren Kieferkno­ chens K weist an einem Mittelblock 12 mit Gelenkschraube 14 beidseits davon flügelartig abstehende Zahnstangen 16 auf, die sich in diesem Mittelblock 12 frei bewegen können; die Zahnstangen 16 sind um ihre Längsachse A gemäß Pfeil x in Fig. 1 um 360° drehbar.

Jede der - an ihren Unterflächen 17 und den Flankenflächen 18 mit Zahnrippen 20 versehenen - Zahnstangen 16 trägt einen auf ihr axial verschieblichen Gleitschlitten 22 mit einer Reiterführung 24 aus zwei Führungsbacken 25, 25 _a die von einer Verstellschraube 26 durchsetzt sind. Neben jeder Reiterführung 24 ragt in Fig. 1, 2 ein querschnittlich U- förmiger Reiter 28 auf, der mittels einer Fixierschraube 30 festgelegt ist; diese durchsetzt jene Führungsbacken 25, 25 _a der Reiterführung 24 und erlaubt deren Lösen und Feststel­ len an der Zahnstange 16.

Durch Drehen der Verstellschraube 26 bewegt sich der Gleit­ schlitten 22 an der Zahnstange 16 in Richtung der Längs­ achse A entlang. Eine unterhalb der Zahnstange 16 zu erken­ nende Stellschraube 32 ermöglicht die weiter unten erläu­ terte Neigungsstellung des Reiters 28.

Der U-förmige Reiter 28 flankiert mit seinen Schenkeln 34 die Führungsbacken 25, 25 _a und sein Steg 36 wird von einer Deckhaube 38 überspannt, die mit dem Steg 36 durch eine Klemmschraube 40 verbunden ist. Im Steg 36 lagern - von der Deckhaube 38 klemmend gehalten - parallel zur Fixier­ schraube 30 seitlich abragende Fixationsmittel in Form von Pins oder Haltestiften 42, deren Lage zur Zahnstange 16 gemäß Fig. 1 verändert werden kann; die in den Knochenseg­ menten K₁ bis K₃ fixierten Haltestifte 42 werden relativ zu den Gleitschlitten 22 bzw. den Mittelblock 12 eingestellt und in der gewählten Lage festgelegt.

Gemäß Fig. 4, 5 sind die im Mittelblock 12 angeordneten Enden 44 der Zahnstange 16 schalenartig ausgebildet und zwischen Backen 13 des Mittelblocks 12 von dem Schaft 15 der Gelenkschraube 14 durchsetzt. Diese Schalenenden 44 ermöglichen sowohl das Verstellen der Zahnstangen 16 aus der Längsachse A in oder gegen Uhrzeigersinn um jenen Schaft 15 als auch ein Verdrehen gemäß Pfeil x in Fig. 1,5.

Nach dem Fixieren der Haltestifte 42 sowie des Mittelblocks 12 und der Gleitschlitten 22 werden die Knochensegmente K₁ bis K₃ in bestimmten Zeitabständen distrahiert; die Gleit­ schlitten 22 werden dazu gelöst und durch eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen der Verstellschrauben 26 an der Zahnstange 16 weitergefahren, um ein Spreizen der Knochen­ segmente K₁ bis K₃ zu erreichen. Während der Ruhephase der Gleitschlitten 22 erfolgt eine Knochenbildung in den Spal­ ten S zwischen den Knochensegmenten K₁ bis K₃.

Um die Anpassung der Haltestifte 42 an die Knochensegmente K₁ und K₃ zu erleichtern, werden die Reiter 28 - wie beispielsweise in Fig. 8 verdeutlicht - an ihren Reiter­ führungen 24 gedreht, wobei seitliche Bohrungserweiterungen 46 der Schenkel 34 als Kulisse für die in den Reiterführun­ gen 24 sitzenden Schäfte der Stellschrauben 32 dienen.

Ein Vergleich der Fig. 7 und 8 zeigt, daß die wirksame Längen der Vorrichtung 10 bzw. der Abstand q zwischen Mittelbock 12 und Gleitschlitten 22 größer ist, wenn die Verstellschrauben 36 innerhalb der Reiter 28 liegen; bei der Vorrichtung 10 _a der Fig. 7 liegen sie zu den Enden 19 der Zahnstange 16 hin.

Die drehbare Lage der Zahnstangen 16 in dem - eine ables­ bare Winkelskala 48 anbietenden - Mittelbock 12 führt zu einer dreidimensional einstellbaren Befestigungsmöglichkeit für jene Knochensegmente K₁ bis K₃.

Einen gabelartigen Mittelblock 12 _a aus zwei - zwischen sich eine Längsachse B bestimmenden - Kupplungsteilen 50 für die nicht erkennbaren - als Halbschalen ausgebildeten - Enden der Zahnstangen 16 zeigen die Fig. 9, 10.

Claims (13)

1. Vorrichtung für die Fixation von Knochensegmenten (K₁ bis K₃) im Kiefer-, Gesichts- und Schädelbereich mit wenigstens zwei an einem mehrteiligen Haltestrang (16) abstandsveränderlich zueinander verstellbaren Halterungen für davon abragende Fixationsmittel, ins­ besondere für jeweils ein Paar von Pins oder Halte­ stiften (42), zum Einsetzen in die Knochensegmente, wobei zwei Teile des Haltestranges durch einen Mittel­ block (12, 12a) verbunden sind und in ihm zumindest in einer Ebene schwenkbar sowie um die Längsachse drehbar lagern, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen jeweils in Form eines Gleitschlit­ tens (22) mit rinnenartiger Führung auf einem Teil des Haltestranges (16) aufgesetzt sowie an einer Zahn­ leiste (20) des Haltestranges kämmend geführt sind, wobei der Mittelblock (12, 12a) als Halterung für Hal­ testifte (42) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelblock (12, 12a) für die Haltestifte (42) ein Auflager bildet, auf dem letztere durch eine Deckhaube (38) gehalten sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gleitschlitten (22) durch zumindest eine mit der Zahnleiste (20) kämmende, etwa parallel zu den Haltestiften (42) gerichtete Verstellschraube (26) entlang des von einer Zahnstange gebildeten Hal­ testranges (16) verfahrbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Betätigungsteile der Verstellschraube (26) von der den Haltestiften (42) abgekehrten Seite des Gleit­ schlittens (22) abragen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschlitten (22) gegen seine Zahnstange (16) neigbar ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschlitten (22) mit einer zweiteiligen, beidseits seiner Zahnstange (16) ange­ ordneten und von der Verstellschraube (26) durchsetz­ ten Reiterführung (24) verbunden ist sowie diese einen an ihr begrenzt winkelverstellbaren Reiter (28) trägt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter (28) relativ zur Rei­ terführung (24) bewegbar angebracht ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter (28) an der Reiterführung (24) um eine Fixierschraube (30) begrenzt in der Ebene der Zahn­ stange (16) schwenkbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen etwa U-förmigen Reiter (28), dessen Steg (36) ein Widerlager für die Haltestifte (42) bildet und dessen Schenkel (34) die Zahnstange (16) flankie­ ren.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn­ zeichnet durch eine die Reiterführung (24) und den Reiter (28) durchsetzende Stellschraube (32), die in eine Kulissenführung (44) der Schenkel (34) des Rei­ ters (28) eingreift.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter (28) an der Reiterfüh­ rung (24) durch eine seitliche Bohrungserweiterung (46) an der Stellschraube (32) in einem Neigungswinkel einstellbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter (28) ein Auflager für die Haltestifte (42) bildet, auf dem letztere durch eine Deckhaube (38) gehalten sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelblock (12 _a) beidseits einer Längsachse (B) jeweils einen Kupplungsteil (50) für eine darin bewegbar festgelegte Zahnstange (16) aufweist.