DE19522114A1 - Unilateraler Fixateur externe: ein mechanisches Rahmensystem zur Reponierung von Knochenfragmenten, bestehend aus den Implantaten, deren Enden nach außerhalb des Körpers zeigen, dort mechanisch gefaßt und durch einen gemeinsamen Traversenstab miteinander fest verbunden werden - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit der Verbesserung der sog. äußeren Fixation bei unilateralen, d. h. eben aufgebauten Klammerfixateuren hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, der Handhabbarkeit und der Montageweise, des Systemgewichts sowie Verbesserungen hinsichtlich der Durchlässigkeit gegenüber Röntgenstrahlung zur Verminderung der Bildverdeckung bei radiologischen Untersuchun­ gen und der Möglichkeit, den Heilungsfortschritt zur Therapiekontrolle meßtechnisch zu erfassen und darzustellen.

Nach dem Stand der biomedizinischen Technik erfordert die Versorgung menschlicher (und auch tierischer) Knochenbrüche neben der zumindest teilweisen Ruhigstellung der betroffenen Gliedmaße bzw. des betroffenen Skeletteils gegen äußere Lasten stets eine Reposition der dislozierten Kno­ chenfragmente. Fehlgelenkstellungen durch veränderte Geometrieachsen des Knochens sollen ebenso wie die häufig auftretenden Verkürzungen des Knochens vermieden werden.

Zur Durchführung der mechanischen Reposition der Knochenfragmente in die vom Chirurgen gewähl­ te Stellung sind - beginnend bei Gipsverband - verschiedene Verfahren gebräuchlich, so auch ein Versorgungsverfahren, bei dem durch die Haut von außen unter minimaler Verletzung des Gewebes Implantate in Form langer Schrauben, Nägel oder Drähte, also lange, stabförmige Implantate in den Knochen so eingebracht werden, daß ihre Endstücke außerhalb des Körpers liegen.

Diese extracorporal lozierten Endstücke werden unter Verwendung von Verbindungsstücken (Adaptern) mittels (mindestens) einem orthogonal dazu ausgerichteten Traversenstab miteinander mechanisch fest verbunden, so daß ein mechanisch belastbares System Knochen-Fixateur-Knochen entsteht, bei dem der Fixateur die eingeleiteten Kräfte und Momente außerhalb des Körpers, also extracorporal von einem Knochenfragment auf das andere überträgt und damit die eigentliche Frak­ turzone mechanisch weitgehend entlastet und ruhig stellt; man spricht im Gegensatz zu rein intracor­ poral lozierten mechanischen Verbindungen wie Platten oder sog. internen Knochenbrücken von einer äußeren Fixierung.

Die Steifigkeit/Festigkeit eines Systems nach den Merkmalen der äußeren Fixierung ist aufgrund der auftretenden langen Hebel stets mit besonderem Augenmerk zu beobachten.

Die Forderung nach hoher mechanischer Stabilität der äußeren Fixierung in allen mechanischen Freiheitsgraden wird durch räumlich aufgebaute Rahmensysteme aufgrund der deutlich erkennbar dreidimensionalen Struktur am einfachsten und sichersten erfüllt. Aufgrund ihrer dreidimensionalen Konstruktionsweise sind Rahmenfixateure sehr stabil; es handelt sich meist um ein universell ver­ wendbares Baukastensystem, welches sich zum Aufbau komplexer Fixierungssysteme bei komplizier­ ten Traumen eignet.

Nachteilig bei der Versorgung von einfacheren Standard-Knochenbrüchen wie beispielsweise dem Bruch einer Tibia ist es, daß Rahmenfixateure prinzipbedingt aufwendigere Konstruktionen mit einer Vielzahl von Bauelementen sind, so daß eine gezielte Variation des Steifigkeitsverhaltens oder der Repositionslage sowie die Durchführung der postoperativen Kompressions- und Distraktionstherapie nur schwer möglich ist.

Zudem zeichnen sich Rahmenfixateure durch ein im Vergleich zu den ebenen Aufbauten größeres Systemgewicht und voluminöseren Aufbau aus; dies führt unter Umständen zu Patientendiskomfort und stark störender Röntgenverdeckung. Die zum Systemaufbau benötigten Montagezeiten sind im Vergleich zu den erfindungsgegenständlichen ebenen Aufbauten erwartungsgemäß länger.

Der Forderung nach mehr Patientenkomfort und besserer und schnellerer intraoperativer Handha­ bung durch den Arzt kommen die unilateralen Fixateursysteme in der bereits beschriebenen Art nach, die sich durch einen ebenen Aufbau kennzeichnen.

(vgl. auch Ausf.Beispiel)

Solche Systeme finden vorzugsweise Verwendung bei Frakturierung der Langknochen der oberen und unteren Extremitäten; sie werden aber beispielsweise in abgewinkelter Form auch zu ge­ lenkübergreifenden Montagen etwa zur Ruhigstellung von Gelenken eingesetzt.

Biomechanisch begründet sich der konstruktive Sinn solcher Systeme darin, daß die größte Bela­ stung eines (hier betrachtungsgegenständlichen Lang-) Knochens wegen seiner biomechanischen Hauptaufgabe, nämlich der Stützfunktion im Sinne des Druckstabs stets in Richtung der Knochen­ längsachse verläuft und somit besondere eine ausreichende Stabilität für diese axiale Belastungsrich­ tung für das Versorgungssystem zu fordern ist.

Das Konstruktionsmerkmal des ebenen Rahmens, ggf. mit mehreren Verstrebungen, kann diese me­ chanische Grundaufgabe erfüllen, wenn es gelingt, alle Stäbe dieses Stabwerks gemäß ihren unter­ schiedlichen Beanspruchungen belastungsstabil auszulegen und zu verbinden.

Durch die im Vergleich zu Rahmenkonstruktionen mögliche geringere Anzahl von Bauteilen sowie durch den nur einseitig erforderlichen intraoperativen Zugang können unilaterale Systeme schnell und einfach eingesetzt werden.

Alle Frakturversorgungsverfahren nach dem Prinzip der äußeren Fixierung, so auch die erfindungs­ gegenständlichen ebenen Systeme, unterliegen zusammengefaßt den folgenden Aufgaben:
Die Montagemöglichkeiten des Systems müssen eine Anpassung der Montage an die beim Patienten vorliegende Situation ermöglichen, so daß das Operationsziel, nämlich die richtige Reposition der Knochenfragmente mit vertretbarem bzw. unter dem Gesichtspunkt der Narko­ sezeiten minimalem Zeitaufwand realisiert werden kann.

Alle Systembestandteile, auch die extracorporal lozierten, müssen voll sterilisierbar und zu Reinigungszwecken leicht zerlegbar sowie montagesicher sein.

Das mechanische System Knochen-Fixateur-Knochen muß äußere Lasten, die im Patientenall­ tag vorkommen können, auch ertragen. Solche im Patientenalltag nicht auszuschließenden Lasten dürfen weder elastische/pseudoplastische Verformungen (im Höchstlastbereich) noch zu große elastische Verformung wegen zu geringer Steifigkeit (im Normbereich) zur Folge haben.

Die mechanische Analyse der bekannten Systeme einerseits und die biomechanische Analyse der Erfordernisse an ein solches Fixationssystem ergibt eindeutig, daß aufgrund der geometrischen Ge­ gebenheiten, der auftretenden Belastungen sowie der Notwendigkeit, Verstellmechanismen zur An­ passung an die aktuelle Patientensituation und die therapeutischen Erfordernisse in die Systeme zu integrieren, häufig genau dort die höchsten Beanspruchungen auftreten, an denen zu besagter Ver­ stellung und Anpassung konstruktive Schwachstellen wie Kugelgelenke und Anzugsschrauben, teil­ weise sogar mit empfindlichem Feingewinde, verwendet werden Zur Sicherheit von Patienten und Arzt sind also sichere und schnelle intraoperative Handhabbarkeit, zuverlässige Vermeidung von Erscheinungen wie Klemmen oder Fressen, Vermeidung von Überdeh­ nung oder sonstiger Überbeanspruchung von Bauteilen zu fordern; ebenso ist die Erfüllung von Merkmalen wie etwa der Unverwechselbarkeit von Teilen, hoher Montagekomfort und ähnliches not­ wendig.

Der im medizinischen (Erst-) Versorgungsbereich (Unfallchirurgie) eigentlich selbstverständli­ chen Forderung nach sicherer Mechanik stehen Forderungen nach möglichst umfangreicher Adaptionsfähigkeit des Systems auf unterschiedliche Erfordernisse sowie Komfort-Ansprüche hinsichtlich einfacher Montageweise entgegen.

Durch den stets vorhandenen äußeren mechanischen Zugang zur versorgten Fraktur wird durch das Prinzip der äußeren Fixation auch die Möglichkeit der Distanzosteosysthese (Knochenverlängerung) oder der Kompressionsosteosynthese gegeben, so daß sich ein Fixateur externe-System auch durch diese Möglichkeiten zur nachsorgenden Behandlung mit weiterführenden Repositionsmaßnahmen kennzeichnen sollte, die ein Einrichten der Knochenfragmente durch ausschließlich extracorporale Maßnahmen leicht zulassen.

Die Ursache für die mittlerweile in vielen wissenschaftlichen Arbeiten aus dem Bereich der Medizin nachgewiesene unterschiedliche Beeinflussung einer Frakturheilung je nach gewähltem Versor­ gungssystem ist darin zu sehen, daß gleiche äußere Lasten, die auf das System Knochen-Fixateur- Knochen aufgebracht werden, durch unterschiedliche Systemsteifigkeiten unterschiedlich viel "Unruhe" in der eigentlichen Frakturzone zulassen.

Die Abhängigkeit der mechanischen Beeinflussung der Güte und des Zeitverlaufs des Hei­ lungsprozesses in der knöchernen Defektzone von den mechanischen Eigenschaften des Ver­ sorgungssystems bedeutet, daß sich ein System zur Frakturversorgung durch hinsichtlich der mechanischen Einwirkungen auf die Fraktur (-heilung) selbst durch definierte mechanische (Feder- bzw. Steifigkeits-) Eigenschaften kennzeichnen muß, die Vorgaben aus der Biomecha­ nik und der Medizin Genüge tun.

Die benannte "Unruhe" kann für den ersten Abschnitt der Heilungsphase durch die interfragmentären Relativbewegungen ausgedrückt werden, welche die einander gegenüberstehenden Enden der Kno­ chenfragmente ausführen. In den weiteren Phasen des Heilungsverlaufs, in denen bereits eine knö­ cherne Brücke zwischen den Fragmenten aufgebaut ist, kommt es bei äußerer Belastung des Sy­ stems Knochen-Fixateur-Knochen zunehmend zum lastabhängigen Aufbau von Materialspannungen im Kallusgewebe (knöcherne Brücke, Stadium) in der Frakturzone; die interfragmentären Bewegun­ gen nehmen durch die teilweise wiedergewonnene Tragfähigkeit des Knochens gleichermaßen wie­ der ab.

Der Begriff der Steifigkeit des Gesamtsystems ist im weiteren konstruktiv zu differenzieren in eine Betrachtung der entweder parallel oder seriell miteinander verschaltete Teilsteifigkeiten (Federn) der verwendeten Konstruktionselemente sowie qualitativ in einen Richtungsbezug der Steifigkeit.

Hinsichtlich der konstruktiven Differenzierung nach Teilsteifigkeiten der Systemkomponenten ist fest­ zustellen, daß die extracorporal lozierte Traversenkonstruktion, mit der die extracorporal lozierten Enden der Implantate mechanisch verbunden werden, sich durch eine im Vergleich mit den Implanta­ ten stets relativ hohe Steifigkeit auszeichnet. Der allergrößte Anteil der interfragmentären Relativbe­ wegungen rührt aus der Verformung der Implantate (meist Knochenschrauben) her.

Aufgrund der bei unilateralen Systemen vorgegebenen Struktur des ebenen Rahmens (Ebene des Rahmens = Systemebene) weisen alle diese Systeme eine seitliche Instabilität, also ver­ gleichsweise geringe Steifigkeit gegen Belastungen normal zur Systemebene, auf.

So ergibt sich hinsichtlich der qualitativen Differenzierung der Steifigkeiten nach verschiedenen Be­ lastungsrichtungen ein Verhältnis der auf die interfragmentären Bewegungen im Frakturspalt bezo­ gene Steifigkeit in axialer Knochenlängsrichtung zur Steifigkeit bei Belastung des Systems durch seitliche, also zur Systemebene normal orientierte Kräfte von

Steifigkeitsverhältnis bei herkömmlicher, ebener Montage
axial : seitlich = 4 : 1

aufgrund der Verformung der Implantate unter Berücksichtigung der beiden auftretenden Lastfälle "Biegefeder" bei axialer Last und "Biegebalken". Diese rechnerisch zu ermittelnde Angabe wurde ausführlich experimentell überprüft.

Verwiesen wird an dieser Stelle auf bekannte Grundlagen der Mechanik hinsichtlich der Verformung von Trägern unter gegebenen Randbedingungen; vorstehend angegebenes Verhältnis von 4 : 1 be­ zieht sich das Gesamtsystem unter Verwendung von Stäben mit Richtung der jeweiligen Stabachse unveränderlichem Querschnitt.

Aus biomechanischer Sicht wäre nach heutigem Kenntnisstand ein ausgewogeneres Verhält­ nis der Steifigkeiten, also mit Tendenz zu einem Verhältnis von 1 : 1 anzustreben, was gleich­ bedeutend ist mit dem Verschwinden der gegenüber der axialen Stabilität stark ausgeprägten seitlichen Instabilität des Systems.

Biomechanisch ist trotz immer noch unzureichendem Wissen über den Einfluß mechanischer Fakto­ ren auf die Frakturheilung eine günstige Wirkung deswegen zu erwarten, weil dann bei unterschiedli­ cher Wirkrichtung äußerer Kräfte gleichen Betrages die Frakturzone gleichermaßen (also richtungs­ unabhängig) durch Relativbewegungen der Knochenfragmente in die verschiedenen Richtungen beeinflußt wird.

Die als für die Frakturheilung eher hinderlichen bzw. schädlichen Scherbelastungen des Frakturkallus bei eng stehenden oder unter Kompression versorgten Knochenfragmenten wird durch eine Reduk­ tion der seitlichen Instabilität bzw. eine Erhöhung der Systemsteifigkeit gegen seitliche Bela­ stungen vermindert.

Man bedenke, daß beispielsweise bei einer Kraft jeweils vom Betrag von nur 65 N einer gemessenen axialen Verschiebung der Knochenfragmente von 0,5 mm eine seitliche Verschiebung von 2 mm ge­ genüber steht. Bei mit geringem Abstand oder sogar unter Kompression versorgten Fragmenten wirkt diese relativ große seitliche Verschiebung der Fragmente fast ausschließlich als (ungünstige) Scher­ belastung auf die knöcherne Brücke; bei etwas größeren Kräften kann es wegen des großen Wegs durchaus auch bei nur einmaliger Auslenkung (Patient stößt irgendwo an) zum Abreißen der Zellver­ bände kommen.

Elektronische in-vivo-Messungen der interfragmentären Relativbewegungen haben gezeigt, daß sol­ che großen seitlichen Auslenkungen selbst beim liegenden Patienten auftreten können. Sie werden z. B. durch pflegerische Maßnahmen wie dem Anheben des Beines durch die Pflegekraft beim Umbet­ ten etc. hervorgerufen, also vorzugsweise durch Situationen, bei denen die hinsichtlich seitlicher Bewegungen stabilisierende Muskulatur des Patienten passiv bleibt.

Die ebenen Fixateure bieten durch den strukturell einfachen Aufbau die Möglichkeit, die aus biome­ dizinischer Sicht erforderliche gezielte Bereitstellung definierter mechanischer Eigenschaften durch der Konstruktion vorgegebene Systemsteifigkeiten in den verschiedenen Freiheitsgraden; so kann der seitlichen Instabilität und ihren schädlichen Auswirkungen zumindest entgegengewirkt werden.

Die ebenen Fixateure bieten durch ihren strukturell einfachen Aufbau die erforderliche konstruktive Basis für ein System, welches sich ohne Veränderungen des Systems durch hohe Adaptionsfähig­ keit der Systemgeometrie an die patientenbezogene Situation und an therapeutische Erforder­ nisse auszeichnet.

Die Formulierung der Grundaufgabe der Reposition und Fixierung ergibt sich aus der Analyse der geometrischen Ausgangssituation beim Patienten: Zwei zu verbindende Knochenfragmente eines Langknochens können um zwei Achsen gegeneinander verkippt und um ihre Längsachse verdreht sein.

Da bei allen sog. unilateralen Systemen die äußere lastübertragende Traverse nur einseitig vorhan­ den ist, muß die rotatorische Ausrichtung um die Längsachse der Fragmente bzw. des späteren gan­ zen Knochens durch den Chirurgen zumindest in grober Einstellung von Hand erfolgen.

So ergeben sich, davon ausgehend, die folgenden Teilaspekte der Aufgabe bzw. Teilaufgaben für das Fixationssystem:
Ein einzelnes Fragment, das dort einzubringende Implantat-Doppel und der jeweils (ungefähr) paral­ lel zum Fragment liegende Traversenabschnitt bilden einen ebenen, festen Rahmen. Aus der Erfor­ dernis, die so für zwei Fragmente entstehenden zwei Rahmen um zwei Achsen gegeneinander zu verkippen, folgt die Teilung des Traversenstabes in der Weise, daß zwei zueinander um 90 Grad verschränkte, lös- und festsetzbare einachsige Gelenke eingebaut werden können.

Der Traversenstab soll weiterhin die großzügige intraoperative Einstellung bzw. postoperative Re­ position der axialen Distanz der Knochenfragmente längs der gedachten Knochenachse sowie die Korrektur von seitlichem Versatz geringeren Ausmaßes in den noch verbleibenden beiden Raumrich­ tungen gestatten.

Der somit (mindestens) dreigeteilte Traversenstab kann bei entsprechender konstruktiver Auslegung so auf beliebige Raumlagen der Fragmente eingerichtet werden.

Es verbleibt die Aufgabe der mechanischen Verbindung des Traversenstabes mit den Knochenfrag­ menten, die durch das Einbringen der Implantate und ihre mechanische Koppelung mit Knochen und Traverse gelöst wird.

Die axiale Positionierung jedes einzelnen Implantats auf der gedachten Knochenlängsachse kann unter rein medizinischen Gesichtspunkten erfolgen, wenn jede Aufnahmevorrichtung für ein Implantat auf dem Traversenstab verschieblich und damit in axialer Richtung frei positionierbar ist.

Der Eintrittswinkel jeder Implantatachse in das Knochenfragment in der zur Systemebene normalen Ebene muß ebenfalls frei einstellbar sein. Dieser Freiheitsgrad kann ohne Festigkeitsverlust für den Traversenstab beispielsweise realisiert werden, wenn die Aufnahmevorrichtung für ein Implantat frei um den Traversenstab rotiert werden kann.

Desweiteren sollte der Eintrittswinkel der Implantatachse in das Knochenfragment in der Systemebe­ ne selbst frei einstellbar sein. Dieser Freiheitsgrad kann ohne Festigkeitsverlust für den Traversen­ stab beispielsweise realisiert werden durch ein löst- und festsetzbares Gelenk in den Aufnahmevor­ richtungen für die Implantate.

Wenn alle genannten Freiheitsgrade mit lös- und festsetzbaren Verstellmechanismen ausgestattet werden, kann die Montage des Systems nach nur grober manueller Reposition der Knochenfragmen­ te erfolgen; die Fixierung erfolgt durch Verstellen des Systems mit noch gelösten Festhaltevorrich­ tungen in der genauen Endlage unter optischer Kontrolle mit abschließendem Festsetzen der Ver­ stellmechanismen.

Gerade bei unilateralen Systemen ist besonders bequem die Möglichkeit zur Integration von Einrich­ tungen gegeben, die Therapieformen ermöglichen, die sich der postoperativen Verstellung der Sy­ stemgeometrie bedienen Der Forderung nach Vorrichtungen zur postoperativen Verstellung der Systemgeometrie ent­ sprechend den therapeutischen Erfordernissen gelingt durch die kontrollierte Verstellung der be­ troffenen und vorstehend benannten Freiheitsgrade. Eine solche Verstellung muß (und kann !) ohne vollständiges Lösen bzw. Aufheben der relativen Fixierung der Knochenfragmente erfolgen.

Vorstehendes gilt insbesondere für die Ausführung von Vorrichtungen, die Therapieformen betreffen, die eine kontrollierte und stufenweise erfolgende Distraktion oder Kompression der Knochenfragmen­ te erfordern.

Abschließend ergibt sich die Würdigung des Standes der Technik wie folgt:
Der derzeit in Form angebotener Produkte verwirklichte Stand der Technik weist sämtlich mindestens einen Ausschnitt an den vorstehend genannten erforderlichen Freiheitsgraden bzw. Einstell- oder Verstellvorrichtungen auf und kommen so der vorstehend formulierten Grundaufgabe des Fassens, Reponierens und Fixierens der Knochenfragmente sowie in der Regel einigen der Ansprüche hin­ sichtlich gesteigerter Funktionalität im Prinzip nach.

Die Analyse und experimentelle Überprüfung sowie umfangreiches Studium der Fachliteratur bele­ gen, daß die insbesondere die Verwendung von Anzugsschrauben, Kugelgelenken und anderen Konstruktionselementen, bei denen strukturbedingt große Kräfte und Momente über (zu) kleine Querschnitte geleitet werden, an unilateralen Fixateurkonstruktionen nah dem Stand der Technik immer wieder zu deren Versagen führen.

Selbst unter reduziertem Aufbringen von Lasten, die aus biomechanischer Sicht unter Einbezug von durchaus krankenhausalltäglicher (Last-) Situationen (Patient raucht auf dem Gang und legt das Bein hoch oder stößt auf dem Rückweg von der Toilette trotz des Gebrauches von Krücken irgendwo an) auftreten können, tritt bei manchen Systemen ein Versagen nicht nur als Ausnahmefall, sondern in experimentell überprüfbarer Regel auf.

Auslöser für dererlei Versagensfälle ist nicht nur eine hinsichtlich der Spannungsverläufe in den ge­ fährdeten Querschnitten ungünstige Konstruktionsweise, sondern auch die Tatsache, daß durch den Einbau in den Traversenstab (der daher die Baugröße für Einbauten vorgibt) die verschiedene Kon­ struktionselemente zum Festsetzen und Lösen von Freiheitsgraden hinsichtlich ihres Volumens nicht größer dimensioniert werden können, was zwangsläufig ihre Tragfähigkeit begrenzt.

So kann das Versagen eines klein dimensionierten, aber hochbelasteten Konstruktionselements nur verhindert werden, wenn die tatsächlich eingeleiteten Anzugskräfte bzw. Anzugsmomente genau im Bereich der bei der Dimensionierung vorgegebenen Grenzen entsprechen.

Es ist aber klinische Praxis, daß das Festsetzen von Anzugsschrauben und ähnlichen Elemen­ ten nicht kontrolliert, also beispielsweise ohne Drehmomentschlüssel, erfolgt.

Die Vorgabewerte sind dem Chirurgen meist nicht bekannt; für manche Produkte sind Vorgabewerte selbst bei expliziter Nachfrage beim Lieferanten nicht zu erfahren.

Es ist ohne weitere Erklärung klar, daß ein zu loses Festsetzen zu Versagen etwa durch Rutschen oder Verdrehen führt; zu starkes Festsetzen hingegen kann zum Materialbruch und daher zum Total­ versagen führen.

Alle bekannten Systeme weisen Schraubverbindungen auf, die die im System vorhandenen Ver­ stell- und Verschiebeeinrichtungen festsetzen. Die hierzu verwendeten Gewinde können bei den zur Aufrechterhaltung der gewünschten Funktionalität noch möglichen Abmessungen meist nicht mit ge­ nügender Sicherheit dimensioniert werden, was in der Praxis zu Versagensfällen führt.

Die selbst bei nur mäßiger Gesamtbeanspruchung des Gesamtsystems Knochen-Fixateur-Knochen so auftretenden lokalen Materialbelastungen in den Verbindungselementen, deren zentraler Bestandteil die bezeichneten Gewinde sind, sind aufgrund von Geometrie und Lastsituation auch bei Verwen­ dung von Qualitätsstählen als hoch einzustufen; diese Belastungen treten in den Gewinden von An­ zugsschrauben bekanntermaßen stets an denselben Stellen auf.

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß der Grundsatz, ein Gewinde stelle immer eine Schwach­ stelle einer Konstruktion dar, in besonderer (und für Patienten und daher auch für den Arzt gefährli­ cher) Weise für die bezeichneten unilateralen Fixateurkonstruktionen gilt: ein Versagen des Fraktur­ versorgungssystems kann sowohl durch Materialversagen bei Mehrfachgebrauch der Schraubverbin­ dungen als auch durch versehentlich falsch bzw. unkontrolliert aufgebrachte Anzugskräfte bzw. -momente verursacht werden. Mit dem so induzierten Nachgeben eines festgesetzten Freiheitsgrades geht die vom Arzt gewählte Repositionsstellung der Knochenfragmente verloren und die Gefahr der Fehlbehandlung einher.

Analoges gilt für festsetzbare Kugelgelenke, die sich aufgrund ihres Konstruktionsprinzips zwar durch Rotationsfähigkeit um alle Raumachsen und im Rahmen der vorhandenen Grenzabmessungen leichte Einstellbarkeit der gewünschten Position auszeichnen.

Sie zeichnen sich aber ebenso durch nur kleine wirksame Flächen zur Übertragung des zu ihrer Festsetzung notwendigen Reibschlusses aus. Diese Flächen müssen daher hoch belastet werden (was übrigens bei allen nach dem Stand der Technik bekannten Produkten durch Anzugsschrauben geschieht, die, wie beschrieben, ihrerseits gefährdet sind).

Kennzeichnend für die Verbesserungswürdigkeit des derzeitigen Standes der Technik sind aber eine Reihe von Merkmalen:

• 1. Keines der derzeit bekannten Produkte erfüllt alle vorstehenden und wichtigen Forderungen gleichzeitig.
• 2. Den bekannten Systemen fehlen entweder wichtige Freiheitsgrade zur Einrichtung
• 3 . . . . oder es wird der Kraft- und Momentenfluß durch den Traversenstab vorzugsweise im hochbe­ lasteten mittleren Drittel entweder durch starke Einschnürung(en) ungünstig umgelenkt, die Fe­ stigkeit des Traversenstabs bzw. seiner Teile wird damit geschwächt
• 4 . . . . oder es wird der Kraft- und Momentenfluß durch die Verwendung von angesichts der zu über­ tragenden Kräfte und Momente als mindestens als kritisch einzustufende Konstruktionselemente über gefährdete Querschnitte geleitet.

Die Verbesserung des derzeit ausgeführten Standes der Technik ergibt sich erfindungsgemäß durch die konsequente konstruktive Umsetzung der folgenden Prinzipien:

• 1. Durchgängige festigkeitsmäßige Dimensionierung aller Bauteile auf Basis der äußeren Lasten, die ein Fixateursystem der erfindungsgegenständlichen Klasse nach Erkenntnissen der Biome­ chanik ertragen muß.
• 2. Unter der Voraussetzung grundsätzlich korrekter Bauteildimensionierung verhindern uneinge­ schnürte spannungstragende Querschnitte die Entstehung lokaler Bereiche, die durch zu gro­ ße Spannungskonzentration überbeansprucht sind.
• 3. Verlassen der Konstruktionsweise dahingehend, daß nicht mehr, wie es dem ausgeführten Stand der Technik entspricht, kleine (und hochfeste), aber deswegen auch hochbelastete Bauteile die Lasten in den kritischen Querschnitten übertragen.
• 4. Anstreben einer Konstruktionsweise dahingehend, daß die hinsichtlich der Werkstoffbelastung und Systemsteifigkeit stets günstige Wirkung großer Flächen, großer Flächenträgheitsmomen­ te und großer Reibradien und großer Hebel genutzt werden.
• 5. Mit der im vorgenannten Prinzip dargestellten Vergrößerung von Wirklängen und Wirkradien lassen sich größere Dehnreserven bzw. Vorspannungsreserven von Spannelementen verwirk­ lichen.
• 6. Unmittelbar hierzu gehört die erfindungsgemäße und bei Fixateuren entsprechend dem Stand der Technik neue Maßnahme, daß der gemäß den beschriebenen Forderung nach Adaptions­ fähigkeit auf die räumliche Lage der Knochenfragmente geteilt auszuführende- Traversenstab insbesondere im spannungsgefährdeten mittleren Drittel zur funktionalen Integration von Ver­ stellvorrichtungen (Gelenken etc.) hinsichtlich seines tragenden Spannungsquerschnitts kei­ nesfalls reduziert, sondern eher erweitert wird.
• 7. So wird, diesem Prinzip weiter folgend, das Einbauen der zur Bereitstellung der gemäß den therapeutischen und teilweise auch zur Systemmontage notwendigen Freiheitsgrade erforderli­ chen Vorrichtungen in den Traversenstab wird durch Umbauen des Traversenstabs mit diesen Vorrichtungen ersetzt.
• 8. Hier sind insbesondere auch die Vorrichtungen zur Aufnahme der Implantate (Adapter) zu nen­ nen, die so ausgeführt werden, daß sie den Traversenstab nicht durchbrechen, sondern im Ganzen umschließen. Diese erfindungsgemäße Maßnahme verhindert nicht nur die lokale Konzentration von Inhomogenitäten in der Spannungsverteilung im Traversenstab, sonder er­ zeugt zwangsläufig größere Flächen zur Kraft- und Momentübertragung und daher größere und damit günstigere Wirkradien für festsetzenden Kräfte und Momente.
• 9. Konsequenter Ausschluß der Verwendung von Konstruktionselementen, die aufgrund ihrer Struktur hochbelastete Bereiche aufweisen (wie beispielsweise Anzugsschrauben) oder kleine kraft- und momentübertragende Querschnitte besitzen (beispielsweise Kugelgelenke) und da­ her versagensgefährdet sind.
• 10. Konsequenter Einsatz von Konstruktionselementen und Vorrichtungen, deren spannungstra­ gende Querschnitte aufgrund ihrer Struktur konstruktiv so gestaltet sind oder gestaltet werden können, daß ungünstige Umlenkungen des Kraft- und Momentenflusses und Kerbwirkungen verhindert oder weitgehend vermieden werden.
• 11. Als Folge kann die aus der konstruktiven Umsetzung der vorstehend genannten Prinzipien re­ sultierende reduzierte Werkstoffbeanspruchung zumindest für die Hauptbestandteile des Sy­ stems in die Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe, die durchlässig für Röntgenstrahlen sind, umgesetzt werden.
• 12. Trianguläre Positionierung der sowieso verwendeten Implantate (nicht zu verwechseln mit der in Fachkreisen als "Trianguläre Montage" bekannten Methode, zusätzliche Implantate und er­ gänzende Bauteile bis hin zur Verwendung eines einen ganzen zusätzlichen Fixateurs in V-förmiger Anordnung zum Hauptsystem zu montieren) erzeugt einen wesentlichen Steifigkeits­ gewinn bei seitlicher, also zur Systemebene normaler Belastung ohne Verwendung zusätzli­ cher Bauteile.

Die konsequente Umsetzung des Prinzips des Umbauens (statt Einbauen), angewandt auf den Tra­ versenstab, gestattet die konstruktive Ausgestaltung des Traversenstabes zumindest abschnittsweise als Rohr und gestattet deswegen die konstruktive Integration eines Meßsystems in das Innere des Rohres. Dieses Meßsystem ist in der Lage, den Heilungsfortschritt der Fraktur durch die gemesse­ nen Relativbewegungen der Knochenfragmente bei äußeren Lasten darzustellen.

Dazu muß kein Bestandteil des Meßsystems ins Körperinnere gebracht werden. Eine extracorporale Messung dieser körperinneren Vorgänge ist möglich auf der Basis der genauen Kenntnis der Vertei­ lung mechanischer Materialspannungen im Versorgungssystem (Fixateur) und ihrer Korrelation mit den äußeren Lasten, mit denen das mechanische Gesamtsystem Knochen-Fixateur-Knochen beauf­ schlagt wird.

Schrauben wirken entweder in axialer Richtung als Anzugsschrauben oder quer zu ihrer Achse als Bolzen mit Scher- oder Biegelast. In beiden Fällen können sie durch einen glatten Bolzen ersetzt werden, der kein spannungsgefährdeten Kerben in Form eines Gewindes aufweist und bei gleichem Nenndurchmesser mehr Tragfläche hat.

Soll eine Anzugsschraube durch einen Bolzen ersetzt werden, so kann dieser unter Zuhilfenahme einer Zusatzkonstruktion, die einen Gelenk-Hebel-Mechanismus oder die Eigenschaften exzentri­ scher Wellen nutzt, als Spannbolzen ausgeführt werden.

Der Ersatz von Kugelgelenken kann für die hier gestellten Aufgaben ohne Nachteil, aber hinsichtlich der Systemfestigkeit vorteilhaft durch die Verwendung mehrerer einachsiger Gelenke in entsprechen­ der Anordnung erfolgen.

Die rotatorische Einstellung des geteilten Traversenstabes um die noch erforderlichen zwei Achsen kann durch zwei um je 90 Grad versetzte einachsige Gelenke in geringem Abstand geschehen, deren Festsetzung durch eine reibschlüssige Konstruktion erfolgen kann, die einen Spannbolzen verwen­ det.

Die rotatorische Einstellung der Achslage der Implantate zum Knochen bzw. zum Traversenstab um die noch erforderlichen zwei Achsen erfolgt analog.

Bei Bedarf können diese Gelenke entweder so konstruiert werden, daß sie als Ganzes verschieblich sind oder so, daß sie (geringfügige) Verschiebungen der gelenkig verbundenen Teile noch zulassen.

Da mit dem Vorhandensein der Verschieblichkeiten dann weder beim Traversenstab noch bei den Implantaten die dritte, bei Kugelgelenken noch mögliche Rotation benötigt wird, können die Kugelge­ lenke gegen Ersatz durch zwei auf engem räumlichem Abstand angeordnete Gelenke der bezeichne­ ten Ausbildung mit zueinander um 90 Grad verschränkten Achslage in jedem Falle entfallen.

Das Festsetzen der bei Bedarf verschieblich ausgeführten Gelenke erfolgt erfindungsgemäß in jedem Falle unter Verwendung eines glatten Spannbolzens, der gleichzeitig als Gelenkachse und als spannkraftübertragendes Konstruktionselement der Festsetzvorrichtung dient.

Sowohl die bezeichneten Gelenke als auch alle Vorrichtungen für die translatorische Verschiebung von Bauteilen werden also erfindungsgemäß (und bei Fixateuren neu) durch Ersatz der bezeichneten Schraubverbindungen zum Festsetzen von Freiheitsgraden durch im Maschinenbau bekannte Spann- oder Spreizmechanismen ersetzt, die in der entspannten Lage eine Verstellung der(s) Freiheitsgra­ de(s) zulassen und zum Zwecke der Erzeugung der zum Festsetzen notwendigen Kräfte oder Mo­ mente in eine festgelegte Endstellung gebracht werden, in der sie sicher einrasten und gegen verse­ hentliches Lösen gesichert sind.

Geeignete Mechanismen sind Vorrichtungen, die aus Gelenken und Hebeln bestehen und Vorrich­ tungen, die Kräfte oder Momente durch Ausnutzen der besonderen Eigenschaft der Exzentrizität ei­ nes Vorrichtungsbestandteils, in der Regel einer Welle oder eines Nockens, erzeugen.

Für die Verstellung und Festsetzung der axialen Position von Bauteilen längs der Achse einer Welle unter Aufrechterhaltung der freien Rotation der Bauteile um die Wellenachse sind aus der Auswahl der bekannten Welle-Nabe-Verbindungen auch sogenannte Wellenspreizringe geeignet, die im Schnitt konischen Querschnitt besitzen und aus einem Innenring und einem Außenring bestehen, die durch ein Transportgewinde axial ineinander verschoben werden und den gewünschten Reibschluß durch eine starke radiale Spannung herstellen können. Der Außenring kann in das zu befestigende Bauteil integriert sein.

Ein Anschlag begrenzt den mögliche Drehwinkel des Transportgewindes und damit die radiale Vor­ spannung; das Transportgewinde ist selbstsichernd.

Alle Bestandteile der genannten Vorrichtungen können federnd gesteckt und selbstsichernd ausge­ legt werden, so daß trotz schneller Zerlegbarkeit zu Reinigungs- und Sterilistaionszwecken während der Operation keine Teile, etwa ins Operationsfeld oder auf den Boden hin, abfallen können.

Erfindungsgemäß werden nur stufenlose Verstellmechanismen eingesetzt, die durch Erzeugung von Reibschluß festgesetzt werden. Neben dem Vorteil der stufenlosen erfolgenden Einstellung der Frei­ heitsgrade wird prinzipiell die Gefahr des Abscherens oder Abreibens von Partikeln aus Verzahnun­ gen oder ähnlichem vermieden. Die damit verbundene Gefahr des unbemerkten Festigkeitsverlusts sowie des Eindringens von Systempartikeln in offene Wunden wird dadurch reduziert.

Erfindungsgemäß und bei Fixateuren nach dem ausgeführten Stand der Technik neu erfolgt die Auslegung aller Vorrichtungen zum Festsetzen von Freiheitsgraden unter Nutzung von aus dem Bereich des Maschinenbaus bekannten Konstruktionselementen in der Weise

• 1. daß sie aus jeweils einachsigen Gelenken und aus Hebeln, aus Zug- oder Druckstäben einfa­ cher Geometrie bestehen
• 2. daß sie (mit Ausnahme von Exzentern) parallele Flächen zur Kraft- und Momentübertragung nut­ zen
• 3. daß sie zur Erzeugung von Spannkräften oder -momenten die Wirkung eines Hebels, die beson­ dere Eigenschaft der Exzentrizität eines Vorrichtungsbestandteils nutzen
• 4. daß sie zur Erzeugung gleichmäßiger radialer Spannung auf Wellen unter Aufrechterhaltung der Rotationsfähigkeit der Nabe in gelöstem Zustand speziell geeignete Vorrichtungen (Wellenspreizringe) nutzen
• 5. daß sie erfindungsgemäß in eine selbsthaltende Endstellung gebracht werden können
• 6. daß sie lediglich mit im Operationssaal immer griffbereitem einfachem Werkzeug (z. B. einem beliebigen Schraubendreher mittlerer Größe, der als Hebel verwendet wird) bedient d. h. in diese festsetzende Endlage gebracht und auch wieder in die lösende Position gebracht werden kön­ nen
• 7. daß sie in der festsetzenden Stellung ohne weitere Kontrolle und ohne die Verwendung von Meßeinrichtungen oder messendem Werkzeug (z. B. Drehmomentschlüssel) eine genau richtig dimensionierte Spannkraft oder Reibmoment oder ähnl. erzeugen, die innerhalb der festgelegten Toleranzgrenzen liegt.

So entsteht neben der Arbeitserleichterung ein Zeitgewinn und mit den zwangsweise richtig dimen­ sionierten Festhaltekräften und -momenten und damit auch zwangsweise tolerablen Belastungen der Bauteile einhergehend ein Sicherheitsgewinn.

Technisch ergeben sich durch die Erfindung die folgenden Vorteile:

• 1. Es können alle aus Analyse der Situation am Patienten sowie der therapeutisch erforderlichen Maßnahmen für ein ebenes Frakturversorgungsverfahren nach dem Prinzip des unilateralen Fixateur externe (Klammerfixateur) erforderlichen Freiheitsgrade befriedigt werden.
• 2. Der Forderung nach sicherer Mechanik wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen im Ein­ zelnen und in summa besser als nach dem derzeitigen Stand der Technik entsprochen.
• 3. Insbesondere entfallen Gefahren durch ungenügend angezogene oder überzogene Vorrichtungen zum Festsetzen von Freiheitsgraden.
• 4. Die bei streng ebenen Systemen strukturbedingt vorhandene seitliche Instabilität kann ohne jeden Mehraufwand an Bauteilen deutlich verringert werden. Durch die Reduktion der Anzahl verwende­ ter Implantate im Vergleich zur Verwendung von sonst üblichen Zusatzmontagen, die den selben Zweck erfüllen, wird die Anzahl der möglichen Infektionsquellen reduziert.
• 5. Durch die Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe ergibt sich eine zumindest weitgehende Ver­ hinderung störender Schatten des Versorgungssystems auf dem Röntgenbild.
• 6. Die konstruktive Integration (nicht Anbau) eines kalibrierbaren Meßsystems gestattet die Darstel­ lung eines eingetretenen Heilungsfortschritts durch die Darstellung des damit verbundenen Rück­ gangs der interfragmentären Bewegungen der Knochenfragmente ohne belastende Röntgenkon­ trolle und verwirklichet das monitoring der Frakturheilung. Das Therapiegerät selbst ermöglicht die Erfolgskontrolle seines Einsatzes.

Wirtschaftlich ergibt sich der Vorteil, daß trotz der dargestellten technischen Verbesserungen der Systempreis keineswegs steigen muß.

Insbesondere bei Verwendung von nichtmetallischen Werkstoffen (etwa Kunststoffen) kann eine Re­ duktion des Systempreises unter Zuhilfenahme moderner Fertigungstechnologie durch die mit der Ausbildung von Mehrfachfunktionalitäten einhergehende reduzierte Anzahl von benötigten Bauele­ menten bei gleicher oder gesteigerter Funktionalität erzielt werden.

Unter Verwendung des integrierten Meßsystems entfallen einige der röntgenologischen Zwischenun­ tersuchungen.

Die Fig. 1 des Ausführungsbeispiels zeigt eine herkömmliche Montage des Fixateur-Systems, bei dem alle vier Implantate M, bei denen es sich im gezeigten Beispiel um Knochenschrauben handelt, in einer Ebene, also unilateral, angeordnet sind. Der Querschnitt zeigt die Montagelage bezüglich des Knochens. Die Implantate M werden durch je einen Adapter E mechanisch gefaßt und sind mit einem der Seitenteile A des dreifach unterteilten Traversenstabs verbunden.

Der Traversenstab besteht aus zwei Seitenteilen A, die gelenkig und jeweils in zwei Richtungen ver­ schieblich mit dem Mittelstück B verbunden sind.

Die einander zugewandten Endstücke eines Seitenteils A und des Mittelstücks B sind mehrfach ge­ schlitzt; die so entstehenden Reibebenen passen ineinander und besitzen orthogonal zu den Flächen eine Bohrung zur Aufnahme des Spannbolzens, der mit Hilfe einer Exzenterwelle mit Bedienhebel sowie einer Druckverteilerplatte die erforderliche Normalkraft zur Festsetzung des so entstandenen Gelenks erzeugt.

Spannbolzen, Exzenterwelle und Druckverteilerplatte zusammen bilden die Spannvorrichtung C. Die Bohrung zur Aufnahme des Bolzens im Seitenteil A kann ausgeweitet bzw. als beidseitiges Langloch ausgeführt werden, so daß das entsprechende Seitenteil zusätzlich zur Rotation um die Bolzenachse auch noch Verschiebungen in zwei Richtungen ausführen kann.

Durch eine Verschränkung beider Bolzenachsen gegeneinander um 90° kann der geteilte Traver­ senstab durch Rotation um zwei zu einander orthogonalen Raumachsen auf die gewünschte räumli­ che Lage der zu verbindenden Knochenfragmente oder etwa gelenkübergreifend am Fußgelenk ge­ nau eingerichtet werden.

Die großen mittleren Reibradien der Reibflächen, die Anzahl der Reibflächen und ihre Dimensionen erlauben eine sichere Übertragung des in Traversenmitte stets maximalen Biege- und Torsionsmo­ ments mit bereits geringen, durch die Spannvorrichtung erzeugten Normalkräften.

Die Exzenterwellen C1 mit Spannhebel sind so ausgelegt, daß sie ohne Werkzeug bis in eine durch Anschlag begrenzte Endstellung gebracht werden können, in der sie eine nach den bekannten Re­ geln der Dehnschraubenberechnung unter Berücksichtigung der beteiligten Werkstoffe und geometri­ schen Abmaße definierte Spannkraft in Bolzenlängsachse erzeugen, die stets innerhalb eines zuläs­ sigen Bereichs mit Ober- und Untergrenze liegt; so kann die zur Festsetzung der Gelenke unter Be­ rücksichtigung der unter biomedizinischen Gesichtspunkten möglichen äußeren Lasten erforderliche Spannkraft stets richtig dimensioniert werden.

Die gezeigte Konstruktion verwendet erfindungsgemäß nur große Wirkradien und Wirkhebel, so daß lokale Beanspruchungskonzentrationen in den Bauteilen im Vergleich zu bekannten Fixateur-System deutlich reduziert werden können.

Jedes Implantat M wird durch ein Klemmstück E2 verschieblich gefaßt und ist um den Konus K rotier­ bar. Sowohl die Klemmung des Implantats selbst, als auch die Rotation auf dem Konus K wird festge­ setzt durch Umlegen der Exzenterwelle E4 mit Spannhebel, was ein Verschieben des Schiebestücks E3 und somit ein Festsetzen beider Freiheitsgrade in einem Schritt bewirkt.

Für die richtige Dimensionierung der Festhaltekräfte gelten sinngemäß die Ausführung bezüglich der Spannvorrichtung C an den Gelenken des Traversenstabs.

Der Querschnitt zeigt, wie der ganze Adapter E zur Aufnahme der Implantate M mittels eines Spann­ bügels E₆ und eines Umlenkhebels E5 mit radialer Flächenpressung auf ein Seitenteil A gespannt wird.

In entspannter Stellung kann jeder Adapter E auf dem zugehörigen Seitenteil A axial stufenlos ver­ schoben und um dessen Längsachse frei rotiert werden. Durch werkzeugloses Umlegen des Spannhebels E5 bis in die durch Anschlag begrenzte, selbsthaltende Endstellung werden beide Freiheits­ grade gemeinsam festgesetzt.

Die schon zwangsläufig sehr großzügig dimensionierte Fläche zur Übertragung der radialen Pres­ sung auf das Seitenteil A stellt eine sichere Festsetzung bereits durch relativ geringe Umfangskraft sicher.

Durch die Summe der dargestellten Freiheitsgrade können sowohl die Lage des Traversenstabs als auch die Lagen der Implantate zum Knochen bzw. zu den Knochenfragmenten stets wie erforderlich eingestellt werden, ohne daß die Einhaltung irgendwelcher Montagemaße erforderlich würde.

Die Festsetzung aller Freiheitsgrade geschieht schnell und mit stets richtig dimensionierten Festhal­ tekräften.

Fig. 2 zeigt erfindungsgemäß die gegenüberliegende Anordnung zweier Adapter E mit den zugehöri­ gen Implantaten M. Der Querschnitt zeigt, daß eine solche Anordnung ein Ausschwenken der Implan-
tate M aus der Systemebene heraus bewirkt; bezüglich der Übertragung einer seitlich wirkenden Kraft entsteht ein projiziertes Dreieck (bzw. eine stark unsymmetrische Raute).

Wird das Fixateur-System durch eine normal zur Systemebene, also seitlich wirkende Kraft, belastet, so verformen sich die Implantate M in der ebenen Anordnung nach Fig. 1 durch eine Biegung jedes Implantats gemäß dem Muster des Biegebalkens, auch bekannt als J-Schlag, während sich die Im­ plantate bei axialer Belastung des Knochens bzw. der Knochenfragmente durch eine Kraft in Rich­ tung der Knochenlängsachse wie eine Biegefeder, auch bekannt als S-Schlag, verformen.

Das rechnerische Steifigkeitsverhältnis der beiden Lastfälle beträgt

Steifigkeitsverhältnis bei ebener Montage
axial : seitlich = 4 : 1.

Dies entspricht der für unilaterale, also ebene Montagen typischen seitlichen Instabilität. Durch erfindungsgemäße Anordnung gemäß Fig. 2 werden die Implantate bei Belastung des Systems durch eine seitlich wirkende Kraft nicht nur auf Biegung, sondern auch auf Druck und Zug bean­ sprucht. Die durch Druck oder Zug verursachte Verformung der Implantate ist gegenüber der Biegung sehr gering, so daß (abhängig von den aktuellen Winkeln sowie dem axialen Abstand der Implantate in Knochenlängsrichtung) jedenfalls eine deutliche Reduktion des Steifigkeitsverhältnisses herbeige­ führt wird.

Der typbedingten seitlichen Instabilität ebener Systeme wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme der triangulären Montage ohne Mehraufwand an Bauteilen abgeholfen.

Steifigkeitsverhältnis bei triangulärer Montage
axial : seitlich « 4:1.

Fig. 2 zeigt desweiteren ein zur axialen Verschiebung in weiten Bereichen modifiziertes System. Das Seitenteil A besitzt eine innenliegende Spindel, die durch das außenliegende Handrad verstellt wird. Das Trapezgewinde der Spindel greift in das Muttergewinde des diesseitig als langes Rohr ausgebil­ deten Mittelstücks B und verschiebt bei Drehung das Seitenteil A gegenüber dem Mittelstück B in axialer Richtung.

Durch eine ausreichende Überdeckung der axial ineinander gleitenden Rohre, welche durch eine radiale Nut im Seitenteil A und einer passenden Feder im Mittelteil B gegen Verdrehen gesichert sind, ist eine sichere Führung, Positionierung und Festigkeit bei Kraft- und Momentübertragung fast ohne Mehraufwand an Bauteilen gegenüber dem Basissystem in Fig. 1 gewährleistet. Die Systemvarianten nach Fig. 1 und Fig. 2 können ohne Schwierigkeiten vereinigt werden. Das elektronische Meßsystem Z ist in eines der Seitenteile A integriert und verfügt mindestens über Sensoren, eine eingebaute Energieversorgung (Niedervolt), eine Einheit zur Verrechnung der Signale und eine Anzeige; optional Bauteile wie zur Signalspeicherung, Schnittstelle für externe Datenaus­ wertung, Zeitgeber u. ähnliches.

Das Meßsystem ist in den Parametern der Meßgrößen auf die aktuelle Situation im jeweils vorliegen­ den Montagefall in angebbaren Grenzen auf Maßeinheiten nach DIN bzw. ISO kalibrierbar. Die Kalibrierung erfolgt durch Eingabe der Parameter über das Bedienfeld Z2. Die Meßergebnisse können auf der Anzeige Z1 abgelesen werden.

Claims (7)

1. Ebener Fixateur externe mit mindestens vier Schrauben, Drähten oder Nägeln, Vorrichtung zur Fixierung von Kochenfragmenten bei Knochenbrüchen an Lebewesen, gekennzeichnet dadurch,
daß es sich um ein entsprechend der Klasse der sog unilateralen Fixateur externe-Systeme un­ gefähr als eben zu betrachtendes Stabwerk handelt, welches bei äußerer Belastung oder Mus­ kelaktivität innerhalb des Körpers eines Lebewesens entstehenden Kräfte und Momente auf ei­ nes der beiden gegeneinander zu fixierenden Knochenfragmente über eine mechanische Brücke in das andere Knochenfragment weiterleitet, so daß die eigentliche Frakturzone trotz Reposition der Fragmente mechanisch weitgehend entlastet wird,
daß die mechanische Brücke außerhalb des Körpers liegt und daher die überzuleitenden Kräfte und Momente auf direktem Wege, also ungefähr orthogonal, nach außerhalb des Körpers ge­ führt werden und deswegen eine sogenannte "externe Frakturfixierung" erfolgt,
daß auf beiden Seiten eines Knochenbruchs je mindestens zwei mechanische Stäbe (= Implan­ tate) von ausreichender Länge durch kleine Eröffnungen des Körpers hindurch so implantiert werden, daß sie mechanisch belastbar mit dem Knochen verbunden sind und zu einem großen Teil noch aus dem Körper hervorragen,
daß diese Implantat-Doppel pro Frakturseite die Raumlage des jeweiligen Knochenfragments eindeutig fixieren und daß auch mehr als zwei Stäbe pro Frakturseite verwendet werden können,
daß genau ein Hauptstab (= Traversenstab) außerhalb des Körpers alle Implantate mechanisch belastbar bzw. fest, aber lösbar und verstellbar nach Art einer Brücke miteinander verbindet; seine Achse verläuft ungefähr orthogonal zur Raumlage der zu verbindenden Stäbe und somit ungefähr parallel zur gedachten Längsachse des zu versorgenden Knochens,
daß der Traversenstab eine zylinderförmige, außen glatte Grundgeometrie besitzt, die Ver­ schiebung und Verdrehung von mittels zylinderumfassendes Spannvorrichtungen angebrachten Bauteilen längs der bzw. um die Rohr- bzw. Stabachse gestattet; die zylinderförmigen Bauteile können aus Gründen der Materialersparnis oder aus konstruktiven Gründen ganz oder teilweise als Rohr ausgeführt sein,
daß der Traversenstab zum Zwecke der Anpassung des Systems an spezielle Aufgaben in ein Mittelteil und zwei Seitenteile geteilt werden kann, die entsprechend den Erfordernissen durch geeignete Konstruktion der einander gegenüberliegenden Bauteil-Endstücke gegeneinander bewegt bzw. eingerichtet und in der gewählten Position leicht und auch bei großer Bekastung noch sicher festgesetzt werden können,
daß als Aufnahmeeinheit für jedes Implantat genau eine Baugruppe (= Adaptern verwendet wird, welche eine lösbare und nach Festsetzen mechanisch belastbare Verbindung des Implantats mit dem Traversenstab gestattet,
daß jeder Adapter ermöglicht die freie Wahl der axialen Position und rotatorischen Raumlage des jeweiligen Implantats in zwei Ebenen zum Knochenfragment sowie die Verschiebung des Implantats in seiner Aufnahme,
daß alle Einstellungen der vorgenannten Freiheitsgrade voneinander unabhängig sind,
daß eine direkt kontrollierbare Vorspannung zwischen den Implantaten die zu einem dies- oder jenseitig der Fraktur liegenden Implantat-Doppel gehören, leicht beispielsweise unter Verwen­ dung einer auf die Außenseite des Traversenstabes angebrachten Strichskala aufgebracht wer­ den kann; hierzu wird einer der Adapter unter Beobachtung der Skala axial auf dem Traversen­ stab verschoben oder um dessen Längsachse rotiert,
daß das Frakturversorgungsverfahren auch eine Frakturversorgung unter Druck oder Zug er­ laubt,
daß alle Vorrichtungen zur Festsetzung der Freiheitsgrade mindestens in der Endstellung für die Festsetzung selbstarretierend bzw. selbsthaltend sind und ohne spezielles Werkzeug bedient werden können,
daß eine Reihe besonderer Maßnahmen zur Reduktion von Werkstoffbelastungen ergriffen wer­ den dahingehend,
daß zur Erzeugung der für die Systemstabilität primär notwendigen Spann- oder Festhaltekräfte notwendigen ausnahmslos Konstruktionselemente verwendet werden, zwischen denen Kräfte und Momente durch zueinander parallele und ausreichend groß dimensionierbare Flächen übertragen werden; eine Ausnahme hiervon bilden exzentrische Bauteile, bei denen zum Aus­ gleich der lokal hohen Materialbelastung durch die Exzentrität eine Vorrichtung zur Druckvertei­ lung verwendet werden kann,
daß insbesondere Festhaltekräfte und -momente ausschließlich über zueinander parallele und ausreichend groß dimensionierbare Flächen übertragen werden,
daß die spannungskritischen Querschnitte aller Bauteile nicht durch Eingeschnürungen zusätz­ lich verringert werden, sondern die tragenden Querschnittsflächen und/oder die Flächen­ trägheitsmomente eher noch durch Erweiterungen vergrößert werden,
daß die Erzeugung der für die Systemstabilität primär notwendigen Spann- oder Festhaltekräfte wegen der aus der Verwendungs- und Montagesituation des Systems resultierenden besonde­ ren Gefahren ohne die Verwendung von Anzugsschrauben geschieht,
daß die Bereitstellung der notwendigen Freiheitsgrade wegen der aus der Verwendungs- und Montagesituation des Systems resultierenden besonderen Gefahren ohne die Verwendung von Kugelgelenken geschieht,
daß durch die Summe dieser Maßnahmen zur Rückführung der Bauteilbeanspruchung durch Spannungen die konstruktiven Voraussetzungen dafür geschaffen werden, daß (mit Ausnahme der Implantate selbst) die optionale Verwendung von nichtmetallischen. Werkstoffen möglich wird, die bei Bedarf fasernhaltig bzw. faserverstärkt sein können,
daß bei Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe kein bzw. nur ein minimaler Schatten im Röntgenbild erzeugt wird,
und bei Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe durch das im Vergleich zu Metallen niedere spezifische Gewicht der prinzipielle Gewichtsnachteil der größeren geometrischen Dimensionie­ rung wieder kompensiert wird,
daß die Konstruktionen aller Spannvorrichtungen bzw. Festsetzvorrichtungen unter Berücksich­ tigung von Geometrie, Werkstoffverhalten und Beanspruchung aller beteiligten Bauteile so aus­ geführt ist, daß beim Festsetzen bei Erreichen der selbstarretierenden Endstellung automatisch richtig dimensionierte Spannkräfte und Momente erzeugt werden,
daß bei Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe die besonderen Möglichkeiten spanloser Fer­ tigungsverfahren beim vorgestellten System konstruktiv besonders vorteilhaft in die Bildung von Mehrfachfunktionalitäten der Bauteile und daher in die Einsparung von Bauteilen umgesetzt werden kann,
daß das System selbst, aufgebaut aus dem Traversenstab und den in der gewünschten Position justierten Adaptern durch einfaches Einschieben von Bohrhülsen in die zur Aufnahme der Im­ plantate in den Adaptern vorhandenen Durchgängen als Bohrschablone verwendet werden kann; die Verwendung von separaten Schablonen entfällt,
daß alle Bauteile des ganzen Systems unverwechselbar und zur Erzwingung richtiger Montage­ weise ausgelegt sind,
daß das Frakturversorgungssystem nicht nur das technische Problem der Reposition und Fixation von Knochenfragmenten löst, sondern durch seine konstruktive Auslegung auch mit definierten mechanischen (Feder-) Eigenschaften hinsichtlich der Systemsteifigkeit in den verschiedenen Freiheitsgraden, immer bezogen auf die Frakturzone, ausgestattet ist, die eine der Knochenhei­ lung zuträgliche mechanische Versorgungssituation nach dem bekannten Stand der (biomedizinischen) Technik unterstützen,
daß die angewandte Technik des mechanischen Umfassens des Traversenstabs zum Zwecke der Befestigung der Vorrichtungen zur Aufnahme der Implantate es gestattet, mindestens eines der Seitenteile des Traversenstabes als Rohr so auszuführen, daß auch nicht unmittelbar zur Frakturversorgung notwendige Systembestandteile (wie beispielsweise ein Meßsystem) in das Innere des Rohres räumlich und funktionell integriert werden können.

2. Adapter, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Adapter durch eine in ihn selbst integrierte Vorrichtung an einem glatten, zylindrischen Trägerstab = Traversenstab (oder einem Abschnitt davon) befestigt wird und einen langen, dünnen Stab (Implantat) mechanisch fassen kann und die Einstellung und Fixierung der Raumlage des Implantats relativ zu der Achse des Traversenstabs gestattet
daß die Befestigung des Adapters selbst durch Umbauen des Traversenstabs geschieht; insbe­ sondere muß der Traversenstab an der Befestigungsstelle keinerlei besondere Merkmale wie Lächer, Einschnürungen, Erhebungen oder dergleichen aufweisen,
daß durch Umbauen des Traversenstabs zwangsläufig Wirkflächen und Wirkradien zur Erzeu­ gung von Festhaltekräften und -momenten und Flächenträgheitsmomente vergrößert werden und dadurch bei gleicher äußerer Systembelastung zwangsläufig Materialspannungen verringert werden,
daß eine gemeinsame, in den Adapter selbst integrierte Vorrichtung zur Befestigung des Adap­ ters auf dem Traversenstab sowohl die freie axiale Positionierung des Adapters und des gefaß­ ten Implantats längs der Achse des Traversenstabs als auch die freie Rotation des Adapters und des gefaßten Implantats um die Stabachse des Trägerstabs gestattet,
daß die Einstellung der beiden Freiheitsgrade stufenlos erfolgt und voneinander unabhängig ist daß mit dieser Vorrichtung beide Freiheitsgrade gemeinsam und gleichzeitig festgesetzt oder gelöst werden können,
daß eine gemeinsame, in den Adapter selbst integrierte Vorrichtung zur Befestigung des Adap­ ters auf dem Traversenstab sowohl die freie Rotation des gefaßten Implantats bezüglich einer zur Achse des Traversenstabs ortogonalen Achse als auch die Verschiebung des Implantats in der Aufnahmevorrichtung längs seiner eigenen Achse gestattet,
daß die Einstellung der beiden Freiheitsgrade stufenlos erfolgt und voneinander unabhängig ist, daß die Festsetzung und das Lösen beider Freiheitsgrade gemeinsam und gleichzeitig erfolgt daß die Festsetzung aller Freiheitsgrade durch Vorrichtungen geschieht, die Bestandteil der Ad­ apters sind und die notwendigen Festhaltekräfte oder -momente mittels Gelenk-Hebel- Mechanismen oder durch Ausnützung der Eigenschaften der Exzentrizität von Bauteilen erzeu­ gen,
daß alle Vorrichtungen zum Festsetzen von Freiheitsgraden so ausgelegt werden, daß sie zwangsweise stets genau richtig dimensionierte Festhaltekräfte oder -momente erzeugen und (mindestens) in der festgesetzten Stellung selbsthaltend sind und mit immer verfügbaren Hilfs­ mitteln oder ganz ohne Werkzeug bedient werden können,
daß zur Realisierung dieser Vorrichtungen ausschließlich Konstruktionselemente verwendet wer­ de, die aufgrund ihrer Struktur eine homogene Werkstoffbeanspruchung zulassen, Kerbwirkun­ gen weitestgehend vermeiden und groß dimensionierbare (mit Ausnahme von Exzentern) paral­ lele Flächen zur Kraft- und Momentübertragung nutzen,
daß deswegen die Verwendung von Anzugsschrauben (wegen inhomogener Materialbelastung) und festsetzbare Kugelgelenke (wegen kleiner Flächen für die Übertragung von Festhaltekräften und -momenten) ausgeschlossen ist,
daß die Konstruktionsweise des Adapters mit allen darin integrierten Vorrichtungen eine wei­ testgehende Bauteil-Identität von Bauteilen zum Fassen, Verstellen und Festhalten herstellt und so durch Maximierung der Multifunktionalität einzelner Bauteile die Minimierung der Anzahl der insgesamt benötigten Bauteile ermöglicht,
daß durch die Kombination der vorstehenden Maßnahmen die Beanspruchung der Bauteile durch Spannungen im Werkstoff soweit zurückgeführt werden kann, daß optional eine weitge­ hende Fertigung des Adapters aus nichtmetallischen Werkstoffen erfolgen kann,
daß der störende Röntgenschatten des Adapters bei weitgehender Fertigung aus nichtmetalli­ schen Werkstoffen weitgehend entfällt,
daß das Gewicht des Adapters bei weitgehender Fertigung aus nichtmetallischen Werkstoffen durch das kleinere spezifische Gewicht solcher Werkstoffe so gering wird, daß der durch geo­ metrisch größere Bauteildimensionierung erworbenen Nachteil des größeren Volumens minde­ stens kompensiert werden kann.

3. Adapter,Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet
daß das den Adapterkörper mit dem Traversenstab verbindende Element aus einem einseitig zu öffnenden Ring besteht, der mit einer Spannvorrichtung ausgestattet ist,
daß der Ring bei geöffneter Spannvorrichtung das Rohr leicht gleitend umfaßt,
daß diese Spannvorrichtung einen Bügel mit Widerlager, einen Spannhebel und ein Gelenk verwendet,
daß durch Umklappen des Spannhebels in die festsetzende Position eine werkzeuglose oder nur mit einfachen, immer zur Verfügung stehenden Hilfsmitteln erfolgende schnelle Spannen des Rohres realisiert ist,
daß der Spannhebel in der festsetzenden Position sicher einrastet und und selbsthaltend ist daß die Spannvorrichtung in der festsetzenden Stellung nur eine stets richtig dimensionierte Spannkraft bzw. einen richtig dimensionierten Reibschluß innerhalb der zulässigen Toleranzen erzeugen kann,
daß der Adapter durch bei geöffneter Spannvorrichtung nicht nur längs auf ein Rohr (Traversenstab) aufgeschoben werden kann (Längsmontage), sondern auch quer über das Rohr auf geschoben werden kann (Quermontage),
daß die Vorrichtung unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften so auf den zu umfassen­ den Durchmesser ausgelegt ist, daß die zur Quermontage erforderliche kurzfristige Aufsprei­ zung möglich ist,
daß bei optionaler Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe die Realisation der zur Quermon­ tage erforderlichen größeren Aufspreizung des Ringes gelingt.

4. Adapter, Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Adapter aus einem raumfesten Bauteil, einem Klemmstück und einem Schiebestück als funktional kennzeichnende Bauteile besteht,
daß die Aufnahme des Implantats durch eine geschlitzte Längsführung geschieht, die auf den Au­ ßenflächen keilförmig oder konisch gestaltet ist und funktionaler Bestandteil des Klemmstücks ist,
daß durch Aufschieben des entsprechend geformten und festen Schiebstücks als Gegenstück auf die außen keilförmige oder konische Längsführung bzw. auf das Klemmstück hohe radiale Spannkräfte auf das Implantat erzeugt werden,
daß diese Grundkonstruktion eine solche konstruktive Ausgestaltung erlaubt, die einen großen Anteil der Überdeckungsfläche für eine gleichmäßige Kraftübertragung in der Längsführung des Implantats nutzbar macht,
daß die Drehung der gesamten Längsführung des Implantats gegenüber einem raumfesten Bauteil des Adapters auf einem Konus erfolgt,
daß eine der Konusflächen sich auf dem raumfesten Bauteil des Adapters und die andere Ko­ nusfläche auf dem Klemmstück befindet,
daß durch Aufschieben des entsprechend geformten und festen Schiebstücks auf das,
daß somit durch Positionsveränderung des Schiebestücks sowohl die Längsführung des Implan­ tats als auch die Rotation der Längsführung um das raumfeste Bauteil gemeinsam freigegeben oder festgesetzt werden können,
daß diese gemeinsame Festsetzung durch eine Spannvorrichtung realisiert wird, die einen Spannbolzen verwendet, der fester Bestandteil des raumfesten Bauteils sein kann und durch durch das Schiebestück durch eine darin befindliche Öffnung hindurchgeführt wird,
daß dieser Spannbolzen an dem Ende, an dem er aus dem Schiebestück wieder hervortritt, eine Vorrichtung besitzt, die Spannkräfte in Bolzenlangsachse unter Abstützung auf dem Schiebe­ stück erzeugt und dadurch dessen Position verändert und dadurch die vorstehend genannten Freiheitsgrade festsetzt,
daß durch Umklappen eines Spannhebels in die festsetzende Position eine werkzeuglose oder nur mit einfachen, immer zur Verfügung stehenden Hilfsmitteln erfolgende schnelle Erzeugung der Spannkraft realisiert ist,
daß der Spannhebel in der festsetzenden Position selbsthaltend ist
daß die Spannvorrichtung in der festsetzenden Stellung nur eine stets richtig dimensionierte Spannkraft innerhalb der zulässigen Toleranzen erzeugen kann,
daß eine reibungsgedämpfte gedämpfte Verstellung beider Freiheitsgrade durch teilweises Umle­ gen des Spannhebels erfolgen kann,
daß als Spannelement vorzugsweise eine exzetrische Welle oder ein exzentrischer Nocken ver­ wendet wird,
daß bei optionaler Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe zumindest für die Hauptbestandtei­ le, dies sind raumfestes Bauteil, Klemmstück und Schiebestück, eine Redizierung des System­ gewichts und der störenden Schatten im Röntgenbild erreicht wird.

6. Traversenstab, Traverse, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei in ein Mittelteil und zwei Seitenteile geteilter Ausführung des Traversenstabs durch mehrfaches Schlitzen beider zum Mittelteil gerichteten Endabschnitte der Seitenteile und der je­ weils zugewandten Endabschnitte des Mittelteils, welche alle eine zylinderförmige nach außen glatte Grundgeometrie besitzen, sowie je einer orthogonal zu den durch das Schlitzen entste­ henden Flächen angebrachten Bohrung unter Verwendung je eines Bolzens zwei Gelenke mit insgesamt großer gleitender Kontaktfläche entstehen,
daß der Bolzen als Teil einer Spannvorrichtung ausgeführt wird, die Spannkräfte in Richtung der Bolzenlängsachse erzeugt,
daß die durch den Bolzen geleitete Spannkraft durch selbstarretierende Gelenk-Hebel- Mechanismen oder durch Ausnützung der Eigenschaften der Exzentrizität von Wellen in eben­ falls selbstarretierender Ausführung erzeugt wird,
daß dieses Gelenk mit Spannvorrichtung durch die große Anzahl an Kontaktflächen und der daraus resultierenden insgesamt großen gleitenden Kontaktfläche eine große Reibkraft bereits durch geringe Normalkraft (Spannkraft) erzeugen kann und daher entgegen den aufgrund der Systemgeometrie in der Umgebung des Gelenks zwangsweise auftretenden großen Belastun­ gen durch Kräfte und Momente leicht festsetzbar ist,
daß jedoch wegen der Aufteilung des Kraft- und Momentenflusses in viele Ebenen und der un­ terbliebenen Einschnürung der Grundgeometrie des Traversenstabes große lokale Materialbe­ anspruchungen verhindert werden,
daß jedes Seitenteil des Traversenstabes für sich um den Bolzen bzw. die Gelenkachse rotiert werden kann und mit Hilfe der Spannvorrichtung arretiert werden kann,
daß bei Ausführung der Bohrung als beidseitiges Langloch jedes seitliche Bauteil des Traver­ senstabes für sich um den Bolzen bzw. die Gelenkachse in zwei Richtungen verschoben werden kann und mit derselben Spannvorrichtung arretiert werden kann,
daß durch diese so entstehenden rotierbare und in zwei Richtungen frei verschiebliche Gelenke jedes der seitliche Bauteil des Traversenstabes gegenüber dem Mittelstück somit drei Freiheits­ grade, nämlich zwei Translationen und eine Rotation, besitzt, die durch die gemeinsame Spann­ vorrichtung festgesetzt werden können,
daß bei um 90 Grad um die Traversenstab-Längsachse versetzter Anordnung der beiden Ge­ lenke, die beide seitlichen Stäbe mit dem Mittelstück verbinden, die Knochenfragmente (mit Ausnahme des nicht notwendigen Freiheitsgrades der Verdrehung gegeneinander) in beliebiger Lage zueinander eingerichtet werden können: gegenseitige Verschiebung in allen drei Raum­ richtungen. Rotation um zwei Achsen,
daß ein Seitenteil des Traversenstabes, welches teilweise als Rohr ausgebildet ist, eine innere, dem Mittelstück zugewandte Längsführung besitzt, die zusammen mit dem entsprechend gestal­ teten Mittelstück eine mechanische Führung für die Verschiebung des seitlichen Bauteils ge­ genüber dem Mittelstück zur Distraktion der Knochenfragmente, beispielsweise zur künstlichen Knochenverlängerung während der Phase der Heilung, bildet,
daß eine Spindel, die Inneren des als Rohr gestalteten seitlichen Bauteils positioniert ist, eine stufenlose, von außen leicht, beispielsweise mit Hilfe einer auf der Oberfläche des ins Seitenteil eintauchenden Mittelteils angebrachten Skala, genau kontrollierbare Verstellung dieser Längs­ führung in beiden Richtungen gestattet; die Spindel ist groß dimensioniert und ist durch das dem Mittelstück abgewandte Ende des seitlichen Bauteils zugänglich,
daß die Spindel selbsthemmend ausgeführt ist,
daß die Spindel von Hand verstellt bzw. gedreht werden kann,
daß somit die Knochenfragmente hinsichtlich der Verschiebung in allen drei Raumrichtungen und in der Rotation um eine Achse beliebig eingerichtet werden können; insbesondere kann die postoperative Verschiebung der Knochenfragmente etwa zum Zwecke der Knochenverlängerung in Richtung der gedachten Längsachse des Knochens auf einfache und sichere Weise in klei­ nen Stufen kontrolliert und ohne Lösen von Spannvorrichtungen mit der damit verbundenen Gefahren für den Patienten erfolgen,
daß die Konstruktion der Seitenteile sowie des Mittelstücks des Traversenstabes und der Spin­ del so ausgeführt ist, daß die Materialspannungen bei äußerer Belastung über ausreichend gro­ ße Dimensionierung abgefangen werden und Spann- bzw. Reibkräfte fast ausschließlich über optimal große Flächen übertragen werden und so die Verwendung von nichtmetallischen, künst­ lichen Werkstoffen möglich wird, die bei Bedarf faserverstärkt sein können und daher ein mini­ maler Schatten im Röntgenbild erzeugt wird und durch das im Vergleich zu Metallen niedere spezifische Gewicht der prinzipielle Gewichtsnachteil der größeren geometrischen Dimensionie­ rung wieder kompensiert wird,
daß optional die Teilung des Traversenstabs unter teilweisem Verlust von Freiheitsgraden in nur zwei Teile erfolgt, die unter Verwendung der beschriebenen Mechanismen (Gelenke, Spannvor­ richtungen) miteinander verbunden sind,
daß optional die Teilung des Traversenstabes unter Verlust seiner Verstellbarkeit ganz entfällt und damit ein einfaches Rohr ohne jede festigkeitsmindernde Unterbrechung oder Einschnürung verwendet wird und damit ein für viele Zwecke ausreichender, einfacher und preiswerter Sy­ stembestandteil für ein Fixateursystem entsteht.

7. Verfahren unter Verwendung der Vorrichtungen nach Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Adapter zur Aufnahme der implantierten Stäbe um den Traversenstab in eine Position rotiert werden, daß die implantierten Stäbe mit der Verbindungskonstruktion für jede Frakturseite in der Queransicht ein projiziertes Dreieck (bzw. genauer eine stark unsymmetrische Raute) bil­ den,
daß dadurch die für herkömmliche ebene Montagen zwangsweise typische seitliche Instabilität gegenüber der (axialen) Systemsteifigkeit bei Belastung längs der gedachten Knochenachse re­ duziert wird:
Die implantierten Stäbe werden bei herkömmlichen, ebenen Montagen bei seitlicher Belastung stark überwiegend durch Biegung beansprucht, die noch große Verschiebungen der Knochen­ fragmente zuläßt. Das rechnerische Verhältnis der lastbedingten Verschiebungen der Knochen­ fragmente bei herkömmlicher Montageweise, ausgedrückt als Verhältnis der Systemsteifigkeiten, beträgt dabei Steifigkeit bei ebenen Montagen
axial : seitlich = 4 : 1daß sich dieses rechnerische Verhältnis der lastbedingten Verschiebungen der Knochenfrag­ mente, durch die erfindungsgemäße Maßnahme wegen des Aufbaus von Zugspannungen bzw. Druckspannungen in den implantierten Stäben deutlich reduziert:Steifigkeit bei triangulärer Montage
axial : seitlich « 4 : 1und daher eine gleichmäßige Beanspruchung des Gewebes in der Frakturzone begünstigt daß die axiale Systemsteifigkeit durch die erfindungsgemäße Maßnahme nicht berührt wird,
daß diese Art der triangulären Montage ohne die Verwendung irgendwelcher zusätzlicher Bau­ teile erfolgt.

8. Integriertes Meßsystem, Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß durch den Einbau von Sensoren in die Baugruppen des Frakturversorgungssystems eine Messung der durch die auftretenden äußeren mechanischen Belastungen des Frakturversor­ gungssystems getrennt nach Lastrichtungen bzw. Freiheitsgraden realisiert wird,
daß die erforderliche Elektronik zur Signalerfassung, Meßwertbildung, Auswertung, Anzeige und optionaler Registrierung in den Traversenstab oder bei geteiltem Traversenstab in seinen Teil­ stücken untergebracht werden,
daß die Sensoren so angeordnet sind, daß sie hauptsächlich diejenigen mechanischen Bela­ stungen messen, deren Ursache die wesentlichen bzw. häufigsten und gleichzeitig größten Be­ anspruchungen sind, dies sind äußere Kraftwirkungen in Längsrichtung zur Knochenlängsachse und orthogonal zur durch gedachte Knochenlängsachse und Traversenstab aufgespannten Ebene,
daß die erhaltenen Meßsignale für die Beanspruchung von Bauteilen des Frakturversorgungs­ systems unter Anwendung bekannter Regeln der technischen Mechanik in Relativbewegungen umgerechnet werden können, die die zu fixierenden Knochenfragmente gegeneinander ausfüh­ ren,
daß der Rückgang der heilungsbegleitend gemessenen Bewegungen den Fortschritt der Frak­ turheilung anzeigt,
daß dieses Verfahren durch die Integration aller seiner Bauteile in ausschließlich außerhalb des Körpers befindliche Bauteile des Frakturversorgungsverfahrens zum Einsatz am lebenden Men­ schen geeignet ist.