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Zusatzvorrichtung zum Anbringen einer Aufnehmer-
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spule und Elektrodenanschlüssen an einem Osteosyntheseimplantat Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zusatzvorrichtung gemäß Patent (-Anmeldung P)
27 42 741.
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Die Hauptanmeldung betrifft eine Zusatzvorrichtung, mit der ein konventionelles
Osteosyntheseimplantat, z.B. eine Osteosyntheseplatte oder ein Marknagel, ohne Anderung
in ein sogenanntes Elektro-Osteosyntheseimplantat umgewandelt werden kann, wie es
z.B. aus der DT-PS 19 18 299 und der CH-PS 551 201 bekannt ist.
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Durch die vorliegende Erfindung soll eine Zusatzvorrichtung gemäß
der Hauptanmeldung vereinfacht werden.
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Diese Aufgabe wird bei einer Zusatzvorrichtung zum Anbringen von einer
mindestens zwei Wicklungsanschlüsse aufweisenden Aufnehmerspule, die in einer Umhüllung
aus einem gewebeverträglichen Material angeordnet ist, und von Elektrodenanschlüssen,
die mit entsprechenden Wicklungsanschlüssen elektrisch verbunden sind, an einem
Osteosyntheseimplantat, bei der die Umhüllung so geformt und/oder mit Befestigungsmitteln
versehen ist, daß sie an dem bereits am Knochen angebrachten Osteosyntheseimplantat
befestigbar ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil mindestens einer Windung
der Wicklung der Aufnehmerspule befestigbar ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß ein Teil mindestens einer Windung der Wicklung der Aufnehmerspule aus der elektrisch
isolierenden Umhüllung aus gewebeverträglichem Material herausgeführt und so an
der Oberfläche der Umhüllung angeordnet ist, daß der betreffende Teil der Windung
als Elektrode für das Gewebe wirkt, welches bei implantiertem und mit der Zusatzvorrichtung
versehenem Osteosyntheseimplantat letzteres umgibt.
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Bei der Zusatzvorrichtung gemäß der Erfindung besteht also mindestens
eine Gewebeelektrode aus einem Teil einer Windung der Wicklung der Aufnehmerspule.
Die Aufnehmerspule kann zweckmäßigerweise eine einlagige Wicklung aus einem bandförmigen
Leiter enthalten und im wesentlichen jede Windung kann einen als Gewebeelektrode
wirkenden Teil enthalten.
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Vorzugsweise ist die Wicklung an einem Punkt, z.B. in der Mitte, vorzugsweise
jedoch an einem Ende, mit dem Osteosyntheseimplantat verbunden, das aus Metall besteht
oder eine oberflächliche Metallschicht aufweist, so daß das Implantat ebenfalls
als Elektrode wirkt.
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Bei einer Zusatz wrrichtung für einen Knochenmarknagel aus einem Metallrohr,
das einen Längsschlitz aufweist, ist die Wicklung vorzugsweise so ausgebildet, daß
ein Teil jeder Wind ung gegen das Metallrohr isoliert aus dem Längsschlitz austritt
und eine Gewebeelektrode bildet, so daß der Knochenmarknagel mit der Zusatzvorrichtung
eine Vielzahl von in Längsrichtung beabstandeten Gewebeelektroden aufweist.
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Die Zusatzvorrichtung gemäß der Erfindung ist einfach herzustellen
und anzuwenden, da im allgemeinen nicht besonders auf die Lage der Elektroden bezüglich
der Bruchstelle oder dergl. geachtet zu werden braucht.
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In folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht einer Zusatzvorrichtung für
einen Knochenmark-oder Küntscher-Nagel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2 eine Draufsicht auf ein Ende der Zusatzvorrichtung gemäß Fig. 1, gesehen
in Richtung von Pfeilen II-II der Fig. 1; Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines
Teiles eines Marknagels, in den eine Zusatzvorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzt ist;
Figur 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Zusatzvorrichtung in einer Ebene
IV-IV der Fig. 1 und des Marknagels; Figur 5 eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht
eines Endes einer Zusatzvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 6 eine Schnittansicht der Zusatzvorrichtung gemäß Fig. 5 in einer Ebene VI-VI,
und eines Marknagels, in den die Zusatzvorrichtung eingesetzt ist; Figur 7 eine
Draufsicht auf eine Abwandlung der Zusatzvorrichtung gemäß Figur 1 bis 4, und Figur
8 eine Draufsicht auf einen Marknagel, in den die Zusatzvorrichtung gemäß Fig. 7
einsetzbar ist.
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Die als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellten Zusatzvorrichtungen
dienen zum Nachrüsten von Knochenmarknägeln üblicher Bauart, z.B. gemäß DIN 58801.
Solche Knochenmarknägel haben, wie Fig. 8 zeigt, im wesentlichen die Form eines
Metallrohres, das einen z.B. kleeblattartig geformten Querschnitt haben kannisiehe
Fig. 4) und zumindest über einen Teil seiner Länge mit einem Längsschlitz versehen
ist.
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Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Zusatzvorrichtung besteht
aus einem langgestreckten stabartigen Körper 10 aus einem biegsamen, gewebeverträglichen
isolierenden Material, wie PTFE. Der Körper 10 enthält vorzugsweise einen Magnetkern
12, z.B. aus einem hochpermeablen, magnetisch weichen Material wie Mumetall oder
Permalloy. Damit der Körper 10 biegsam ist und auch in abgebogene Marknägel eingeführt
werden kann, besteht der Kern vorzugsweise aus einem Bündel von Drähten aus dem
betreffenden ferromagnetischen Werkstoff, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
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Der Körper 10 hat einen in seiner Längsrichtung verlaufenden leistenartigen,
abgerundeten Vorsprung 14, der dem Querschnitt des Körpers 10 eine näherungsweise
birnenförmige Gestalt verleihtfig. 4). Auf dem Körper 10 ist eine näherungsweise
wendelförmige Wicklung 18 aus einem bandförmigen Leiter angeordnet, die sich der
Oberfläche des Körpers anpaßt. Der bandförmige Leiter besteht zumindest an den Teilen
seiner Oberfläche, die mit Gewebe- oder Körperflüssigkeit in Berührung kommen können,
aus einem biologisch verträglichen Metall. Vorzugsweise besteht der bandförmige
Leiter aus Osteosynthesemetall, also z.B. einer Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierung,
die unter dem Handelsnamen "Vitallium" bekannt ist.
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Die Länge des Körpers 10 kann z.B. 250 mm betragen. Der bandförmige
Leiterkann beispielsweise 3 bis 6 mm breit und beispielsweise 0,1 mm dick sein.
Die Wicklung kann beispielsweise zehn bis fünfzig Windungen enthalten.
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Bei einer praktischen Ausführungsform bestand die Wicklung 18 aus
einem 5 mm breiten und 0,1 mm dicken bandförmigen Leiter aus Osteosynthesemetall
gemäß DIN 4401 und enthielt etwa 32 Windungen. Der Abstand zwischen den Rändern
benachbarter Windungen betrug etwa 0,8 mm. Die Enden der
Wicklung
sind am Körper 10 festgelegt, z.B. durch Einbetten, durch eine Schraube oder dergl.
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Die Querschnittsabmessungen des mit der Wicklung 18 versehenen Körpers
10 sind so gewählt, daß der Körper mit der Wicklung und eine aus einer Folie bestehenden
Umhüllung 22 (Fig. 4) leicht in die hintere Uffnung eines vorgegebenen Marknagels
axial eingeschoben werden können und in diesem gut passend sitzen.
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Die isolierende Umhüllung 22 besteht aus einer Folie aus gewebeverträglichem
Kunststoff und hat die Aufgabe, die Wicklung 18 zumindest über den größten Teil
der Länge der Wicklung gegen den metallischen Marknagel 20 zu isolieren. Die Umhüllung
22 kann entfallen, wenn der Marknagel aus einem isolierenden Werkstoff besteht oder
die Isolation auf andere Weise gewährleistet ist. Eine etwa 0,1 mm dicke PTFE-Folie
hat sich als Umhüllung 22 bewährt. Die Umhüllung kann an dem zuerst in den Marknagel
eingeführten Ende mit dem Körper 10 verbunden werden oder ein kappenartig geschlossenes
Ende aufweisen, um zu verhindern, daß die Umhüllung 22 beim Einschieben der Zusatzvorrichtung
in den Marknagel sich bezüglich des Körpers 10 verschiebt.
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Die Wicklung 18 kann vollständig gegen den Marknagel 20 isoliert sein,
vorzugsweise wird sie jedoch an einem Punkt, z.B. in der Mitte oder vorzugsweise
an dem zuletzt eingeführten Ende elektrisch mit dem Marknagel 20 verbunden, wenn
dieser aus Metall besteht. Die Wicklung 18 kann hierzu ein als Anschlußkontakt 24
dienendes, laschenartiges Ende aufweisen, das von der Umhüllung 22 nicht abgedeckt
wird und nach Einschieben der Zusatzvorrichtung in den Marknagel mit dessen Innenwand
Kontakt macht.
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Nach der Implantation wird in der Wicklung 18 eine niederfrequente
Wechselspannung mit einer Frequenz von vorzugsweise unter 30 Hz induziert, wie es
bei Elektro-Implantaten der eingangs genannten Art im Prinzip bekannt ist. Mit magnetischen
Feldstärken in der Größenordnung von 10 2 Tesla lassen sich in der Wicklung 18 Wechselspannungen
in der Größenordnung von einigen 100 mV induzieren. Die niederfrequente Wechselspannung
wird zwischen
den freiliegenden Teilen 18a der Windungen der Wicklung
18, die als Gewebeelektroden wirken, wirksam und regt das Wachstum des angrenzenden
Gewebes (einschließlich Kallus) in bekannter Weise an. Der Widerstand der Wicklung
18 ist vorzugsweise gering, insbesondere unter 10 oder 1 Ohm, was durch die bandförmige
Gestalt des Leiters der Wicklung 18 gewährleistet ist, so daß der elektrische Nebenschluß
durch das Gewebe, das an den Windungsteilen 18a anliegt, praktisch vernachläßigt
werden kann.
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Wenn das zuletzt in den Marknagel eingeführte Ende der Wicklung 18
durch den Anschlußkontakt 24 mit dem aus Metall bestehenden Marknagel verbunden
wird, wirkt der Marknagel als Gegenelektrode und die Potentialdifferenz zwischen
dem Marknagel 20 und den Windungsteilenl8a nimmt vom hinteren Ende der Wicklung
(in Fig. 1 links) zum vorderen Ende hin zu.
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Dies hat den Vorteil, daß in der Mitte des Nagels und an seinem distalen
Ende die größte Spannungsdifferenz wirksam wird, wo im allgemeinen auch die Verletzungen
am häufigsten sind.
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Fig. 7 zeigt etwas vereinfacht eine Ausführungsform der vorliegenden
Zusatzvorrichtung, die im wesentlichen der gemäß Fig. 1 bis 4 entspricht; der einzige
Unterschied besteht darin, daß am proximalen Ende der Wicklung 18 zwei bügelartige,
federnde Anschlußkontakte 24a und 24b angebracht sind, die mit der Innenseite des
zugehörigen Marknagels 20 (Fig. 8) elektrisch Kontakt machen, wenn die Zusatzvorrichtung
in den Marknagel eingeschoben ist.
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Bei allen Ausführungsformen können die als Gewebeelektroden dienenden
Teile 18a der Wicklung 18 auch mit einer dünnen isolierenden oder halbleitenden
Schicht überzogen werden, um die am Gewebe wirksam werdende Spannung zu steuern.
Man kann durch diese Maßnahme auch die Spannung vergleichmäßigen, z.B. indem man
bei einer am proximalen (in Fig. 1 linken) Ende des Nagels an diesen angeschlossenen
Wicklung 18 auf die als Gewebeelektroden wirkenden Teile 18a der Wicklung im mittleren
Wicklungsbereich eine halbleitende und im distalen Wicklungsbereich, wo die Spannung
am höchsten ist, eine dünne isolierende Schicht aufbringt.
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Weiterhin können zwischen die Wicklung 18 und den Marknagel 3 ein
ggf. mit einem Widerstand überbrückter Gleichrichter geschaltet werden, um die Nulllinie
der
induzierten Wechselspannung zu verschieben, d.h. daß dann eine unsymmetrische Wechselspannung
oder eine mit einer Wechselspannung überlagerte Gleichspannung zur Einwirkung gebracht
wird.
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Die in den Figuren 5 und 6 teilweise dargestellte Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 bis 4 in erster Linie darin,
daß die Wicklung 18' in den aus gewebeverträglichem Kunststoff wie PTFE bestehenden
Körper 10' so eingebettet ist, daß lediglich die als Gewebeelektroden dienenden
Kuppen 18'a der Windungen an der Oberseite des leistenartigen Vorsprungs 14' des
Körpers freiliegen. Der Körper 10' dient also gleichzeitig als isolierende Umhüllung
für den größten Teil der Wicklung, so daß die bei der Ausführungsform gemäß Fig.
1 bis 4 als Umhüllung 22 dienende Folie entfallen kann. Das in Fig. 5 linke Ende
der Wicklung 18' ist in nicht dargestellter Weise elektrisch mit einem Anschlußkontakt
24' verbunden, der die Form eines Federringes hat. Das hintere Ende des Körpers
10' ist außerdem mit einer Ausnehmung 26 versehen, die beispielsweise eine schlitzförmige
Oeffnung hat, in die ein entsprechend geformtes Werkstück zum Einschieben bzw. Herausziehen
der Zusatzvorrichtung eingesetzt werden kann. Der die Wicklung 18' bildende Leiter
hat bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6 einen kreisförmigen Querschnitt und
die in den Vorsprung 14' hineinreichenden, die Gewebeelektroden bildenden Windungsteile
sind haarnadelförmig gebogen, wie es sich aus Fig. 6 ergibt.
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Der Querschnitt des Leiters der Wicklung 18' soll wieder so groß sein,
daß der Nebenschluß durch das Gewebe kein nennenswertes Zusammenbrechen der induzierten
Spannung verursachen kann.
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Bei geeigneter Form und Elastizität des Körpers 10 läßt sich die Zusatzvorrichtung
für Marknägel mehrerer verschiedener Größen verwenden. Die Zusatzvorrichtung kann
außerdem als "Meterware" hergestellt werden, von der der Chirurg dann Stücke der
gewünschten Länge abschneiden kann. Dabei kann man dann entweder auf einen Anschluß
der Zusatzvorrichtung an den Nagel verzichten oder im Falle der Ausführungsform
gemäß Fig. 1 bis 4 einfach die Umhüllung 22 etwas kürzer bemessen als die Wicklung
18, so daß ein Ende der Wicklung Kontakt mit dem Nagel machen kann, oder man löst
ein Ende der Wicklung 18' der Zusatzvorrichtung gemäß Fig. 5 und 6 aus dem Körper
10' heraus und legt es so um die Außenseite des Körpers, daß es nach Einsetzen
des
Körpers in den Marknagel mit dessen Innenwand Kontakt macht.
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Auch bei den in der Hauptanmeldung beschriebenen Zusatzvorrichtungen
für Osteosyntheseplatten kann mindestens eine Gewebeelektrode durch einen Teil einer
Windung der Wicklung einer Aufnehmerspule gebildet werden.
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