DE2745504C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbe­ griff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Eine derartige Vorrichtung zur Ruhigstellung oder Stützung von Gliedmaßen von Menschen und Tieren, welche paarweise gegenüberliegende Knochenschrauben oder Knochennägel auf­ nehmende Verbindungsteile aufweist, die über Klemmelemente mit Spannschlössern bzw. Gewindestäben in Verbindung ste­ hen und bei denen über Spanngeräte Distraktions- bzw. Kompressionskräfte - z. B. in einer Bruchzone - ausgeübt werden können, ist aus US 22 38 870 bekannt. Die Einzelteile dieser "äußere Knochenverankerung" genannten Vorrichtung - wie Kupplungsstücke, Rundstäbe, Leisten usw. - bestehen im wesentlichen aus Metall.

Der Schwerpunkt ihrer Anwendung liegt heute bei der Sta­ bilisierung infizierter Pseudarthrosen, bei der Versorgung offener Trümmerbrüche - insbesondere der unteren Glied­ maßen - sowie bei Arthrodesen großer Gelenke. Als Nachteil aller bisher bekannten äußeren Knochenverankerungen ist anzusehen, daß sie aus Metall gefertigt sind und damit - insbesondere bei räumlicher Anordnung - eine einwandfreie röntgenologische Beurteilung der Bruchzone erheblich er­ schwert bzw. unmöglich wird. Fehlstellungen am Knochen sind daher häufig nicht zu erkennen und auch nicht zu be­ heben, es sei denn, man fertigt zusätzlich Schrägaufnahmen an oder entfernt vor dem Röntgen die äußere Knochenveran­ kerung. Letzteres ist jedoch mit einer vorübergehenden Instabilität in der Knochenbruchzone verbunden. Insbeson­ dere bei den aufwendigen räumlichen Anordnungen klagen die Patienten häufig über deren hohes Gewicht. Die Folge ist eine reduzierte Mobilität der Patienten mit entsprechenden Auswirkungen auf ihre psychische Gesamtsituation und auf die Kreislaufverhältnisse an den verletzten Gliedmaßen mit der bekannten Gefahr von Blutabflußstörungen.

Aus chirurgischer Sicht wird bemängelt, daß die Montage der bekannten Knochenverankerungen eine erhebliche manuel­ le Geschicklichkeit erfordert. Dies liegt an der Vielzahl von Einzelteilen aus der eine Knochenverankerung besteht, vor allem aber daran, daß die Gestänge und Gelenke der Ver­ ankerungssysteme aufgrund der glatten Oberfläche des Me­ talls leicht aneinander vorbeigleiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine erleichterte Handhabung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrich­ tung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch hohe Stabilität, Sterilisierbarkeit und gute Wärmeformbestän­ digkeit aus. Darüber hinaus sind die Elemente röntgenstrah­ lentransparent sowie von körperfreundlicher Gestalt. Sie erlauben eine einfache Handhabung und wirtschaftliche Her­ stellung. Mit nur vier Grundelementen ergibt sich eine Vielzahl von Montagevarianten. Von herausragendem Vorteil ist schließlich eine deutliche Gewichtsreduzierung.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Als thermoplastische Kunststoffe eignen sich insbe­ sondere Polyamide, Polyoxymethylene, Polyäthylen­ terephthalate bzw. Polybutylenterephthalate sowie Mischungen dieser Polymerisate. Die Kunststoffe enthalten eine Verstärkung aus Fasern oder textilen Flächengebilden, wobei das Verhältnis Kunststoff zu Faser so gewählt wird, daß das fertige Bauelement der Vorrichtung zwischen 10 und 70, vorzugsweise 20-60 Gewichtsprozent Fasern enthält. Geeignete Fasern oder textile Flächengebilde sind beispiels­ weise solche aus Glas-, Kohlen- oder Kunststoff. Der Elastizitätsmodul der Thermoplaste kann dadurch entsprechend den jeweiligen Erfordernissen zwischen 5000 und 11 000 N/mm², betragen.

Die thermoplastischen Kunststoffe haben eine nied­ rige Dichte, sind röntgenstrahlentransparent, steri­ lisierbar und ausreichend wärmeformbeständig. Die einfache Handhabung, die körperfreundliche Gestalt und die wirtschaftliche Herstellungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird unter der Voraus­ setzung einer ausreichenden Stabilität der Gesamt­ vorrichtung durch eine kunststoff- und funktions­ gerechte Gestaltung und Dimensionierung der vier Grundelemente ermöglicht.

Das Merkmal der einfachen Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß aus nur vier Grundele­ menten alle für eine Stillegung oder Stützung denkbaren Montagevarianten zusammenzusetzen sind und zur Fixierung der Gesamtvorrichtung vier Innensechskantschrauben genügen. Zur Vermeidung des bei der Montage unerwünschten Abglei­ tens einzelner Grundelemente sind diese gegeneinander leicht elastisch verspannt. Ihre Gleitfähigkeit sowie die Anschlußstellen der Knochenschrauben sind zweckmäßiger­ weise strukturiert, so daß nach dem Festziehen der vier In­ nensechskantschrauben die Vorrichtung ausreichend stabil ist.

Die gewünschte Gewichtsreduzierung ergibt sich aus der Werkstoffwahl sowie daraus, daß die Grundelemente bean­ spruchungsgerecht gestaltet sind und die Spannvorrichtung mit der die Ausübung sowohl von Distraktion als auch von Kompression möglich ist vom Montageverband abnehmbar ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Verbindungsteile 4 und Klemmelemente 5 über fest­ stellbare Kugelgelenke miteinander verbindbar sind. Hierdurch sind die für alle mehrdimensionalen Montageva­ rianten notwendigen Freiheitsgrade auf engstem Raum er­ reichbar. Damit wird auch erreicht, daß an allen Grundele­ menten scharfkantige Konturen und ausladende Stellen ver­ mieden werden. Dank der schlechteren Wärmeleitfähigkeit fühlen sich die Grundelemente aus einem thermoplastischen Kunststoff nicht so körperfremd an.

Die Elemente der Vorrichtung können aus extrudiertem Halb­ zeug mit anschließender Spangebung und besonders vorteil­ haft in an sich bekannter Weise nach dem Spritzgießver­ fahren hergestellt werden. Die Grundelemente sind so di­ mensioniert, daß bei ausreichender Stabilität die zulässi­ ge Festigkeit des thermoplastischen Kunststoffs nicht überschritten wird. Die Ergebnisse einer experimentellen Spannungsermittlung bestätigen, daß an keiner Stelle die Dehnung - auch bei Langzeiterprobung - über 0,5% liegt. Eine Systemanlage zeigt außerdem, daß zwischen den Veran­ kerungen aus Metall und denjenigen aus thermoplastischem Kunststoff keine wesentlichen Stabilitätsunterschiede be­ stehen.

Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung ist in den Zeichnungen schema­ tisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in perspektivischer Darstellung.

Fig. 2 zeigt eine Knochenschraube.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht sowie eine Seitenansicht eines Verbindungsteils.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Klemmstücks.

Fig. 5 zeigt einen Kugelstern.

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine externe, abnehmbare Spannvorrichtung.

Fig. 7 zeigt schematisch eine integrierte Spann­ vorrichtung.

In Fig. 1 bedeutet 1 den zu versorgenden Knochen mit dem Bruchspalt 2. Ober- und unterhalb des Bruchspaltes sind die Knochenschrauben 3 eingeschraubt. Vier Ver­ bindungsteile 4 bündeln die Schraubengruppen. Diese Verbindungsteile 4 werden über acht Klemmstücke 5 mit den Verbindungsstäben so verbunden, daß ein stabiler äußerer Rahmen entsteht. Im nicht fixier­ ten Zustand sind die Grundelemente gegeneinander räumlich zu bewegen. Durch die beschriebene "saugende Haftung" zwischen den Grundelementen wird bei der Montage deren ungewolltes Abgleiten verhindert. Zur Fixierung der gewünschten Stel­ lung dienen die am Klemmelement 5 angebrachten Innensechskantschrauben 7.

Um einen vorgespannten Formschluß zwischen Knochen­ schrauben 3 und Verbindungsteil 4 zu erzielen, sind, wie Fig. 2 zeigt, die Knochenschrauben an den ge­ windefreien Teilen mit einer Kreuzrändelung 8 ver­ sehen, so daß sie sich aufgrund örtlicher plastischer Verformung in der Bohrung 9 des Verbindungsteils 4 verkrallt. Eine zusätzliche Feststellschraube ist daher nicht notwendig.

Wie in Fig. 3 zu sehen ist, sind zum besseren Ein­ rasten der leicht versetzt eingebohrten Knochen­ schrauben 3 die Bohrungen 9 im Verbindungsteil 4 kegelig gefast. Die Gleitflächen der Gelenkkugel 10 des Verbindungsteils 4 sind mit Quarzmehl beschich­ tet. Damit kann ohne zusätzliche Vorkehrungen eine sichere Haftung zwischen Verbindungsteil 4 und Klemmstück 5 erzielt werden.

Das in Fig. 4 dargestellte Klemmstück 5 besitzt eine Kugelpfanne 11, die elastisch aufgeweitet werden kann. Mit geringem Kraftaufwand ist das Klemmstück 5 auf die Gelenkkugel 10 des Verbindungsteils 4 aufzubringen.

Zuvor wird der Verbindungsstab 6 in die Bohrung 21 des Klemmstücks 5 "saugend" eingeschoben. Die durch das elastische Verformen des Klemmstücks 5 erreichbare Anpreßkräfte bewirkt die "saugende Haftung". Klemmstück 5 läßt sich anschließend auf dem Verbindungsteil 4 mit geringer Kraft ver­ schieben. Die gelöste Innensechskantschraube 7 ist nicht direkt in das Klemmstück 5 eingeschraubt, sondern - um Verschleiß im Muttergewinde zu ver­ meiden - in das Metalleinlegeteil 12 eingeschraubt. Die endgültig gewählte Stellung von Verbindungs­ teil 4, Klemmstück 5 und Verbindungsstab 6 zuein­ ander wird mit der Innensechskantschraube 7 kraft­ schlüssig gesichert.

Der in Fig. 5 dargestellte Kugelstern 13, dessen 6 Gelenkkugeln 14 ebenfalls mit Quarzmehl be­ schichtet sind, ermöglicht in Verbindung mit den übrigen Grundelementen die gewünschten Montage­ varianten.

Fig. 6 zeigt die externe - abnehmbare - Spann­ vorrichtung für Distraktion und Kompression, die zur Ausübung dieser Kräfte auf die freistehenden En­ den der in Fig. 1 gezeigten Verbindungsstangen 6 parallel zur Verstellrichtung stirnseitig aufge­ schoben und mit der Feststellmutter 15, sowie dem geteilten Konusstück 16 fixiert wird. Die Mitnahme­ gabel 17 wird auf das Klemmstück 5 eingeschwenkt. Die Nocken 19 am Teil 17 und die Nuten 20 im Klemm­ stück 5 verhindern ein Abgleiten der Spannvor­ richtung. Durch Verdrehen des Gewindestabes 18 wird der Abstand zwischen dem Aufnahmeteil 22 des Konus­ stücks und der Mitnahmegabel 17 verringert bzw. ver­ größert. Distraktion respektive Kompression kön­ nen so ausgeübt werden. Diese externe Spannvorrichtung kann aus thermoplastischen Kunststoffen oder auch aus Metall gefertigt sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt mit integrierten Spanneinrichtungen versehen, die anstelle des Verbindungsstabes 6 der äußeren Kno­ chenverankerung in das Klemmstück 4 eingeschoben werden. Wie Fig. 7 zeigt, bestehen sie aus einem Spannschloß 23 mit einem Rechts- und einem Links­ innengewinde, in das die Stäbe 25 und 26 mit ent­ sprechenden Außengewinden eingeschraubt werden. Distraktion und Kompression werden durch Verdre­ hen des Spannschlosses von Hand bewirkt. Besonders hohe Kompressionskräfte werden über einen Ver­ drehstift aufgebracht, der in entsprechenden Auf­ nahmebohrungen 24 des Spannschlosses eingerastet wird.

Anstelle der Verbindungsrundstäbe 6 sind auch band­ förmige Elemente, Halbschalen oder Mantelrohre verwend­ bar. Ihre Anwendung ist insbesondere in Son­ derfällen zweckmäßig. Der damit erzielbare günstige Stabili­ tätsgewinn erfordert das Einbringen weiterer Knochenschrauben, führt jedoch zu einer Reduzierung der Zahl der Montagevarianten.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Ruhigstellung und/oder Stützung von Gliedmaßen von Menschen und Tieren, welche paarweise gegenüberliegende und mindestens jeweils eine Knochen­ schraube oder einen Knochennagel aufnehmende Verbindungs­ teile aufweist, die über Klemmelemente mit Verbindungs- oder Gewindestäben in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsteile (4), die Klemmelemente (5), die Verbindungsstäbe (6) und/oder Spannvorrichtungen aus faserverstärktem thermoplastischem Kunststoff bestehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Verbindungsteile (4) und Klemmelemente (5) über feststellbare Kugelgelenke miteinander verbindbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenschrauben (3) an gewindefreien Bereichen strukturiert, insbesondere gerändelt, sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spann­ vorrichtung als in einen Verbindungsstab (6) intergriertes Spannschloß (23) ausgebildet ist.