DE19751505A1 - Vorrichtung zur Fixlerung und Retention von Knochenfrakturen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fixierung und Retention von Knochenfrakturen, vorzugsweise zur Behandlung von Abriß-, Abbruch- oder Fragmentfrakturen.

Zur Behandlung von Knochenfrakturen existieren eine Reihe von Verfahren, wie sie z. B. in Pschyrembel: Klinisches Wörterbuch; 257. Aufl., S. 1124 dargestellt sind. Dort zeigen Abb. 5 eine exzentrische Drahtzuggurtung und Abb. 6 eine Verbindung mittels Zugschrauben.

Letztere haben den Vorteil einer relativ geringen Invasivität; erzeugen jedoch, insbesondere bei spongiösem Knochen, eine unsichere Kompression im Frakturspalt durch Überforderung des knöchernen Innengewindes.

Weiterhin stehen hier nur feste Längenabstufungen an Schrauben zur Verfügung, und ein die Stabilität der knöchernen Verankerung reduzierender Wechsel auf die richtige Schraubenlänge wird erforderlich. Winkellagen des Schraubenkopfes zur Knochenoberfläche verursachen Spannungsspitzen, so daß eine Unterlegscheibe mit entsprechendem Raumbedarf notwendig wird. Die exzentrische Zuggurtung erfordert nach Weber (Grundlagen und Möglichkeiten der Zuggurtungsosteosynthesen, "Der Chirurg", Springer- Verlag, 1963 35, S. 81) einen verhältnismäßig großen operativen Zugang. Die Verankerung der glatten Kirschnerstifte im Knochen ist unsicher, so daß häufig ein Wandern beschrieben wird. Weiterhin ist ein Bruch des torquierten Wickeldrahtes keine Seltenheit und ein Umbiegen der K-Drahtenden als Widerlager nötig. Es kommt durch die der Knochenoberfläche außen anliegenden Spanndrähte u. U. zu einem Klaffen im Frakturspalt.

Bessere Eigenschaften zeigt dagegen die axiale Zuggurtung, wie sie in "Der Chirurg", Springer-Verlag, 1997 68, S. 638-642 beschrieben ist. Die laterale Spanndrahtlage ermöglicht eine axiale Kompression im Frakturspalt. Dieses Vorgehen ist allerdings mit dem selben invasiven Vorgehen wie die exzentrische Zuggurtung verbunden. Auch müssen die Drahtenden umgebogen werden, und anatomische Gegebenheiten verhindern eine laterale Drahtführung bei einigen Frakturformen.

Drähte oder Nägel mit unterschiedlichen Querschnittskonfigurationen und Haltemitteln sind grundsätzlich bekannt (z. B. DE 41 19 720 A1). Eine therapeutische Frakturkompression wird mit diesen nicht ermöglicht oder beabsichtigt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine für den Chirurgen gut handhabbare Vorrichtung zur Fixierung und Retention für Knochenfrakturen zu schaffen, die ein minimal invasives Vorgehen, eine funktionssichere sowie eine möglichst stabile Kompression und homogene Kraftverteilung im Frakturspalt bei und nach Frakturfixierung gestattet und die nur mit minimalem Raumbedarf am zu fixierenden Knochen übersteht. Darüber hinaus soll die Vorrichtung für unterschiedliche Frakturarten und -größen anwendbar und als Implantat gut entfernbar sein.

Es wird eine Vorrichtung mit einem Verbindungselement vorgeschlagen, das vorzugsweise belastungsarm (beispielsweise mittels eines Gewindes im Knochen) verankert werden kann. Nach der Ausrichtung und Kompression der Frakturstelle wird der Druck erfindungsgemäß durch mindestens eine geschlitzte Klemmscheibe erhalten, die auf das Verbindungselement (Draht, Stift, Schraube o. ä.) aufgeschoben und angepreßt wird. Das geschlitzte Innenprofil dieser Klemmscheibe ist geringfügig kleiner dimensioniert als das Querschnittsprofil des Verbindungselementes und ermöglicht somit infolge eines tellerfederähnlichen Spanneffektes einen funktionssicheren und hinreichend stabilen Halt der Klemmscheibe auf dem Draht, dem Stift, dem Schraubnagel oder anderen Ausführungsformen des Verbindungselementes. Verstärkt wird dieser Effekt noch, wenn die Klemmscheibe aus einem härteren Material besteht als das Verbindungselement selbst, da durch ein "Eingraben" des Innenprofils der Klemmscheibe in die Oberfläche des Verbindungselementes ein spezieller Formschluß geschaffen wird. Dieser Befestigungscharakter ermöglicht aus jeder Situation heraus ein weiteres Voranschieben oder eine Erhöhung der Kompression. Auch einer Lockerung der Kompression, die insbesondere durch eine Knochenresorption entstehen kann, könnte so durch ein relativ unproblematisches Nachspannen begegnet werden.

Die Klemmscheibe selbst kann aus relativ dünnwandigem Material bestehen und trägt demzufolge auf dem Frakturknochen im Vergleich zu anderen Lösungen, wie Schrauben etc., nicht oder nur unwesentlich auf. Hierbei empfiehlt es sich, die infolge des tellerfederähnlichen Spanneffektes auftretende Wölbung der Klemmscheibe beim Aufdrücken auf das Verbindungselement zur Knochenanlagestelle auszurichten.

Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann die Klemmscheibe auf dem ungekürztem Verbindungselement bereits aufgebracht sein, so daß nach dessen Positionierung im Knochen die Klemmscheibe lediglich noch an die Knochenanlagestelle vorgeschoben und angedrückt werden muß. In diesem Fall bestehen insbesondere keine Auswahlprobleme (bei unterschiedlichen Größendimensionierungen). Außerdem ist eine verbesserte Handhabbarkeit für den Chirurgen gegeben, da der Kraftaufwand für das Verschieben der quasi vormontierten Klemmscheibe auf dem Verbindungselement geringer ist als der Kraftaufwand für das Aufbringen der für die Federwirkung im Untermaß gefertigten Klemmscheibe.

Das Verbindungselement kann unmittelbar hinter der raumsparenden Abschlußstelle gekappt werden. Bei erfindungsgemäßem Erhalt der Kompression ist nicht zuletzt auch in Winkellagen der Klemmscheibe relativ zur Knochenanlagestelle eine weitgehend homogene Druckverteilung zu verzeichnen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ergibt sich mit einem sog. "Schraubnagel" als Verbindungselement, der einseitig ein Gewinde besitzt, welches, wie besagt, belastungsfrei (durch den Frakturspalt hindurch) in den Knochen eingeschraubt werden kann. Nach Kompression der Frakturstelle wird am anderen Ende die Klemmscheibe aufgedrückt, die sich durch die Federwirkung selbst arretiert und damit die Kompression bewahrt. Auf diese Weise kann sich der operative Eingriff notwendigerweise auf die Richtung der einzubringenden Vorrichtung und auf die Größe der Klemmscheibe beschränken (relativ kleiner operativer Zugang). Weitere Eingriffe, z. B. das Anbringen von Querbefestigungsschrauben, seitlich am Knochen anzubringenden Arretierungs-Drahtschlingen u. a. m. sind nicht erforderlich. Es ergeben sich damit nicht nur Vereinfachungen des operativen Procedere, sondern auch eine zum bekannten Stand der Technik weitgehende Verringerung der iatrogenen Schädigung des Patienten. Um ein Vorbohren im Knochengewebe für die Anwendung des Schraubnagels zu ersparen, kann das Verbindungselement ein selbstschneidendes Gewinde mit einer an sich bekannten Trokarspitze aufweisen.

Für spezielle Frakturarten (z. B. bei gleichgroßen Fragmenten oder im spongiösen Bereich) kann es hingegen zweckmäßig sein, das Verbindungselement nicht bereits vor der Kompression (beispielsweise durch das besagte Gewinde) im Knochen zu verankern, sondern als draht- oder stiftförmige Ausführung beidseitig durch Klemmscheiben abzuschließen und zu verspannen. Die Überstände des Verbindungselementes werden in diesem Fall auf beiden Seiten abgetrennt.

Durch die unterschiedlich ausführbare Vorrichtung, draht-, stift-, schraubnagelförmige usw. gestaltbare Verbindungselemente entsprechender Dimensionierung sowie konstruktive Formgestaltung und Anzahl der federnden Klemmscheiben ist die Vorrichtung vom Grundsatz für eine Vielzahl von chirurgischen Operationen und Behandlung von Frakturarten verwendbar. Das Verbindungselement ist beispielsweise als Stangenmaterial einsatzfähig und kann durch das Kürzen unmittelbar hinter der aufgebrachten Klemmscheibe für beliebige Frakturgrößen zum Einsatz kommen.

Zweckmäßig wäre es ferner, wenn das Querschnittsprofil des Verbindungselementes und das Innenprofil der Klemmscheibe Profilstrukturen für ein Steck- bzw. Klemmwerkzeug, beispielsweise in Form eines an sich bekannten Vier- oder anderen Mehrkantprofils, aufweisen, die eine gute und praktikable Handhabung bei der Implantatentfernung der Vorrichtung gestatten.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 Ausgestaltung des Verbindungselementes als Schraubnagel mit Gewinde und Trokarspitze (Vorderansicht und Querschnittsprofil­ darstellungen)

Fig. 2 draht- oder stiftförmige Ausführung des Verbindungselementes ebenfalls (Vorderansicht und Querschnittsprofildarstellungen)

Fig. 3 Klemmscheibe in Vorder- und Seitenansicht

Fig. 4 Schraubnagel gemäß Fig. 1 mit aufgebrachter Klemmscheibe und gekapptem Ende

Fig. 5 draht- oder stiftförmiges Verbindungselement gemäß Fig. 2 mit beidseitig aufgebrachten Klemmscheiben (Enden des Verbindungs­ elementes noch nicht gekappt)

Fig. 6 steckschlüsselartiges Werkzeug zur Implantatentfernung der Vorrichtung in unterschiedlichen Ansichten.

In Fig. 1 ist das Verbindungselement der erfindungsgemäßen Vorrichtung als sog. Schraubnagel 1 dargestellt, der über seine Länge in der konstruktiven Gestaltung zweigeteilt ist. Eine im Querschnitt (siehe auch rechte Teilabbildung von Fig. 1 als Seitenansicht) runde fragmentferne Zone 2, die einer Verankerung im Knochen einer zu behandelnden Fraktur dient, besitzt ein Gewinde 3, das vorzugsweise mit selbstschneidenden Gewindegängen ausgeführt ist. Durch das selbstschneidende Gewinde entfällt ein Vorbohren im Knochen. Das Gewinde 3 schließt mit einer an sich bekannten Trokarspitze 4 am stirnseitigen Ende der fragmentfernen Zone 2 des Schraubnagels 1 ab und erleichtert so das Eindringen in das Knochengewebe. Eine fragmentnahe Zone 5 des Schraubnagels 1 weist ein im Querschnitt zur fragmentfernen Zone 2 reduziertes (siehe auch linke Teilabbildung von Fig. 1 als Seitenansicht von rechts) auf, wodurch im Knochen oder Knochenfragment der zu behandelnden Fraktur ein relatives Gleitloch entsteht.

In Fig. 2 ist das Verbindungselement als durchgängiger Stift 7 ebenfalls mit einem Vierkantprofil 6 (siehe auch linke und rechte Seitenansicht von Fig. 2) dargestellt. An jeder Stirnseite des Stiftes 7 befindet sich eine Trokarspitze 4.

Fig. 3 zeigt eine Klemmscheibe 8 in Vorder- und Seitenansicht. Nach anatomischer Reposition der Knochenfragmente wir der Schraubnagel 1 belastungsfrei eingesetzt oder der Stift 7 mit der ersten von zwei beidseitigen Klemmscheiben 8 versehen. Um eine Kompression zu erhalten, wird auf den verankerten Schraubnagel 1 oder den Stift 7 die (bzw. die zweite) Klemmscheibe 8 aufgedrückt und vorangeschoben, bis diese am Knochen bzw. Knochenfragment anliegt (vgl. auch Fig. 4) sowie beispielsweise durch Hammerschläge angepreßt.

Die in Fig. 3 dargestellte Klemmscheibe 8 besteht aus einem Bund 9, der äußerlich vier Federlamellen 10 in seinem Innern stabilisiert. Die vier Federlamellen 10 bilden ein geschlitztes Vierkantinnenprofil 11, das in Relation zum Vierkantprofil 6 des Schraubnagels 1 bzw. des Stiftes 7 für einen Kraftschluß geringfügig kleiner dimensioniert ist. Insofern entsteht beim Aufschieben der Klemmscheibe 8 ein tellerfederähnlicher Spanneffekt, der einen sicheren Halt auf dem Vierkantprofil 6 des Schraubnagels 1 oder des Stiftes 7 gewährleistet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Material der Klemmscheibe 8 härter ist als das Material des Verbindungselementes, da ein "Eingraben" der Klemmscheibe 8 in die Oberfläche des Verbindungs­ elementes einen zusätzlichen Formschluß schafft.

Nach dem Aufdrücken der Klemmscheibe 8 kann ein überstehender "Rest" 12 des Verbindungselementes (wie in Fig. 4 am Schraubnagel 1 gezeigt) abgetrennt werden. Somit steht die Vorrichtung nur minimal über die sog. Knochenanlagestelle der Klemmscheibe 8 über. Praktisch kann das Verbindungselement (Schraubnagel 1 bzw. Stift 7) quasi als Stangenmaterial für diesen Profilquerschnitt verwendet werden, das je nach gegebenen Frakturbedingungen jeweils auf die benötigte Montagelänge gekürzt wird. In Fig. 5 ist gezeigt, wie beidseitig auf den Stift 7 (vgl. Fig. 2) je eine Klemmscheibe 8 aufgeschoben und somit die Kompression einer Fraktur zwischen den Klemmscheiben 8 erhalten wird. Die über die Klemm­ scheiben 8 überstehenden Stiftenden sind in diesem Fall noch nicht gekürzt.

Um die als Implantat dienende Vorrichtung gut handhabbar und möglichst aufwandgering wieder aus der Frakturstelle entfernen zu können, ist in Fig. 6 ein Steckschlüssel 13 gezeigt, dessen Vierkantsteckprofil 14 dem Vierkantprofil 6 des Schraubnagels 1 entspricht und (insbesondere nach Entfernen der Klemmscheibe 8) auf dieses aufgesteckt wird, so daß dem Chirurgen mit einem Griffteil 15 des Steckschlüssels 13 ein Heraus­ schrauben des Gewindes 3 aus dem Knochen möglich ist.

Bezugszeichenliste

1

Schraubnagel

2

fragmentferne Zone

3

Gewinde

4

Trokarspitze

5

fragmentnahe Zone

6

Vierkantprofil

7

Stift

8

Klemmscheibe

9

Bund

10

Federlamelle

11

Vierkantinnenprofil

12

Rest

13

Steckschlüssel

14

Vierkantsteckprofil

15

Griffteil

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Fixierung und Retention von Knochenfrakturen, vorzugsweise zur Behandlung von Abriß-, Abbruch- oder Fragmentfrakturen, mit einem im bzw. am Knochen form- und/oder kraftschlüssig zu fixierenden Verbindungselement, beispielsweise in Form eines Drahtes, eines Stiftes oder einer Schraube, über das eine Kompression im Frakturspalt des Knochens bewirkt und erhalten werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bewahrung der Kompression mindestens eine Klemmscheibe (8) mit geschlitztem Innenprofil (11) zum Aufschieben auf das Verbindungs­ element (1, 7) vorgesehen ist, wobei das Innenprofil (11) zum Form- bzw. Kraftschluß der Klemmscheibe (8) auf dem Verbindungselement (1, 7) eine geringfügig kleinere Dimension aufweist als das Querschnittsprofil (6) des Verbindungselementes (1, 7).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck des Formschlusses die Klemmscheibe (8) aus einem härteren Material besteht als das Verbindungselement (1, 7).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (1) an einem Ende ein Gewinde (3) zur Fixierung im Knochen aufweist und daß die Klemmscheibe (8) zur Retention auf das andere Ende des Verbindungselementes (1) aufgebracht wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (3) einen im Knochengewebe selbstschneidenden Gewindegang und das Verbindungselement (1) an seinem gewindeseitigen Ende eine an sich bekannte Trokarspitze (4) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (7) draht- bzw. stiftförmig ausgebildet und für jedes Ende des Verbindungselementes (7) jeweils eine Klemmscheibe (8) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenprofil (11) der Klemmscheibe (8) und das Querschnittsprofil (6) des Verbindungselementes (1, 7) zum Zweck der besseren Handhabung bei der Implantatentfernung der Vorrichtung Profilstrukturen für ein Steck- bzw. Klemmwerkzeug (13), beispielsweise in Form eines an sich bekannten Vier- oder anderen Mehrkantprofils, aufweisen.