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Vorrichtung zur Behandlung von gebrochenen RHErenknochen durch axiale
Druckosteosynthese.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von gebrochenen
Röhrenknochen durch axiale Druckosteosynthese mittels eines in die Markhöhle der
Länge nach einzuführenden, als Axialspanner dienenden hohlen Marknagels, der im
einen Knochenfragment mittels einer den Knochen und das untere Nagelende quer durchsetzenden
ersten Schraube fest verankert wird und bei der am oberen Nagelende eine einstellbare
Spannvorrichtung aufsetzbar ist, durch die beide Knochenfragmente unter Druck gegeneinander
pressbar sind.
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Druckosteosynthesen beruhen auf der Erkenntnis, daß die absolute Ausschaltung
von Bewegungen im Bruchspalt die besten Voraussetzungen für eine rasche Knochenbruchheilung
herbeiführt und daß eine solche Ruhigstellung der Fraktur ohne Nachteile durch eine
Kompression der beiden Bruchenden gegeneinander erreicht werden kann.
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Durch die hierbei gewonnene mechanische Stabilität wird eine rasche
Teilgebrauchsfähigkeit des verletzten Gliedes wieder ermöglicht.
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Zur Verbindung von Knochenfragmenten unter Druck ist eine Rohlnagelvorrichtung
bekannt, die einen den hohlen Marknagel durchsetzenden steifen Axialspanner aufweist,
der am hineeren Nagelende in einem zentrierenden Widerlager feststellbar gehalten
ist und an seinem entgegengesetzten Ende durch eine querschraube fest mit dem einen
Knochenfragment verbunden ist (DT - PS 1248228). Die genannte Querschraube durchsetzt
den Hohlnagel an seinem vorderen Ende in einem Längsschlitz, so daß der Hohlnagel
zwar geführt, jedoch um einen durch die Länge des Schlitzes bestimmten Betrag axial
verschieblich ist. Am hinteren Ende, also an der Einschlagsstelle, ist der Hohlnagel
durch einen verbreiteten Rand oder eine vorspringende Nase abgestützt. Zum Zusammenziehen
der beiden wieder zu vereinigenden Knochenfragmente wird auf das hintere Nagelende
eine Spannvorrichtung aufgesetzt, die sich gegen den Hohlnagelrand abstützt und
einen Zug auf den Axialspanner im Inneren des Hohlnagels ausübt. Nach Zusammenbringen
der beiden Knochenfragmente unter gewünschtem und vorbestiumbarem
Druck
wird der Axialspanner durch eine Feststellschraube fixiert.
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Bei dieser bekannten Hohlnagelvorrichtung ergab sich Jedoch daraus
ein Nachteil, daß die Spannvorrichtung an der Nageleinschlagstelle abgestützt ist,
die in aller Regel im Gelenkbereich liegt, an dem die Knochen wesentlich breiter,
die Corticalis aber sehr dünn ist und der Knochen einen gitterförmigen spongiösen
Aufbau aufweist. Die spezifische Druckbelastbarkeit ist hier wesentlich geringer
als im Schaft und reicht häufig nicht aus, eine erwünschte höhere Druckbelastung
für längere Zeit, d.h. bis zur Frakturheilung aufnehmen zo kt>##en.- Dies Uir-?
s#t-r noch in näheren Einzelheiten erläutert.
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Diesem letztgenannten Gesichtspunkt trägt dagegen eine andere Vorrichtung
zur Behandlung von gebrochenen Röhrenknochen besser Rechnung, die im wesentlichen
aus einer mit Lochungen versehenen Schiene besteht, die unter relativ großem Spiel
in die Markhöhle eingeführt wird und zu beiden Seiten der Frakturstelle mittels
quer durch den Knochen hindurch-führender Stifte gesichert wird (US - PS 2821979).
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Der Längsspanner selbst ist vor dem Einsetzen des zweiten Querstiftes
mit Hilfe einer Schraubspindel nachstellbar, solange bis beim Anziehen der Spindel
die Bruchflächen gegeneinander gepresst werden. Nachteilig bei dieser Vorrichtung
ist es jedoch, daß im Gegensatz zur erst-geriannten bekannten Vorrichtung nur eine
ungenügende Querstabilität und Sicherung einer genauen Stellung der Knochenfragmente
erreicht werden kann, die Markhöhle aber gleichwohl gleichmäßig aufgebohrt werden
muB. Nachteilig ist auch, daß der Spanner nach der Verankerung und dem Entfernen
der Stellspindel dauernd im Knochen verbleibt.
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Der Erfindung liegt, ausgehend von der Vorrichtung nach der genannten
amerikanischen Patentschrift, die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Behandlung
von gebrochenen Röhrenknochen durch axiale Druckosteosynthese zu schaffen, die bei
guter Axial- und Querstabilität die auf Grund der Axialverspannung der Knochenfragmente
zu übertragenden Druckkräfte an die dafür günstigsten Stellen in den Knochen überleitet.
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Die Erfindung besteht bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Gattung darin, daß der Hohlnagel im Bereich des proximalen Knochenfragments einen
Längsschlitz aufweist, der von einer in dieses Knochenfragment eingezogenen zweiten
Schraube durchsetzt ist und daß dem Hohlnagel vom oberen Ende aus ein gegen die
zweite Schraube drückender axial verschiebbarer Druckbolzen eingesetzt ist, der
nach einer durch die Spannvorrichtung bewirkten einstellbaren Axialverschiebung
arretierbar ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet. Gemäß der Erfindung wird zur Osteosynthese vorzugsweise ein runder
Hohlnagel in verschiedenen angepaßten Durchmessern und Längen verwendet, der für
den Oberschenkel gerade, für den Untexschenkel und Oberarm dagegen ani Einschlagende
etwas abgewinkelt ist.
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Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Kompressionsnagels beruhen
vor allem darauf, daß die hoben erwähnten physiologischen Verhältnisse, vor allem
über den Knochenaufbauzu.ndL-dusLs s a-#-#e#s-chi e chiedenen Abschnitten und deren
Eignung für die Ubertragung des Osteosynthesedruckes vom Metall auf den Knochen,
in besonderer Weise berücksichtigt werden. Dies sei in näheren Einzelheiten erläutert:
Der Schaft der Röhrenknochen besteht aus dicker, kompakter Corticalis und kann entsprechend
der physiologischen Belastung starke Biege-, Zug-, Dreh- und vor allem Druckkräfte
aufnehmen. Im Gelenkbereich werden die Knochen wesentlich breiter, die Corticalis
sehr dünn und der-Knochen zeigt den erwähnten gitterformigen, spongiösen Aufbau.
Hier treten nur noch Druckbelastungen auf, die auf eine gro# Fläche verteilt werden.
Entsprechend hat hier das Knochenmaterial die sogenannte Spcngiosa eine um ein vielfaches
geringere spezifische Druckbelastbarkeit als der Schaft.
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Biegekräfte treten im Gelenkbereich nicht mehr auf. Aus technischen
und anatomischen Gründen müssen die Marknägel in Gelenknähe, also an spongiösen
Knochenstellen, eingeführt werden.
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Bei der Erfindung wird nun aus den dargelegten Gründen der axiale
Druck auf die Frakturstelle nicht von der Nageleinschlagstelle aus, also vom Bereich
spongiöser ~ Knochenstellen, sondern von den beiden Schaftenden kurz vor Übergang
in den spongiösen Gelenkanteil aus übertragen, aus einem Bereich also, der auf Grund
der starken Corticalis hohe spezifische Druckkräfte aufnehmen kann, wodurch eine
langzeitige Erhaltung des Osteosynthesedruckes gewährleistet ist. Die Druckübertragung
erfolgt über die beiden quer durch die beiden Knochenfragmente eingebrachten Schrauben,
deren Lage im Knochen oben durch den Abstand der Bohrung im Nagel vom oberen Nagelende
und unten sowohl durch die Nagellänge als auch die gewählte Querbohrung festgelegt
ist.
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Gegenüber den bisher bekannten Någeln mit Kompressionswirkung, etwa
nach der oben genannten deutschen Patentschrift, besteht ferner der Vorteil, daß
auf einen in den Hohlnagel zusätzlich eingeführten Spannanker verzichtet werden
kann, da der Nagel selbst als Axialspanner dient. Dies bedeutet eine erhebliche
technische Vereinfachung
und erweist sich besonders bei dünnen
Nägeln, wie sie etwa für den Oberarm verwendet werden, sehr günstig. Gegenüber der
Axialspannschiene nach der erwähnten US-Patentschrift dagegen ergibt eine erfindungsgemäße
Marknagelvorrichtung eine wesentlich höhere Quersteifigkeit. Die Spannvorrichtung
greift einerseits unmittelbar am oberen Ende des Nagels selbst und andererseits
am über den Nagel hinausstehenden Ende des Druckbolzens an, so daß auf den Gelenkbereich
des Knochens auch beim Verspannen der beiden Knochenfragmente kein Druck ausgeübt
wird.
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Die Erfindung wird in folgenden, in beispielsweisen Ausführungsformen
in ihren Einzelheiten erläutert. Es zeigt: a+b Fig. 1 Einen insbesondere für den
Oberschenkel bestimmten geraden Kompressionsnagel mit erfindungsgemäßen Merkmalen
in zwei jeweils um 900 gegeneinander verdrehten Ansichten; Fig. 2 Die Anwendung
des Nagels nach Fig. 1 auf einen Oberschenkelbruch; a+b Fig. 3 Das Ausführungsbeispiel
eines insbesondere für Unterschenkel und Oberarm bestimmten Kompressionsnagels mit
erfindungsgemäßen Merkmalen in ebenfalls zwei um 900 gegeneinander verdrehten Ansichten;
Fig. 4 Die Anwendung des Nagels nach Fig. 3 auf eine Oberarmfrsktur.
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Im einzelnen wird nach diesen Ausführungsformen der Erfindung zur
Druckosteosynthese ein runder Hohlnagel 1 in verschiedenen Durchmessern und Längen
verwendet, der für den Oberschenkel gerade (Fig. 1), für den Unterschenkel und Oberarm
am Einschlagende etwas abgewinkelt ist (Fig. 3). Dieser Nagel ist in seinem unteren
Endbereich mit ein oder zwei Bohrungen 12 versehen. Je nach Beschaffenheit der Corticalis
wird durch die obere oder untere der beiden Querbohrungen eine Schraube 2 quer durch
das Knochenfragment geschraubt. Einige Zentimeter (in der Regel 7 cm) unterhalb
des oberen Nagelendes ist eine weitere, in Längsrichtung schlitzförmige Bohrung
im Nagel 1 vorgesehen, durch die durch das obere Knochenfragment eine Schraube durchgeführt
wird, gegenüber welcher der Nagel in Längsrichtung nach Maßgabe der Schlitzlänge
verschieblich ist. Dieser Schlitz 7 liegt aus operationstechnischen Gründen beim
geraden Oberschenkelnagel (Fig. 1) in gleicher beim abgewinkelten Unterschenkel-
und Oberarmnagel (Fig. 3) in einer gegenüber dem unteren Loch 12 0 um 90 verdrehten
Ebene.
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Die beiden verwendeten Schrauben 2 und 3 sind im Bereich ihres kopfseitigen
Endes mit einem selbstschneidenden Gewinde versehen, um ein Herausgleiten aus dem
Knochen zu verhindern. Der vordere Teil ist als glatter, spitz zulaufender Schaft
ausgebildet
um ein leichtes Einführen zu ermöglichen und nach der
Heilung des Knochenbruches eine einfache Entfernung zu gewährleisten.
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Der Nagel und alle übrigen in den Knochen zu implantierenden Metallteile
sind aus einem korrosionsfreien und gewebeverträglichen Material hergestellt.
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In das obere Ende des Nagels läßt sich ein Druckbolzen 4 einsetzen,
der mit seinem vorderen breiteren Ende im. Nagel bis zur oberen, den Nagel und das
obere Knochenfragment quer durchsetzenden Schraube reicht. Dieser Druckbolzen ist-für
den Oberarm- und Unterschenkelnagel zweiteilig ausgeführt, um der leichten Abwinkelung
des Nagels Rechnung zu tragen und den Druckbolzen leichter einsetzen zu können.
Das obere Ende des Druckbolzens 4 ist als verjüngter Schaft 8 ausgebildet, der ein
vorzugsweise mittels Bajonettverschluß aufsetzbares Verschlußstück 5 in Axialrichtung
durchsetzt. Auf dieses Verschlußstück läßt sich über eine entsprechende Verbindung
9 ein Spanngerät aufsetzen, das den im Nagel liegenden Bolzen mit meßbarem Druck
gegen die quer durch den Nagel verlaufende obere Schraube drückt, die ihrerseits
fest im oberen Knochenfragment sitzt. Die am Verschlußstück 5 festgelegte Spannvorrichtung
verschiebt also den Druckbolzen k in den Nagel hinein, wobei der Druckbolzen 4 gegen
die obere Schraube 3 als Widerlager drückt. Da die obere und untere Schraube 2 bzw.
3 in den jeweiligen Knochenfragmenten fest sitzen, wird über den Nagel selbst ein
Aufeinander~ zubewegen der beiden-Knochenfragmente nach Maßgabe des Längsschlitzes
~7 und ein Gegeneinander drücken der Bruchstellen erreicht. Der Druckbolzen 4 läßt
sich nach erfolgter Einstellung durch das Spanngerät mittels einer Stellschraube
6 in der unter dem erwünschten Druck erreichten Stellung fixieren. Anschließend
kann das Spanngerät wieder entfernt werden.
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Das an sich bekannte Spanngerät besteht aus einem zylindrischen Gehäuse,
in dessen oberes Ende eine Gewindespindel eingedreht wird, die über eine Druckfeder
nach unten mit einem Bolzen verbunden ist. Der auf diesem Bolzen und damit auf dem
Druckbolzen im Nagel wirkende und durch Eindrehen der Gewindespindel erreichte Druck
kann an der Verkürzung der Druckfeder über eine entsprechende Skala abgelesen werden.
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Bei der Operation wird nach Ausrichtung der Fraktur und nach mäßigem
Aufbohren der Markhöhle, um ein leichtes Einbringen zu sichern, der Ma#rknagel nach
üblicher Technik eingeschlagen. Daraufhin wird mit Hilfe eines bekannten Zielgerätes
und eines Röntgenbildverstärkers ein Loch in das untere Knochenfragment in gleicher
Höhe
und Richtung wie die im Nagel vorhandene Bohrung 12 gebohrt
und die Schraube 2 quer durch den Knochen und den Nagel 1 eingesetzt. Damit ist
eine in Längsrichtung feste Verbindung zwischen dem unteren Knochenfragment und
dem Nagel 1 hergestellt. Anschließend wird auch durch das obere Knochenfragment
mit Hilfe des Zielgerätes ein Loch gebohrt, und zwar in der Höhe des oberen Teiles
des hier im Nagel 1 vorhandenen Schlitzes 7 und hier die Schraube 3 eingeführt.
Damit ergeben sich etwa die in den Figuren 2 und 4 gezeigten Verhältnisse vor dem
Ansetzen der Spannvorrichtung. Nun wird am oberen Nagelende der Druckbolzen 4 in
den Nagel eingeführt, das Endstück eingesetzt und das Spanngerät aufgesetzt. Durch
langsames Anziehen des Spanngerätes wird über den im Nagel 1 liegenden Druckbolzen
4 auf die obere quer in das obere Knochenfragment eingebrachte Schraube 3 und damit
auf den Knochen selbst ein Druck aungetlbt, der das obere Kncchenfragment zunächst
nach Maßgabe des Schlitzes 7 gegen das untere mit dem Nagel 1 durch die untere Schraube
2 verbundene Knochenfragment zieht und schließlich die Frakturflächen gegeneinander
preßt, wobei, wie erwähnt, der Nagel 1 selbst als axialer Zuganker dient. Nach Erreichen
des erwünschten Druckes wird der Druckbolzen 4 mittels der Feststellschraube 6 fixiert
und das Spanngerät wieder entfernt.
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Durch die Druckbelastung der Fraktur werden die bei Gebrauch der verletzten
Extremität auftretenden physiologischen Kräfte auf den Knochen übertragen und brauchen
nicht wie bei der bisher bekannten Marknagelung von dem eingebrachten Metall aufgenommen
zu werden. An der Frakturstelle auftretende Biege-Zug-Kräfte werden, gleich aus
welcher Richtung sie wirken, durch das besondere Prinzip der axialen, im Zentrum
des Röhrenknochens liegenden Kompression in erwünschte axiale Druckkräfte umgewandelt
Der Marknagel sichert durch die innere Markraumschienung eine exakte Stellung der
Fraktur. Er braucht aber außer der dem Osteosynthesedruck entsprechenden Zugspannung
sonst keine wesentlichen Kräfte aufzunehmen. Dies bedeutet ein Ausschalten der sonst
durch die Elastizität des Nagels unvermeidlichen Bewegung im Frakturtereich.