DE2554805A1

DE2554805A1 - Nagelimplantationssystem fuer hueftoperationen

Info

Publication number: DE2554805A1
Application number: DE19752554805
Authority: DE
Inventors: Albert H Burstein; Kingsbury G Heiple
Original assignee: SAMPSON CORP
Current assignee: SAMPSON CORP
Priority date: 1975-08-07
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1977-02-17
Also published as: NL7513097A; GB1531764A; FR2320079A1; JPS5220684A; US4009712A; FR2320079B1; AU8618875A; SE7512409L; CA1078101A; CH585045A5; AU503260B2; IT1055339B

Description

Pat-,rsaii*älle

Dipl.-in·,· E. Edar

DIpI.-Ing. K. Schieschka

Münden 40, tiii-jaboiii3iraße34

The Sampson Corporation, Pittsburgh, Pennsylvania / USA

Nagelimplantajcionssystem für Hüftoperationen

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Killen versehenen Hüftnagel, der als orthopädisches Implantat chirurgisch eingesetzt wird und zur Wiederherstellung von Hüftknochenbrüchen verwendbar ist, wie auch zur Stabilisierung chirurgisch herbeigeführter Frakturen, die der Wiederherstellung von angeborenen Hüftdeformationen dienen, insbesondere bei Kindern. Der erfindungsgemäßa, mit Rillen versehene Hüftnagel besteht aus einer festen Platte aus einem Stück und ist mit speziellen Instrumenten einsetzbar oder herausnehmbar.

Hauptziel bei der Behandlung von Patienten mit intertrochanterischen Hüftfrakturen ist, insbesondere bei älteren Patienten, die schnelle Wiederherstellung der vor dem Bruch

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vorhandenen Beweglichkeit. Zu den jeweiligen Schwierigkeiten gehören Femoralinstabilitäten und -deformierungen und die damit verbundenen Schmerzen. Durch schnelle Wiederherstellung der Beweglichkeit vermeidet man lokale Hautausschläge, Harnstauungen, Lungenentzündungen, thromboembolische Beschwerden und andere Komplikationen, die die lange Bettlägerigkeit sonst mit sich bringt.

Man hat deshalb intertrochanterische Frakturen gewöhnlich durch Reduktion und interne Fixierung behandelt. Die Fixierungstechniken dienen meistens der Schmerzlinderung und ermöglichen dem Patienten eine gewisse Beweglichkeit, wenn sie auch im allgemeinen kein Gewicht tragen. In gewissen Fällen tragen die Implantate beim unterstützten Umhergehen teilweise Gewicht. Ältere Menschen., die versuchen, mit Hilfe von Krücken oder dergleichen sich zu bewegen, verfügen jedoch meist nicht über die erforderliche Stärke oder Koordination, um die Hüfte vor unzulässigen Belastungen bewahren zu können.

Man hat deshalb versucht, die Fixierung so stabil zu machen, daß sie das ganze Gewicht des Patienten an der gebrochenen Hüfte zu tragen vermag. Typische, für diesen Zweck starke Nägel wurden von 1. P. Holt jun. entwickelt ("Jornal of Bone and Joint Surgery", 45-A: 687-705, Juni 1963) sowie von A. Sarmiento ("Journal of Bone and Joint Surgery", 45-A: 7O6-722, Juni 1963). Von anderer Seite wiederum wurde die Veränderung der Position der Frakturfragmente vorgeschlagen, um dadurch den mechanischen Widerstand des Knochens gegen verschiebende Kräfte beim Tragen von Gewicht zu verbessern (vergleiche hierzu Dimon und andere, "Journal of Bone and Joint Surgery", 49-A: 440-450, April 1967, und Massey, "Journal of Bone and Joint Surgery", 46-A: 658-690, April 1964).

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Das heute am häufigsten verwendete Implantat zur Reduktion und Fixierung derartiger Frakturen sind der Jewett-Nagel, eine ineinanderschiebbare Schraubenanordnung, und der Hort-Nagel. Versuche mit diesen Anordnungen sind in der Literatur beschrieben ("Journal of Bone and Joint Surgery", 56-A: 899-907, Juli 1974-, "Acta chir. Scandinav.", 117: 4-27-4-32, 1959)· Während dieser Tests zeigte der Jewett-Nagel Biegungen an der Frakturseite und eine kontinuierliche Varusabwinkelung bei relativ niedrigen Belastungen. Die anatomische Reduktion unter Verwendung einer ineinanderschiebbaren Schraubenanordnung hielt den gewünschten Winkel des Halsschaftes aufrecht, bis sich die Schraube ganz ineinandergeschoben hatte. Bei weiterer Belastung kam es dann zu einer Biegung am Schraubenplattenwinkel. Bei der Prüfung eines mit einem Holt-Nagel fixierten Femurs stieg die Belastung steil an und fiel dann infolge eines Bruches der Trabeculae im Kontakt mit dem Nagel ab. Weitere Belastung führte zu einer Verbiegung des Nagels.

Die auf den Kopf des Femurs bei einem Erwachsenen wirkenden Kräfte sind auf den ersten Blick sehr überraschend. Wenn man auf einem Bein steht, beträgt die Belastung das

Zweieinhalbfache des Körpergewichts. Beim Gehen erhöht sie sich auf das fünf- bis sechsfache Körpergewicht. Bei einem Menschen von 60 kg Körpergewicht muß man annehmen, daß der Femaralkopf Kräften von 150 bis 500 kg oder mehr ausgesetzt ist. Für das proximale Femurende haben Untersuchungen eine Bruchfestigkeit von 500 kg bei Erwachsenen und 1000 kg bei Kindern ergeben. Für intertrochanterische Frakturen vorgesehene Implantate müssen deshalb derartige Belastungen aufnehmen können, Untersuchungen von Vorrichtungen für interne Fixierungen ergaben jedoch eine Belastbarkeit von lediglich 100 bis 200 kg.

Der Hüftnagel ist bei der Einwirkung von Kräften zwei

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Verbiegungsformen ausgesetzt, wobei die eine elastisch ist und die andere zu bleibender Deformation führt. Bei Belastung des Nagels bis zu seiner Elastizitätsgrenze biegt sich der Nagel und geht, wenn die Belastung aufhört, wieder in seine ursprüngliche Lage zurück, ohne daß eine meßbare, bleibende Deformation zurückbleibt. Bei Überschreitung der Elastizitätsgrenze kommt es Jedoch zu einer bleibenden Deformation.

Zur ausführlicheren Erläuterung der Belastbarkeit von Implantationssystemen wird verwiesen auf: "Biomechanical Principles of Intramedullary Fixation", Clinical Orthopaedics, No. 60, 1968, 13-20.

Der erfindungsgemäße Hüftnagel, der einteilig und mit Rillen versehen ist, besitzt eine erheblich größere Biegefestigkeit bei der Fixierung von Frakturen und bei der Stabilisierung von chirurgisch bewirkten Frakturen in der Rekonstruktionschirurgie bei Kindern. Überdies besitzt der erfindungsgemäße Nagel infolge seiner Rillenkonstruktion eine erheblich bessere Torsionsstabilität.

Ein Vergleich bekannter Implantationsvorrichtungen dieser Art zeigt, daß bei diesen die Ermüdungs- und endgültige Festigkeit durch zentrale Einführungskammern und/oder -kanäle zum leichteren Einsetzen beeinträchtigt wird oder daß die Stabilität geopfert wird, um Einsetzflächen vermeiden zu können.

Die bekannten trochanterischen Implantate, die mit Rücksicht auf die Rotationsstabilität beispielsweise nach der US-Patentschrift 2 627 855 mit Rippen oder Flügeln versehen sind, besitzen eine zentrale Bohrung zum Einführen, die die Anordnung sowohl hinsichtlich der durch die Ermüdungsfestigkeit bedingten Lebensdauer als auch hinsichtlich der

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endgültigen Belastbarkeit erheblich schwächt.

Andere bekannte Vorrichtungen, die ohne eine solche zentrale Bohrung zum Einsetzen und zum Herausnehmen auskommen, verzichten auf Rillen oder Rippen zur Rotationsstabilisierung, um dadurch das Einsetzen zu erleichtern, da solche Vorsprünge beim Einsetzen in den Knochen einen beträchtlichen Kraftaufwand erfordern. Die meisten der zur Zeit verwendeten Vorrichtungen haben deshalb eine zentrale Bohrung, die sich unglücklicherweise am zentralen Punkt, d. h. an dem Abschnitt der stärksten Belastung von Nagel und Supportplatte befindet.

Außerdem ist zu beachten, daß die meisten der bekannten Implantate zum leichteren Einsetzen in den Knochen eine kleine oder scharfe Vorderfläche aufweisen, während die wenigen stumpfen Implantate keine Drehstabilität besitzen.

Mit Rücksicht auf die Instrumente haben bekannte Implantate, beispielsweise gemäß der US-Patentschrift 2 612 159, glatte Flächen im Bereich zwischen den Schrauböffnungen des Plattenteiles, der sich gegen das obere Femurende legt, wodurch das Anklemmen dieses Teiles an den Knochen ohne Abrutschen des Klemminstrumentes äußerst schwierig ist, was wiederum die Plattenoberfläche beschädigen könnte oder aber dazu führt, daß die Instrumente eine oder mehrere der Schrauböffnungen versperren.

Das erfindungsgemäße, mit Rillen versehene Hüftnagelimplantat vermeidet die Nachteile der bekannten Anordnungen und besitzt ausreichende statische und Ermüdungsfestigkeit zur internen Stabilisierung von Frakturen oder Osteotomien des proximalen Femurendes, des Halses, intertrochanterischer, peretrochanterischer und subtrochanterischer Regionen, damit diese abheilen können oder aber um nicht mehr

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verheilenden Frakturen eine maximale Stabilität zu vermitteln.

Außerdem besitzt das erfindungsgemäße, einteilige Hüftnagelimplantat genügend Widerstand zur Verhinderung einer Durchbohrung des Femoralkopfes, während die Drehbarkeit kontrollierbar ist. Die Oberfläche des Plattenteiles des Hüftnagels ist so ausgeführt, daß sie während des Einsetzens in den Oberschenkelknochen festgeklemmt werden kann, ohne daß die Oberfläche beschädigt wird oder daß die Schrauböffnungen in der Platte während des Bohrens behindert werden.

Das erfindungsgemäße Implantat gestattet ferner die Ruhigstellung einer Fraktur des Oberschenkelhalses, wobei das Implantat einfach konstruiert, einzusetzen und herauszunehmen ist, außerordentliche Festigkeit aufweist und in der Anwendung sicher ist.

Erreicht wird dies durch ein einteiliges Implantat mit einem festen, mit Rillen versehenen Stab oder Nagel, der an den Enden der Rillen relativ scharfe und schneidende Punkte aufweist und eine glatte, stumpfe und im Querschnitt herabgesetzte Spitze aufweist, die, um ein Durchbrechen zu verhindern, über die Rillen hinausreicht. Eine damit aus einem Stück bestehende und nach unten gehende Nagelplatte mit Schrauböffnungen dient zur Anbringung mittels Schrauben an der Oberfläche des Oberschenkelknochens und ist hierzu mit Kugelsitzen versehen, die die Backen des Klemminstrumentes aufnehmen. Der kritische Übergang von der Nagelplatte in den Stab ist so ausgelegt, daß man eine außerordentliche Biegefestigkeit erhält, wobei dieser Übergang ADstützbögen zur Aufnahme eines speziellen Schlag- und Extraktionswerkzeuges aufweist, die zu keiner Materialschwächung führen.

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.Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen. Darin zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt des erfindungsgemäßen Implantats, in eine Fraktur eines Oberschenkelhalsknochens eingesetzt, der gestrichelt angedeutet ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Implantats, Fig. 3 eine Vorderansicht des Implantats, Fig. 4· eine rückwärtige Ansicht des Implantats,

Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt durch die Knochenplatte des Implantats längs der Linie 5-5 in - 3,

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Fig. 5? jedoch entlang der Linie 6-6 in Fig. 3,

Fig. 7 eine Draufsicht auf das bei dem Implantat verwendete Schlag-Extraktions-Instrument,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 7,

Fig. 9 eine Seitenansicht des gerillten Nagelimplantats mit daran angebrachtem Schlag-Extraktions-Werkzeug,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des in einem Oberschenkelhalsknochen eingesetzten Implantats mit der Anwendung des erfindungsgemäßen Knochenplattenklemmwerkzeuges vor dem Herstellen der Bohrlöcher im Oberschenkelknochen,

Fig. 11 eine Draufsicht auf das Klemminstrument für die Knochenplatte und

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Fig. 12 eine graphische Darstellung der Resultate von Biegeversuchen bekannter Huftnägel und des Nagels gemäß der Erfindung.

Der erfindungsgemäße Hüftnagel 10 besitzt einen Hüftnagelteil 11 und einen Knocnenplattenteil 12, die gegeneinander abgewinkelt sind und sich, an dem Übergang 13 vereinigen. Das ganze Implantat kann aus einem einzigen Metallblock, dessen Material mit dem menschlichen Körper verträglich ist, gegossen, geschmiedet und bearbeitet werden. Verwendbar sind Titan und verschiedene Arten rostfreier Stahle. Es hat sich gezeigt, daß Titan vom Typ 6 A 14V Eli, ASTM F-136 für diesen Zweck ideal ist.

Der Winkel 6 zwischen dem Wagelteil 11 und dem Plattenteil 12 kann Je nach der Verwendung variieren. Es hat sich gezeigt, daß ein Winkel von ca. 135° für die meisten Frakturen paßt, während für Hüftnägel in der Pädiatrie Winkel von 145°
s ind.

bzw. 115 bei Valgus- bzw. Varusosteotomie vorzuziehen

Der Hüftnagelabschnitt 11 kann 2,5 bis ca. 15»2 cm lang sein. Der Wagelteil· 11 besitzt über den größten Teil seiner Länge in Längsrichtung verlaufende Rillen oder Rippen 14, die mit einem glatten Übergang an der Verbindungsstelle 13 beginnen und in relativ scharfen Punkten 15, begrenzt von einer scharf abgewinkelten Fläche, enden. Diese Punkte 15 dienen zum Einschneiden in den Knochen beim Einsetzen mittels Schlag in eine vorgebohrte öffnung und erleichtern den proximalen und distalen Angriff im Knochen an der Fixierungsstelle. Diese mechanische Sperrung ergibt eine ausgezeichnete Drehstabilität.

Damit der Nagel den Femoralkopf nicht durchdringen kann, ist das Nagelende mit einem kurzen, stumpfen Kopf 16 mit

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etwas geringerem Querschnitt versehen, der nach dem endgültigen Einsetzen eine weitere Durchbohrung des Knochens verhindert .

Die Knochenplatte 12 ist von der Verbindungsstelle 13 bis zu der Spitze etwas verjüngt und an der Innenseite 17 und der Außenseite 18 abgerundet, damit sie sich der Femuroberflache anpaßt. Wie die Fig. 3 und 4- zeigen, ist die Knochenplatte an der Verbindungsstelle 13 breiter als der mit Rillen versehene Hüftnagel.

Zur Befestigung der Knochenplatte am Oberschenkelknochen sind in die Platte mehrere bei 20 versenkte Schraubenlöcher 19 gebohrt. Wie die Fig. 3 und 10 zeigen, sind die Löcher 19 gegeneinander versetzt. Bei Erwachsenen verwendet man vorzugsweise Platten mit 5 bis 6 Löchern und bei Kindern mit 2 bis 3 Löchern. Bei Verwendung von mehr als 3 Löchern sind nur die drei oberen versetzt. Nachdem die Knochenplatte auf noch zu beschreibende Weise fest am Oberschenkelknochen angeklemmt ist, werden normale Knochenschrauben aus einem kompatiblen Metall 21 in die Löcher 19 eingesetzt und mit einem chirurgischen Schraubenzieher fest angezogen.

Zum besseren Anklemmen der Knochenplatte am Oberschenkelknochen, ohne Beschädigung der Oberfläche des Implantats, befinden sich auf der Außenseite 18 der Platte eine oder mehrere halbkugelige Vertiefungen 22, in die das Klemminstrument gemäß der Erfindung greift.

Die Verbindung 13 des Implantats ist speziell für die Anwendung des erfindungsgemäßen Schlag-Extraktions-Instrumentes ausgelegt. Da dieser Bereich hinsichtlich der Belastung am kritischsten ist, ist er der massivste Teil der gesamten Anordnung. Das Material bildet einen Stützbogen, so daß auf jeder Seite der Verbindungsstelle von der

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Außenseite 18 wie bei 23 gezeigt zwei halbkreisförmige Oberflächen entstehen. Diese Stiitzbögen verlaufen parallel zur Längsachse des Nagelteiles 11. Zwei annähernd gleiche Extraktionsstützbögen 24- befinden sich auf der Innenseite der Verbindungsstelle 1$, ebenfalls parallel zur Längsachse des Nagelteiles. Diese Stützbögen nehmen passende Stummel oder Vorsprünge des noch zu beschreibenden Schlag-Extraktions-Instruments auf, so daß die Einsetz- und Herausziehkräfte auf das Implantat an seinen Stellen größter Festigkeit übertragen werden.

Das erfindungsgemäße Schlag-Extraktions-Instrument zum leichteren Einsetzen und Herausziehen des Implantats ist bei 30 in den Pig. 7 bis 9 gezeigt und enthält zwei Federarme 31, 32, die am hinteren Ende mit einem festen Distanzblock 33 verbunden sind. Über Schrauben 34- sind die Arme an dem Block festgemacht. Ein damit aus einem Stück bestehender Pfosten oder Halter 35 von zylindrischer Form geht von der Blockoberseite nach oben. Beim Einsetzen oder Herausnehmen des Implantats kann sowohl auf die Eückseite des Blockes 33 als auch auf die Außenseite des Halters 35 mit einem chirurgischen Hammer geschlagen werden.

Auf der Innenseite der Arme 31 und 32 ragen zwei koaxiale Schlagstummel 36 gegeneinander. Diese Stummel greifen in die Schlagstützbögen 23. Sie sind deshalb zylindrisch ausgeführt, damit sie auf den vorderen Halbkreis dieser Stützbögen treffen. Ein zweites Paar gegenüberliegender und halbzylindrischer Stummel 38 befindet sich an den abgewinkelten Enden der Arme 31 und 32 und dienen zum Eingriff in die Bxtraktionsstützbögen 24- des Implantats. Die gekrümmten hinteren Flächen der Stummel 37 drücken auf die gekrümmten Flächen der Stützbögen 24-.

Wie Fig. 7 zeigt, sind die Arme 31 und 32 an ihrem freien

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Ende ausreichend voneinander entfernt, so daß sie leicht über das Implantat 10 gebracht werden können. Über eine Schraubanordnung werden die Arme gegeneinander gedrückt, so daß die Stummel 36 und 37 gemäß Fig. 9 fest in den Stützbögen 23 und 24 sitzen. Im Abstand hinter den Stummeln 36 ist auf der Innenseite des Armes 32 eine Nabe 39 mit Innengewinde angebracht. Durch einen langen, freien Schlitz 4-1 im Arm 31 geht ein Schraubenschaft 40. Dieser trägt einen gerändelten Drehknopf 42 mit einer Beilagscheibe 43. Das freie Ende der Schraube 40 ist in die Nabe 39 geschraubt. Durch Drehen des Knopfes 42 werden die Arme 31 und 32 gegeneinander gedruckt.

Nach der Anbringung des Schlag-Extraktions-Instrumentes am Implantat kann der Nagelteil 11 in die vorher angefertigte Femurbohrung gedruckt werden. Mit mehreren kräftigen Hammerschlägen auf die Rückseite des Blockes 33 oder des Halters 35 wird die Kraft über das Instrument auf den kräftigsten Bereich der Verbindungsstelle 13 des Implantats übertragen. Es wird so lange geschlagen, bis die Nagelplatte sich unmittelbar am Oberschenkelknochen befindet. Das Schlag-Extraktions-Instrument kann dann entfernt und durch ein Klemminstrument für die Knochenplatte ersetzt werden.

Selbstverständlich kann das Schlag-Extraktions-Instrument wieder angesetzt werden, wenn es früher oder später während der Operation zum Entfernen des Implantats benötigt wird. Zum Entfernen des Implantats 10 wird dann auf die Innenseite des Halters 35 geschlagen.

Zur Befestigung der Knochenplatte am Femurschaft wird das Klemminstrument 50 für die Knochenplatte verwendet. Dieses Gerät umfaßt zwei sich kreuzende Hebelarme 51 und 52 mit einstellbarem Drehpunkt an der Kreuzung, damit eine Anwendung bei Oberschenkelknochen jeder Größe möglich ist.

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Hierzu ist der Arm 51 gemäß Fig. 11 mit einem erweiterten Vorsprung versehen, der mit Einstellöchern 53 einen Drehzapfen 54· des Armes 52 aufnimmt. Die Löcher sind auf der Oberseite kreisförmig, aber elliptisch an der Unterseite. Der Zapfen ist dagegen annähernd zylindrisch, während seine Oberseite elliptisch ist, so daß er nach dem Ausrichten in die Löcher 53 einbringbar ist. Wenn danach die beiden Arme 51 und 52 etwas gegeneinander bewegt werden, fluchtet die elliptische Öffnung nicht mehr mit dem elliptischen Kopf des Zapfens 5^₅ so daß sich die Arme zwar drehen, aber nicht mehr trennen lassen.

Auf das freie Ende des Armes 51 ist eine Kugel 55 montiert, die in eine der halbkugeligen Vertiefungen 22 an der Außenseite 18 der Knochenplatte 12 greift. Bei 57 ist an das freie Ende des Armes 52 eine gebogene Knochenklemme 56 abgelenkt. Der Arm 52 kann in diesem Bereich gemäß Fig. 11 ausgespart sein, damit die Klemme 56 in begrenztem Maße schwenkbar ist. Zähne 58 auf der Innenseite der Klemme 56 gewährleisten einen festen Femursitz.

Zur Kraftausübung auf das Klemminstrument am Knochen während des Bohrens der Schraublöcher 19 und Anbringung der Schrauben 21 sind am anderen Ende der Arme 51 und 52 an sich bekannte hämostatische und einstellbare Verriegelungen vorgesehen. Eine Zahnstange 59 mit gezahnten Stufen 60 ist bei 61 am Arm 51 drehbar festgemacht. Eine durch eine Schraube 63 am Arm 51 befestigte Blattfeder 62 hält die Zahnstange in der richtigen Stellung, wie an sich bei medizinischen Instrumenten bekannt. Das freie Ende des Armes 52 ist mit einer Klinke 65 zum Eingriff mit den gezahnten Stufen 60 versehen. An der Klinke 65 geht ein gebogener Finger-

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schutz/nach unten.

Das Anbringen der Knochenplattenklemme zeigt Fig. 10. Die

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Klemme 56 wird an der Femurrückseite angelegt, wobei die
Kugel 55 in eine der Vertiefungen 22 der Knochenplatte
greift. Die Arme 51 und 52 werden zusammengedrückt, bis die Knochenplatte fest an der Femurflache anliegt. Diese Stellung wird durch Verriegelung über die Klinke 65 an den gezahnten Stufen 60 aufrechterhalten, bis die Knochenplatte
durch Schrauben 21 festgemacht ist. Durch leichten Druck
auf die Arme 51 und 52 wird anschließend die Zahnstange 59 freigegeben und nach außen geschwenkt, wodurch die Verriegelung aufhört und das Klemminstrument für die Knochenplatte abnehmbar ist. Zu beachten ist, daß die Knochenplattenklemme die Fixierung der Schrauben nicht behindert, ohne
daß die Plattenoberfläche beschädigt wird.

Das erfindungsgemäße Implantat wurde mit ausgewählten, bekannten Hüftnägeln in ßiegetests verglichen. Die erheblich größere Festigkeit des erfindungsgemäßen Nagels geht aus
der graphischen Darstellung nach Fig. 12 hervor. Die Tests zeigten die relative statische Festigkeit, die Steifigkeit und die Art der plastischen Deformation der Implantatsmuster. Das erfindungsgemäße Implantat wurde mit einem
Vitallium-Holt-Nagel, einer Sarmiento "I"-Beam-Nagelplattenkombination und einer alten Jewett-Nagel-und-Plattenanordnung und einer neuen Jewett-Nagel-und-Plattenanordnung
verglichen. Alle Muster bestanden aus einem Nagel von 8,9
cm und einer Knochenplatte mit 4· Löchern. Die Versuchsmuster entstammten kommerziellen Quellen und die Tests wurden gemäß dem vorgeschlagenen Standardprüfverfahren des F-4--Komitees für chirurgische Implantate der amerikanischen Gesellschaft für Prüfung und Material durchgeführt. Die graphische Darstellung zeigt den Verlauf der Nagelspitzenverschiebung in cm in Abhängigkeit vom ßiegemoment des Nagelplattenüberganges in Newtonmetern, wobei der Vorteil des
erfindungsgemäßen Implantats offensichtlich ist.

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Zur Anwendung der Stärke und Festigkeit des Implantats in der Osteosynthese müssen die Belastungen vom Knochen sowohl bei Torsions- als auch bei Biegebelastung auf den Nagel übertragen werden können. Bei der Biegung ist der Nagel belastet, wenn er den kortikalen Knochen berührt. Die Starrheit an der Bruchstelle hängt von den Eigenschaften des Nagels und seinem Sitz im Kanal ab. Im Falle einer Torsionsbelastung ist es jedoch erforderlich, daß der Nagel mit dem kortikalen Knochen einen möglichst engen Kontakt hat, so daß eine Scherfestigkeit zwischen dem Nagel und dem Knochen entsteht und ein Drehmoment vom einen Teil zum anderen übertragen v/erden kann. Dieser Kontakt wird hier durch Rillen am Nagel erreicht.

Die Festigkeit des Implantats ist natürlich ein Maß der Maximalbelastung, die die Konstruktion aushält, bevor sie versagt. Hierbei kommen drei Hauptfehlerarten in Betracht: plastische Fehler, Versprödungsfrakturen und Ermüdungsfrakturen. Der plastische Fehler hängt weitgehend von der Art des für das Implantat gewählten Materials ab und läßt sich durch Untersuchung der Spannungs-Dehnungs-Kurven für verschiedene Metalle vorher ermitteln. Versprödungsfrakturen treten in Bereichen mit Kräftekonzentrationen auf, etwa an Nuten und anderen Unregelmäßigkeiten, und lassen sich durch sorgfältige Konstruktion, insbesondere im Bereich der kritischen Verbindungsstelle von Nagel und Knochenplatte vermeiden. Da dieser Verdindungs- oder Übergangsabschnitt auch Mittel für das Einsetzen und Herausziehen des Implantats enthalten muß, wurden äußere Flächen für das Zusammenwirken mit Instrumenten vorgesehen. Diese Flächen oder Stützbögen befinden sich an der neutralen Biegeachse, so daß der hochbelastete Bereich des Überganges bzw. der Verbindungsstelle während des Einsetzens oder Entfernens nicht beschädigt werden kann. Zu Ermüdungsbrücheη kommt es, wenn ein Implantat sehr oft belastet wird und die Vereinigung

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mit Verzögerung erfolgt. Solche Ermüdungsfrakturen werden durch Kratzer, Nuten und dergleichen begünstigt. Durch die besondere Konstruktion von Implantat und Geräten gemäß der Erfindung wird die Wahrscheinlichkeit derartiger Brüche auf ein Minimum reduziert.

Dipl.-Ing. K. Sc'itec 8 München40, tiiüajüihsi

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Claims

Patentansprüche

M J Chirurgisches Implantationssystem für Huftknochen-/ bräche mit einem stabilen Implantat aus einem Hüftnagel mit einer daran im stumpfen Winkel befestigten Knochenplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des in das proximale Femurende eintreibbaren Nagels Längsrillen aufweist, die in je einem scharfen, schneidenden Punkt enden, daß die an der Außenseite des Oberschenkelknochens anbringbare, langgestreckte Knochenplatte an der Innenseite konkav ist, wobei Hüftnagel und Knochenplatte an einem erweiterten Verbindungsbereich ineinander übergehen, daß an dem Verbindungsbereich ein Snde eines Einschlag-Extraktions-Werkzeuges anbringbar ist, das am anderen Ende beim Eintreiben des Hüftnagels in den Oberschenkelknochen Schlag- oder Sxtraktionskräfte aufnehmen kann, daß ein Knochenklemmwerkzeug die Knochenplatte am Schaft des Oberschenkelknochens hält, wobei die Knochenplatte auf der Außenseite mindestens einen Abstützbogen aufweist, in den Mittel des zuletzt genannten Werkzeuges passen, und daß Mittel vorhanden sind zur Ausübung von Kräften auf eine Klemmvorrichtung an dem zuletzt genannten Werkzeug und auf die in den Abstützbogen passenden Mittel, wodurch diese ineinander geklemmt werden.
2. Einteiliges Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in öffnungen der Knochenplatte Schrauben zur Befestigung am Femurschaft einsetzbar sind.
3. Implantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Ende stumpfer Vorsprung vom Nagel über die Vorsprungspitzen hinausragt und im Querschnitt kleiner ist als der mit Rillen versehene Nagelteil.

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4. Implantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüftnagel über seine gesamte Länge stabil ist.
5. Implantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenplatte eine konkave Innenseite und eine konkave Außenseite aufweist.
6. Implantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenplatte von der Verbindungsstelle mit dem
Hüftnagelteil zum freien Ende hin verjüngt ist.
7. Implantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der konvexen Außenseite mindestens eine halbkugelige Vertiefung zur Aufnahme eines Klemmwerkzeuges vorhanden ist.
8. Implantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stützbögen zur Aufnahme eines Schlagwerkzeuges
seitlich am Implantat an der Verbindungsstelle zwischen dem Hüftnagelteil und dem Knochenplattenteil vorgesehen sind, wobei die Stützbögen an der Vorderseite abgerundet und an der Hinterseite offen sind und parallel zur Achse des !Tagelteiles verlaufen.
9. Implantat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Seite des Implantats an der Verbindungsstelle
zwei Stützbögen zur Aufnahme eines Extraktionswerkzeuges vorhanden sind und daß diese Extraktionsstützbögen mit einer abgerundeten, hinteren Auftreffseite nach
vorn von der vorderen Auftreffseite der Schlagstützbögen etwas getrennt sind und parallel zur Achse des
Hüftnagelteiles verlaufen.
10. Implantat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsstützbögeη am vorderen Ende offen sind.

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11. Implantat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle für diese Ausschnitte breiter ist als der Hüftnagelteil.
12. Schlag-Extraktions-Werkzeug nach den vorhergehenden Ansprüchen zur Anbringung des Hüftnagelimplantats am Knochen, gekennzeichnet durch zwei voneinander getrennte langgestreckte Arme, durch einen Block, der die beiden Arme an einem Ende miteinander verbindet und zur Aufnahme von Hammerschlägen vorgesehen ist, durch nach innen gerichtete Stummel am freien Ende der Arme zum Eingriff' in Stützbögen am Implantat und durch Mittel zwischen den Enden der Arme, damit diese gegeneinander bewegbar und die Stummel in die Stützbögen bringbar sind.
13· Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Schläge aufnehmender Halter vertikal zum Block verläuft.
14. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Bewegung der Arme eine mit Innengewinde versehene Vorrichtung am einen Arm und eine Schraube aufweist, die durch den anderen Arm geht und in die Vorrichtung mit Innengewinde geschraubt ist.
15. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Extraktionsstummel von annähernd halbzylindrischer Form auf das freie Ende der Arme montiert und nach innen gegeneinander gerichtet sind und daß zwei Schlagstummel an den Armen rückwärts gegen die Extraktionsstummel versetzt sind.
16. Werkzeug nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Arme aus einem Federmetall bestehen und mit einem divergierenden Winkel zueinander am Block festgemacht

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sind.
17. Klemmwerkzeug für die Knoclienplatte nach den vorhergehenden Ansprüchen zur Anbringung des Knochenplattenteiles des chirurgischen Nage1implantats, damit dieses vorübergehend an der Femurflache befestigbar ist, gekennzeichnet durch zwei langgestreckte Arme, die zur ' Bildung eines zangenförmigen Instrumentes gelenkig miteinander verbunden sind, durch Mittel am Ende eines Armes, die auf dem Knochenplattenteil sitzen, durch ein gekrümmtes Klemmstück am zugehörigen Ende des anderen Armes, zum Eingriff mit der Knochenoberfläche, und durch eine Verriegelungsvorrichtung am anderen Ende der Arme, die die Bewegung der zuletzt genannten Armenden gegeneinander zuläßt, eine Bewegung der Armenden voneinander aber verhindert.
18. Klemmwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück an seiner Innenseite mit Zähnen versehen ist.
19. Klemmplatte nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Drehzapfen, der von einem Arm ausgeht,und durch Aufnahmelöcher zur selektiven Aufnahme des Zapfens im anderen Arm.
20. Klemmwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel am Ende des einen Armes zum Sitz auf der Knochenplatte ein kugeliges Teil aufweisen.
21. Klemmwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung eine Zahnstange aufweist, die an einem Ende der Arme drehbar festgemacht ist, und daß eine Klinke am Ende des anderen Armes mit einem der Zähne in der Zahnstange selektiv in Eingriff bringbar ist.

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Dipl.--n.J.