DE2832283A1

DE2832283A1 - Gelenksystem zum verbinden von vorrichtungen, die eine halte-wirkung auf knochengewebe ausueben

Info

Publication number: DE2832283A1
Application number: DE19782832283
Authority: DE
Inventors: Giulio Gentile
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-22
Filing date: 1978-07-22
Publication date: 1979-02-15
Also published as: GB2001533B; CH629950A5; ES237414Y; ES237414U; IT1143590B; GB2001533A; US4258708A; FR2397826A2

Description

Patentanwalt Erwin H. W. Kosel, D - 868O Bayreuth Giulio GEhJTILE, Rom

Gelenksystem zum Verbinden von Vorrichtungen, die eine Halte-Wirkung auf Knochengewebe ausüben.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelenksystem zum Verbinden von Vorrichtungen, die eine Halte-Wirkung auf Knochensegmente oder -fragmen te auszuüben in der Lage sind, im besonderen zum Verbinden von zwei oder mehr Haltevorrichtungen, wie in dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 27 24 307.8) beschrieben. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine Vielzahl von Gelenken, die verschiedenartig angeordnet werden können, um die Halte-Vorrichtungen, und somit die entsprechenden Knochensegmente oder -fragmente in korrekte Lage zu bringen und um Kräfte in jeder Richtung darauf einwirken zu lassen. Die Größe und Richtung dieser Kräfte kann auch durch einzelne Bewegungen in einer Richtung verändert werden, und das gesamte Einrichtsystem, das aus den Halte-Vorrichtungen und den Gelenken besteht, kann praktisch während jeder Bewegung stationär gehalten werden.

Mit den bisher verwendeten Vorrichtungen, d.h. mit äußeren Fixiereinrichtungen, ist es möglich, die Halte-Vorrichtungen, die an zwei oder mehr Fragmenten einer Fraktur angebracht sind, miteinander zu verbinden. Aber sie haben den schwerwiegenden Nachteil, daß sie ein Aufbringen von Kräften auf die Knochenfragmente nur in bestimmten

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zwangsläufigen Richtungen ermöglichen. Diese Richtungen aber entsprechen oft nicht der tatsächlich erforderlichen Richtung, was sich aus der verschiedenartigen Gestaltung und der Richtung der Frakturoberfläche ergibt. Weiterhin kann die relative Lage der Fragmente in gegebenen Richtungen nur nach Freisetzen der Verbindungselemente variiert werden; damit wird aber die vorher aufgebrachte Kraft annulliert.

Dieser Nachteil der genannten äußeren Fixiereinrichtungen, die bisher angewandt wurden, ist besonders schwerwiegend bei der Behandlung von schrägen Brüchen und dann, wenn einige Zeit nach ihrem Anbringen biologische Bedingungen eintreten, die es erforderlich machen, daß die Stärke, mit der die Knochenfragmente erfaßt und in gegenseitigem Kontakt durch die Halteelemente gehalten werden, registriert wird, um ständig die Stabilität der Fixierung zu gewährleisten.

Die Gegenstände der Erfindung sind nun genauer beschrieben:

1. Es soll ein Gelenk zwischen den Vorrichtungen geschaffen werden, das eine Halte-Wirkung auf Knochengewebe ausübt. Dieses Gelenk kann allgemein diese Vorrichtungen in jedem gegenseitigen Verhältnis zueinander einstellen und fixieren.

2. Es soll eine Mehrzahl von Haltevorrichtungen fest miteinander verbunden werden, und zwar in jeder beliebigen Lage dieser Vorrichtungen, wobei diese Vorrichtungen an demselben Knochensegment oder -fragment, an derselben Seite davon oder auf zwei oder mehr Seiten angebracht sind, die diametral entgegengesetzt zu dem Knochen fragment liegen, auf das die Haltewirkung ausgeübt wird.

3. Es soll eine Veränderbarkeit der gegenseitigen Lage der Haltevorrichtungen geschaffen werden, die an zwei ^oder mehr Knochenfragmenten angebracht sind, so daß Kräfte jeder Größe und Richtung auf die entsprechenden Fragmente in zwei verschiedenen Wei-

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sen aufgebracht werden können, und zwar

a) als Ergebnis einer einzelnen Bewegung, die dadurch erzielt wird, daß das Gelenk oder der Zusammenbau von Gelenken in eine solche Lage gebracht wird, daß eine dadurch mögliche Bewegung mit der Richtung der Kräfte zusammenfällt, die darauf aufgebracht werden;

b) als Resultante von zwei oder mehr einzelnen gleichgerichteten Bewegungen in Richtungen, die entsprechen oder senkrecht zu gegebenen Referenzebenen sind.

4. Die Anwendung einer Kraft in unterschiedlichen Richtungen zu schaffen, wenn die Vorrichtung schon unter Belastung steht, während die Bewegungen in irgend einer anderen Richtung noch verhindert werden.

5. Die mögliche Abweichung der aufgebrachten Kraft zu kompensieren, die durch die Flexibilität der Halte-Vorrichtungen verursacht ist, durch Bewegungen, die dazu neigen, Abweichungen in die entgegengesetzte Richtung zu verursachen, und Anwendung der Eigenelastizität der Halte-Elemente, um die Stabilität der Fixierung zu verbessern und die aufgebrachte Kraft ständig zu erhalten.

6. Um diese oben genannten Gegenstände zu erzielen, daß die Halte-Elemente um wenigstens drei senkrecht zueinander liegende Achsen gedreht und wenigstens entlang derselben Achsen geführt werden können, wobei diese Bewegungen durch einen Schraubmechanismus oder Hebel erzielt werden, die mit geeigneten Griffen versehen sind.

7. Die Stabilität der Fixierung zu verbessern, durch korrekt ausgerichtete Kräfte, die registriert werden können, um mögliches Nachgeben zu verhindern oder zu beseitigen, das durch Veränderungen der eistischen Reaktion des Knochens bewirkt werden kann, und um in allen Fällen zu vermeiden, daß die Fixier-Vorrichtung ein träger Gegenstand wird, der in enger Nähe eines Bruches angeordnet ist.

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Wie diese und andere Gegenstände mit Hilfe des Systems nach der Erfindung erreicht werden, soll im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen, in denen die erfindungsgemäßen Gelenke und einige Anwendungsmöglichkeiten als Ausfuhrungsbeispiele gezeigt sind, die aber in keiner Hinsicht einschränkend sind, dargelegt werden.

Figur 1 zeigt teilweise die auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Einrichtsystems, das zwei Halte-Vorrichtungen verbindet, wie in dem Hauptpatent offenbart;

Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Systems nach Figur 1 unter Anwendung eines modifizierten Verbindungselements;

Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eines dieser Elemente des Systems, das dazu angepaßt ist, eine Längsbewegung entlang seiner eigenen Achse auszuführen;

Figur 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV - IV gemäß Figur 3;

Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit von einem dieser Elemente des Systems;

Figur 6 zeigt eine ähnliche Ansicht eines zweiten Elements des Systems;

Figur 7 zeigt eine ähnliche Ansicht eines weiteren Elements;

Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht von einer der möglichen Anordnungen des Einrichtsystems;

Gigur 9 zeigt eine ähnliche Ansicht einer zweiten möglichen Anordnung von einigen der Elemente des Einrichtsystems.

Wie in den Figuren 1, 2, 8 und 9 deutlich zu sehen ist, bezieht sich diese Zusatzanmeldung zum Hauptpatent (Patentanmeldung P 27 24 307.8) auf ein Gelenksystem zum Verbinden einer Mehrzahl von Halte-Vorrichtungen, wobei dieses System in verschiedener Weise entsprechend den verschiedenen biomechanischen Bedingungen, die bei der Behandlung

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von Brüchen, Osteotomien, Anthrodesus und entsprechend den oben genannten Gegenständen auftreten, zusammengesetzt sein kann.

Gemäß Figur 1 sind zwei Halte-Vorrichtungen nach dem Hauptpatent, allgemein mit DP und DPI bezeichnet, miteinander durch ein System verbunden, zu dem ein Verbindungselement 210, ein Paar Klemmglieder 211 mit einem verstellbaren Schaft, im folgenden als verstellbare Klemmen bezeichnet, und ein Paar Klemmglieder 212 mit einem einfachen Schaft gehören, die im folgenden einfach Klemmen genannt sind.

Das Verbindungselement 210 umfaßt ein Paar längliche Platten 213, die mit einer Vielzahl von in einer Richtung liegenden Löchern versehen sind, und zwei Klemmstücke 215 mit je zwei symmetrischen Hälften, die eine halbzylindrische Höhlung bilden. Die Klemmstücke 215 sind mit Paaren von quer verlaufenden Durchgangsbohrungen versehen, die zwei Mutter- und Bolzen-Einheiten 216 aufnehmen, die durch die Löcher 214 der Platten 213 verlaufen. Vorzugsweise können die Berührungsflächen der Klemmstücke 215 oder die Klemmstücke selbst aus einem Isoliermaterial bestehen, das eine gewisse Elastizität hat, um die Halte-Vorrichtungen DP und DPI voneinander elektrisch zu isolieren.

Die Backen der Klemmen sind mit Feststellgliedern versehen, die geeignet sind, die Backen selbst festzuklemmen. In der Anordnung nach^v Figur 1 wird der Schaft 218 jeder Klemme 212 von einer Backe 2l9'"^vd#r entsprechenden Klemme 211 aufgenommen. Das zylindrische Ende 220 tlfcr Haltevorrichtungen DP und DPI wird ähnlich in die Backe 221 der entsprechenden Klemme 212 aufgenommen.

Die besondere Konstruktion der Klemme 211 ist in Figur 3 gezeigt. Die Klemme besteht aus einem Klemmkopf 222ähnlich dem Kopf der Klem-

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me 212, und einem zylindrischen Hohlschaft 223 mit einem Innengewinde 224 und mit einer Längsnut 225 auf der Außenfläche. Ein Hohlzylinder 226 ist außen am Hohlschaft 223 gleitend angeordnet und mit diesem konzentrisch. Der Hohlzylinder 226 ist an einem Ende mit einem Außengewinde 227 versehen, auf welchem eine Kappe 228 mittels eines Innengewindes aufgebracht ist. Die Kappe 228 ist mit einer Öffnung 229 versehen, die mit der Achse des Hohlschaftes 223 übereinstimmt. Eine Innensechskantschraube 230 ist in das Innengewinde 224 eingeschraubt. Der Kopf 231 der Innensechskantschraube 230 stößt mit seinen Stirnseiten plan gegen die Stirnfläche des Hohlzylinders 226 und gegen die Kappe 228. Ein Drehen der Innensechskantschraube 230, z.0. mittels eines Allen- oder Inbus-Schraubenschlüssels, der durch die Öffnung 229 gesteckt wird, bewirkt, daß der Hohlschaft in dem Hohlzylinder 226 gleitet, der an der Seite eine radiale Gewindebohrung 233 aufweist, in die eine Inbusschraube 234 geschraubt ist.

Die gegenseitigen Beziehungen zwischen dem Hohlschaft 223, dem Hohlzylinder 226 und der Inbusschraube 234 sind in Figur 4 deutlicher zu sehen, die einen Schnitt nach der Linie IV - IV von Figur 3 darstellt. Das vordere Ende der Inbusschraube 234 greift in die Längsnut 225, um die relative Drehung des Hohlschaftes 223 und des Hohlzylinders 226 zu vermeiden. Darüber hinaus kann das vordere Ende der Inbusschraube 234, das plan gegen die entsprechend abgeflachten Kanten der Längsnut 225 stößt, die gegenseitige Zuordnung des Hohlschafts 223 und des Hohlzylinders 226 fixieren und somit ein Lockern zwischen ihnen. verhindern.

Figur 2 zeigt ein modifiziertes System, in dem das Verbindungselement 210 nach Figur 1 durch ein rohrförmiges Element 240 ersetzt ist, das mit verstellbaren Klemmen 211 durch Doppel-Klemmen 241 verbunden ist. Die in Figur 5 gezeigte Doppelklemme besteht aus einem Parallel-

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epiped mit zwei Backen 242 bzw. 243, deren Achsen senkrecht zueinander sind.

Figur 6 zeigt ein Detail einer Doppelklemme, die praktisch identisch mit der Klemme 212 nach Figur 1 ist. Diese Klemme ist mit 312 bezeichnet und hat einen Backen-Kopf 321 mit einem langen Schaft 318.

Figur 7 zeigt einen anderen Typ einer Doppelklemme 312 mit einem Schaft 333, bei der die Backen 331 und 332 nach parallelen Achsen verlaufen. Alternativ kann der Schaft 333 auch unbenutzt bleiben. Diese Klemme ist besonders nützlich in dem erfindungsgemäßen Gelenksystem, um zwei übereinader angeordnete Halte-Vorrichtungen zu verbinden, die in Richtung der Backen 331 und 332 ausgerichtet werden sollen. Diese Vorrichtungen können aber auch durch eine Drehbewegung um die Achsen der Backen in einem variablen Winkel zueinander angeordnet werden. Die Klemme kann als Teil eines vereinfachten Gelenks zur Verbindung von zwei miteinander fluchtenden Halte-Vorrichtungen DP und DPI verwendet werden.

Figur 8 zeigt eine zweite Verwendungsart der Elemente des Systems nach der Erfindung. Wie schon in dem Hauptpatent vorgesehen, können zwei Halte-Vorrichtungen auf einem Knochensegment oder -fragment auf zwei diametral entgegengesetzten Seiten von diesem angebracht werden, um die entsprechenden Enden der Stifte 300 zu verbinden. Die Stifte 300 können verschieden sein gegenüber den gezeigten Stiften, die durch den Knochen von einer Seite zur anderen gehen. Wie in Figur 8 gezeigt, können zwei Halte-Vorrichtungen DP2 und DP3 durch ein Paar Klemmen 241 und eine Stange 350 verbunden sein.

Eine ähnliche Verbindung, die man mit verschiedenen Elementen bekommt, wird für die feste Verbindung der Vorrichtungen DPI und DP3 verwendet. In diesem Fall werden ein Paar Klemmen 212, ein Paar Dop-

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pelklemmen 241 und eine Stange 350 verwendet. Es sollte auch beachtet werden, daß in Figur 8 ein Element 210 gezeigt ist, das etwas anders ist als das Element 210 nach Figur 1, mit einem H-förmigen, einteiligen Körper, dessen Enden mit Schlitzen versehen und backenförmig sind, so daß sie als Klemmen wirken.

Figur 9 zeigt ein Verbindungssystem nach der Erfindung, ähnlich dem System nach Figur 2, bei dem die verstellbaren Klemmen 211 durch einfache Klemmen 312 ersetzt sind. Beim Betrachten dieser Vorrichtung ist zu erkennen, daß jedwede Drehbewegung um die Achsen der Haltevorrichtung DP und eine der dargestellten Klemmen durch übliche Handgriffe durchgeführt werden können, die eine ähnliche Konstruktion wie die Klemmen 312 haben. Um Längsbewegungen in Richtung der Achse der Klemmschäfte zu erzielen, kann man Abziehvorrichtungen verwenden, die gleich den Vorrichtungen sind, die in dem Hauptpatent P 27 24 307.8 beschrieben sind, in dem sie mit 110 bis 114 als Vorrichtungen zur Veränderung der Lage der Stifte bezeichnet werden, die durch den Knochen gehen.

Die Anordnung der Verbindungselemente, wie in Figur 9 gezeigt, stellt auch eine der verschiedenen möglichen Anordnungen dar, um die Verbindungsstange 350 in Richtung senkrecht zu den Bruchoberflächen zu bringen. Dies ist möglich für jede Richtung dieser Flächen in bezug zu der Anordnung der Halte-Elemente. Dementsprechend ist leicht zu ersehen, daß ein Druck zwischen den Bruchstücken erzielt werden kann, indem die Klemmen 141 entlang der Stange 350 verschoben werden und die Stange mit einer verstellbaren Klemme 211 des Typs ersetzt, der in Figur 3 gezeigt ist. Der Gegenstand 3a, wie er am Anfang der Beschreibung umrissen ist, kann somit erreicht werden.

Aus der obigen Beschreibung und den Figuren 1, 2, 8 und 9 ist ersichtlich, daß auch der dargelegte Gegenstand 3b erreicht werden kann.

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Die Gelenkeinheit kann in eine solche Lage gebracht werden, daß die durch die Gelenke ermöglichten Achsen der Bewegungen bestimmten Ebenen entsprechen, die als Bezugsebenen ausgewählt sind, um auch und im besonderen auf zwei jachtwinkligen röntgenologischen Projektionen die Form eines Bruches und die Lage der gegenseitigen Knochenfragmente zu bestimmen. Mit einer solchen Anordnung des Einrichtsystems kann ein Druck zwischen den Bruchstücken auf schräge (in bezug auf die Bezugsebenen) Oberflächen als Resultierende von zwei Bewegungen in zwei gegebenen Richtungen erreicht werden.

Es ist auch ersichtlich, daß es mit der erfindungsgemäßen Anordnung - während eine Einzelbewegung in einer gegebenen Richtung durchgeführt wird - möglich ist, den Apparat in allen anderen Richtungen ortsfest zu halten. Das bedeutet, daß die gegenseitige Stellung der Knochenfragmente ständig kontrolliert werden kann. Offensichtlich sind alle ermöglichten Bewegungen nützlich, um die Einrenkung des Bruches zu erreichen, den Druck zwischen den Bruchstücken in der richtigen Richtung aufzubringen und zu erhalten und eventuelle Verschiebungen der Fragmente durch Anwendung der Vorrichtung zu korrigieren.

Schließlich ist zu beachten, daß die Halte-Elemente im Betrieb, wenn sie nur von einer Seite des Knochens angewendet sind, in einer geraden linie ausgerichtet sind, wie in Figur 2 gezeigt ist, und eine direkte Kraft in solchen Richtungen aufzubringen ist, die in anderen als dieser Ebene liegen, während eine Drehbewegung um die Achse der Vorrichtung DP die Eigenbiegsamkeit dieser Vorrichtungen zum Ausüben einer Halte-Wirkung auf das Knochengewebe kompensiert.

Ähnlich kann der Druck, der längs der Achse der Stangen der Vorrichtungen DPausgeübt wird, die in einer Linie ausgerichtet sind, wie in

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Figur 2 gezeigt ist_y eine Durchbiegung der durch den Knochen gehenden Stifte verursachen und somit eine Schrägstellung der Knochenteile veranlassen. Dieser Nachteil sollte entweder durch eien Ausgleich in entgegengesetzter Neigung um die Achse der Klemmen 211 ausgeschaltet werden, oder indem die durch den Knochen gehenden Stifte in der Richtung ihrer Achse gedrängt werden, so daß der Knochenteil, der an der Bruchstelle liegt, sich der Vorrichtung annähert, und der von der Bruchstelle entfernte von der Vorrichtung abweicht.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß dieses System viele möglichen Anordnungen bietet, die von den Fachleuten entsprechend den biomechanischen Bedingungen des zur Behandlung anstehenden bestimmten Falles auszuwählen sind, wobei jedoch die Gegenstände beachtet werden müssen, die am Anfang der Beschreibung angegeben wurden. Für den Fachmann ist es einleuchtend, daß in einigen Fällen nicht alle Bewegungen, die durch die Erfindung ermöglicht werden, notwendig sind. Jedoch kann der oben beschriebene Apparat der Einstellgelenke in allen Fällen auch nur vorübergehend verwendet werden, um Halte-Vorrichtungen DP mit einer Kraft optimaler Richtung einzurichten und zu belasten. Dieser Apparat kann leicht und jederzeit vereinfachte Verbindungselemente, wie Kugelgelenke, ersetzen oder umgekehrt durch sie ersetzt werden, oder aber auch nur einen Teil der Bauelemente, die in der vorliegenden Anmeldung und dem Hauptpatent dargestellt und beschrieben sind.

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Claims

Patentanwalt Erwin H. W. Kosel, D - 8S8O Bayreuth Ansprüche :

1.)Gelenksystem zum Verbinden von Vorrichtungen, die eine Halte-Wirkung auf Knochengewebe in äußeren Befestigungen ausüben, nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 27 24 307.8), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Klemmen und ein Element vorgesehen sind, das diese Vorrichtungen verbindet, die eine Haite-Wirkung auf 'das Knochengewebe ausUben, dabei sind die drei Klemmen gegenseitig miteinander und den Halte-Vorrichtungen verbunden, um deren Drehbewegungen um drei senkrechte Achsen zu ermöglichen, wobei wenigstens eine dieser Kelmmen mit Mitteln ausgestattet ist, die eine Verschiebung der Klemmen entlang ihrer Hauptachse ermöglichen und sich dabei von beiden anderen Klemmen zu nähern oder zu entfernen.

2. Gelenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Mitteln zur axialen Verschiebung versehene Klemme (211), die es ermöglicht, daß die beiden anderen Klemmen (212) entlang ihrer Achse verschiebbar sind, einen Hauptteil oder Klemme (222) hat, die mit einem verlängerten zylindrischen Hohlschaft (223) versehen ist, der ein axiales Innengewinde (224) und eine Längsnut (225) auf der Außenfläche hat, daß der Hohlschaft (223) in einem Hohlzylinder (226) verschiebbar gelagert ist, der am Ende mit einem Gewinde (227) versehen ist, auf dem eine Kappe (228) mit einer Öffnung (229) aufgeschraubt ist, die mit der Achse des Hohlschafts (223) übereinstimmt, daß in dem Hohlzylinder (226) eine radiale -Gewindebohrung (233) mit einer Schraube (234) vorgesehen ist, deren vorderes Ende in die Längsnut (225) eingreift und daß sich in dem Innengewinde (224) eine Schraube (230) befindet, deren Kopf

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(231) plan gegen das stirnseitige Ende der Wand des Hohlzylinders (226) und der Innenfläche der Kappe (228) anstößt.

3. Gelenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Verbindungselement (240, 350), das zwei Halte-Vorrichtungen (DP, DPI) miteinander verbindet, aus einem länglichen, rohrförmigen Körper gebildet ist und in eine solche Lage einstellbar ist, daß seine Achse senkrecht zu der Oberfläche eines bruches liegt, unabhängig von der relativen Lage dieser Oberfläche in bezug zu der Lage der Halte-Vorrichtungen (DP, DPI, DP2).

4. Gelenk-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Verbindungselement (240, 350), das zwei Halte-Vorrichtungen (DP, DPI, DP2) miteinander verbindet, eine Klemme mit einem verstellbaren Schaft umfaßt, wobei diese Klemme in geeigneter Weise mit den Halte-Vorrichtungen verbunden ist.

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