DE2906054C3

DE2906054C3 - Einrichtung zum Herstellen eines Loches in einem Knochen

Info

Publication number: DE2906054C3
Application number: DE2906054A
Authority: DE
Inventors: T. Robert Wayne Pa. Perrett
Original assignee: Synthes AG Chur
Current assignee: AO Technology AG
Priority date: 1978-12-19
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE2906054A1; DE2906054B2; CH634741A5

Description

Wenn nun ein Loch zum Einsetzen einer Anker-Schraube in den Femur gebohrt wird, so verläuft die Lochachse also zur Längsachse des Femur-Hauptabschnittes ebenfalls unter einem Winkel in der Größe von 45°. Wenn nun mit einem der vorgängig beschriebenen, vorbekannten Fräser ein derart schräg zum Femur-Hauptteil verlaufendes Loch in den Femur gefräst wird, gelangt die Anschlagfläche im allgemeinen nur an einen einzigen Punkt der Femur-Außenfläche zur Auflage. Die durch das 3indegewebe gebildete Femur- Außenfiäehe weist aber eine unregelmäßige, von Patient zu Patient variierende Form auf, so daß sich nur ein relativ ungenau definierter Anschlag ergibt. Wenn die Tiefen der Bohrung oder der Erweiterung jedoch von den vorgesehenen Werten abweichen, kann dies für den Patienten große Nachteile mit sich bringen.

Beim vorbekannten Fräser hat das hintere Ende der Schneiden eine zylindrische Hüllfläche, so daß also der äußerste Lochabschnitt zylindrisch wird. Dies stellt ebenfalls einen Nachteil dar, weil die nachher am Femur zu befestigender. Platten eine in das Loch hineinragende Buchse aufweisen, die aus Festigkeitsgründen zweckmäßigerweise über einen verrundeten Übergang mit der eigentlichen Platte zusammenhängt. Wenn nun eine derartige Platte befestigt werden soll, muß der Chirurg nach dem mit dem vorbekannten Fräser gefrästen Loch, noch eine Erweiterung anbringen, die den erwähnten, verrundeten Übergang aufnehmen kann. Diese Erweiterung muß in einem separaten Arbeitsgang hergestellt werden, der zusätzlich Zeit und ein zusätzliches Werkzeug erfordert. Zudem muß der Chirurg die Größe der Erweiterung aufgrund einer visuellen Schätzung bemessen, was während der Operation relativ schwierig ist Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zu schaffen, die dem Chirurgen ermöglicht, bei der Operation in einem Knochen ein Loch herzustellen, das genau eine vorgegebene Tiefe aufweist und das nachher eine Buchse aufnehmen kann, die über einen verrundeten Übergang mit der Platte zusammenhängt

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung der einleitend genannten Art gelöst, wobei die Einrichtung erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Der Eriindungsgegenstand wird nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigt die

Fig. I einen Schnitt durch den Femur und die zur Herstellung eines abgestuften Loches dienende Einrichtung, die

Fig.2 den vorderen Teil des Fräs-Werkzeuges, teilweise im Schnitt, die

Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie Ill-Ill der Fig. 2, in größerem Maßstab, wobei die hinter der Schnittebene liegenden Abschnitte nicht gezeichnet wurden, und die

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der F i g. 2, in gleichem Maßstab wie die F i g. 3 und ebenfalls ohne die hinter der .Schnittebene liegenden Abschnitte,

In der Fig. I bezeichnet I einen Femur mit einem Gclcnkkopf ta, einem Hals 16 und einem Haiiptteil Ic^-. Der Gelenkkopf la ist im Bereich des Halses 16entlang einer Bruchfläche vom Hauptteil Ic getrennt. Bei einer M Operation wird ein sogenannter Spick- oder Kirschner Draht 7 durch die Bruchflächc hindurch in den Gcienklopf In eingeschraubt. Daraufhin wird die Tiefe I der Bohrung, d.h. die Länge des sich im Knochen befindenden Teils des Spick-Drahtes 7 gemessen.

Wenn die Tiefe t ermittelt ist, wird mittels der in der Fig. I ersichtlichen Einrichtung 13 ein abgestuftes Sackloch id in den Femur gebohrt bzw. gefräst. Das Loch id, das in der Fig. 1 im fertigen Zustand gezeichnet ist, weist an seiner tiefsten Stelle eine dünne Gewindebohrung Ie auf, in die das Ende des Spick-Drahtes 7 eingeschraubt ist. An die Gewindebohrung Ie schließt ein innerer, zylindrischer Abschnitt if an. Auf diesen folgt eine kurze konische Erweiterung, an die ein äußerer, weiterer zylindrischer Abschnitt ig anschließt. Die Achse des Sackloches id verläuft schräg zum Femur-Hauptteil Ic und die Mündung des Sackloches id wird teils durch den zylindrischen Abschnitt ig, teils durch eine an diesen anschließende, konische Erweiterung 1Λ gebildet Der dünnere zylindrische Abschnitt if erstreckt sich durch einen wesentlichen Teil des Gelenkkopfes la sowie durch einen Teil des Halses 1 b.

Die Einrichtung 13 weist zusät7^l::.h zum Spick-Draht 7 ein erstes Werkzeug 15 und ein zweites Werkzeug 17 auf. Das erste Werkzeug 15 weist einen Befestigungs-Teil 15a, nämlich einen Schaft auf, der über den wesentlichen Teil seiner Länge, d. h. abgesenen von seinen zum Einspannen in die Bohrmaschine bestimmten, freien, als Dreikant ausgebildeten Ende, kreiszylindrisch ist oder genauer gesagt eine kreiszylindrische Hüllfläche aufweist. Das erste Werkzeug 15 weist ferner einen starr mit dem Befestigungs-Teil 15a zusammenhängenden Schneid-Teil 156 auf. Dieser ist im wesentlichen zylindrisch, d. h. seine Schneiden haben eine zylindrische Hüllfiäche, und ist an seiner dem Schaft abgewandten Stirnseite 15c mit zwei angeschliffenen Schneiden versehen. Das erste Werkzeug 15 ist ferner mit einer durchgehenden, kreisrunden, koaxialen Längsöffnung 15c/ versehen und bildet also einen hohlen Spiralbohrer, dessen Befestigungs- und Schneid-Teil mindestens annähernd den gleichen Durchmesser haben, wobei mit dem letzteren der Durchmesser der zylindrischen Hüllfläche gemeint ist Der Durchmesser d.f Längsöffnung 15c/ist etwas größer als derjenige des Spick-Drahtes 7, so daß der letztere den Spiralbohrer beim Herstellen des Loches id mit etwas Spiel führen kann.

Das zweite Werkzeug 17 weist ebenfalls einen Befestigungs-Teil 17a und einen mit diesem zusammenhängenden Schneid-Teil 176 auf. Der letztere hat einen zylindrischen Hauptabschnitt 17c, mit in seiner Längsrichtung verlaufenden Nuten und Schneiden, wobei die letzteren durch eine zylindrische Hüllfläche begrenzt werden. An der dem Befestigungs-Teil 17a abgewandten Stirnseite YId des Schneid-Teils 176 sind Schneiden mit :i:ier konischen Hüilfläche vorhanden. Auf der der Stirnseite 17c/ abgewandten Seite des zylindrischen Abschnittes 17c schließt ein sich von der Stirnseite 17c/ weg konisch verdickender Abschnitt 17e an. Der konische Abschnitt 17e ist mit besonders deutlich in den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlichen Längsnuten 17r versehen, die mit den Längsnuten des zylindrischen Hauptabschnittes 17c fluchten und in der dickeren Hälfte des konischen Abschnittes 17c auslaufen. An den zwischen den Längsnuten 17r vorhandenen Rippen 17.« sind in einem Abschnitt, der sich ungefähr über die dünnere Hälfte des konischen Abschnittes 17c erstreckt, auf den RippcnauUenseiten gegen die Hüllkreistangenien geneigte flächen 17/angeschliffen, so daß Schneiden Vu vorhanden sind. Die Schneiden des Schneid-Teils \7b

erstrecken sich also von der Stirnseite I7t/bis zu der sich ungefähr in der Mitte des konischen Abschnittes 17c befindenden Radialebene 18. Die der sich in der I i g. 2 links von der Radialebene 18 befindenden Rippenaiv schnitte sind dagegen außen nicht hinterschliffen und werden daher, wie es besonders deutlich aus der F ι g. 4 hervorgeht, außen durch Streifen I7reiner Konusflache begrenzt. Die in der Γ i g. 4 ersichtlichen Abschnitte der Rippen 17s wirken daher nicht als Schneiden. Im Bereich des dickeren F.ndes wird der konische Abschnitt 17e durch eine glatte konische Fläche begrenzt. Diese und die sich bis zur Radialebcne 18 erstreckenden, zwischen Rippen 17? vorhandenen Flächenstreifen I7i bilden zusammen, wie noch erläutert wird, eine Anschlagfläche 17/! Der von der Anschlagfläche 17 f begrenzle Konus hat also bei seinem dünneren Finde, d. h. bei der Radialebene 18. einen Durchmesser, der gleich dem größten Durchmesser der Flüllfläche der Schneiden 17i/ ist. Der Halbkegel-Winkcl des konischen miteinander verbundenen Werkzeuge 15 und 17 führt. Wenn nun die beiden Werkzeuge 15, 17 um ihre Längsachse rotieren, kann der Chirurg in den Femur 1 hineinbohren, bis die dem Femur I zugewandte

ι Anschlagfläche 17/zur Auflage auf den Femur I gelangt. Genauer gesagt, kann das Werkzeug 17 so tief in den Femur eindringen, bis clic in der Radialebene 18 liegenden Ränder der geschliffenen Flächen 17/ in Berührung mit dem Femur gelangen. Die hinteren

in Finden aller Nuten I7r befinden sich dann noch außerhalb des lemurs, so daß das beim Fräsen entstehende Knochenmehl gut aus der Öffnung Ic/ hcrausgelangen kann.

Der Chirurg kann also bei der Operation im Femur in

π einfacher und zeitsparender Weise ein abgestuftes Loch Ic/ bilden, dessen Abmessung ;( einen vorgegebenen, zweckmäßig gewählten Wert hat. Da die Anschlagflächc I7f des zweiten Werkzeuges 17 die maximale l.ochteifc zwangsläufig auf den vorgewählten Wert

/-luSCiifiriiOS !7c. U. ti. ucT TfifiKci /SViSCt'lCM Cli'ici Mantellinie der Konusfläche und der Längsachse des Werkzeuges 17. beträgt etwa 15" bis 30". beispielsweise ungefähr 20".

Das Werkzeug 17 ist ferner mit einer durchgehenden koaxialen, kreisrunden Längsöffnung 17^ versehen und bildet also im wesentlichen einen hohlen Fingerfräser. Der Durchmesser der Längsöffnung 17^ ist geringfügig größer als die Hüllflächen-Durchmesser des Befestigungs-Teils I5a und des Schneid-Teils 156 des ersten Werkzeuges 15. so daß das zweite Werkzeug 17 auf dem ersten Werkzeug 15 axial verschiebbar geführt ist.

Im folgenden soll nun die Herstellung des abgestuften Loches Ic/ erläutert werden. Wenn mittels der Einrichtung 13 ein Loch id in den Feinur 1 gebohrt werden soll, werden der Befestigungs Teil des ersten Werkzeuges 15 in der Bohrmaschine befestigt bzw. eingespannt und das erste Werkzeug 15 über den Spick-Draht 7 geschoben, so daß der letztere die

der gewünschten Tiefe hergestellt werden, wenn etwa die Operationswunde blutet und die Bohrstelle wegen des Blutes oder aus anderen Gründen schlecht sichtbar ist.

Der Winkel zwischen der Längsachse des Loches Id und der Mittelachse //des Femur-Flauptabsehnittes Ir beträgt im allgemeinen etwa 30 bis 50". Die Mantelfläche des Femurs I verläuft bei der Mündung des I.oc\cs It/mehr oder weniger in der Richtung der Mittelachse des F'emur-Hauptabschnittes. Die konische Form der Ansehlagflächc 17Aermöglicht daher, daß die letztere immer zuerst bei ihrem inneren Rand, also verhältnismäßig nahe bei der Längsachse des Loches If/ zur Auflage auf den Femur 1 gelangt. Die Größe des Neigungswinkels zwischen der Werkzeug-Drehachse und der Mittelachse //des Fcmur-Hauptabschnittes If beeinflußt daher die sich ergebende Lochtiefe a relativ wenig.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Herstellen eines Loches in einem Knochen, insbesondere einem Femur mit abgebrochenem Gelenkkopf, mit einem Werkzeug, das einen Befestigungs-Teil und einen Schneid-Teil aufweist, wobei der letztere an seiner dem Befestigungs-Teil abgewandten Stirnseite mit Schneiden versehen ist und zwischen der Stirnseite des Schneid-Teils und dem Befestigungs-Teil ein Abschnitt vorhanden ist, dessen Durchmesser in der von der Schneiden aufweisenden Stirnseite des Schneid-Teils wegverlaufenden Richtung der Drehachse zunimmt und eine gegen die Drehachse des Ii Werkzeuges geneigte Anschlagfläche bildet, die dazu bestimmt ist, beim Herstellen eines Loches dem Knochen zugewandt zu werden sowie die Eindringtiefe des Werkzeuges auf einen Maximalwert zu begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (17ejt dessen Durchmesser in der von der Schneid-Teil-Stirnseite (YId) wegverlaufenden Richtung zunimmt, in einem sich näher bei der genannten Stirnseite (I7d) befindenden Teil mit Schneiden (17u,)versehen ist, während sein restlicher Teil die Anschlagfläche (17/?bildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (17/]) konisch ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Anschlagfläche (Vf) bildende Abschnitt (\7e) mit in seiner Längsrichtung verlaufende^ Nuten (17rjversehen ist,die zusammen Rippen [Ms) begrenzen, und ^aB diese Rippen (17s,) über einen beim dünneren Ende des die Anschlagfläche (17/} bildenden Abschnittes (\7e) beginnenden Teil ihrer Länge außen durch gegen die Hüllkreistangenten geneigte Flächen (\7t) begrenzt sind und Schneiden (17u,) bilden, während die dickeren Enden der Rippen (17s,)nicht als Schneiden ausgebildet sind und die sie außen begrenzenden Flächenstreifen (17^TeHe der Anschlagfläche (17/?bilden.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schneid-Teil-Stirnseite (\7d) und dem die Anschlagfläche (17/} bildenden Abschnitt (\7e) ein zylindrischer Abschnitt (17c,) vorhanden ist, der ebenfalls mit Schneiden versehen ist, die entlang der Drehachse des Werkzeuges paarweise mit den Schneiden (17u^ des die Anschlagfläche (17/? bildenden Abschnittes (17e;fluchten.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Anschlagfläche (YIf) aufweisende Werkzeug (17) eine Längsöffnung (17&)aufweist und axial verstellbar sowie unverdrehbar an einem diese durchdringenden, anderen Werkzeug (15) befestigt ist, das einen Schneid-Teil (I5tyaufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als derjenige des Schneid-Teils (YIb) des die Anschlagfläche (17/} bildenden Werkzeuges (17), so daß ein Loch (id) in einen Knochen (1) bohrbar ist, das einen dünneren und einen weiteren zylindrischen Abschnitt aufweist und dessen Mündung mindestens in einem Teil des Umfanges durch einen Abschnitt (1Λ}gebildet ist, der sich vom weiteren, zylindrischen Abschnitt (l^weg nach außen erweitert. f>^r>

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bei operativen Behandlungen von Schenkelhalsbrüchen, d. h. bei Brüchen des Oberschenkelknochens (Femur), bei denen der den Gelenkkopf mit dem restlichen Teil des Oberschenkelknochen verbindende Hals gebrochen ist, werden die Knochenbruchstücke durch eine vorübergehend eingesetzte Spanneinrichtung miteinander verbunden. Diese weist eine in den abgebrochenen Gelenkkopf eingeschraubte und darin verankerte Anker-Schraube auf, die mit einem Schaft, aber keinem Kopf versehen ist, wobei der Außendurchmesser des Schaftes kleiner ist als derjenige des Gewindes der Schraube. Diese Schraube ist im Bereich des Schaftes mit einer Gewindebohrung versehen. Ferner ist eine am Hauptteil des Femurs festgeschraubte Platte mit einer Buchse vorhanden, in die das Ende des Schaftes der in den Gelenkkopf eingeschraubten Schraube hineinragt. Schließlich ist noch eine einen Kopf aufweisende Schraube vorhanden, deren Kopf auf einer Schulterfläche der Buchse aufliegt und deren Gewindeteil in die Gewindebohrung der im Gelenkkopf verankerten Schraube eingeschraubt ist. Eine solche Spanneinrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 40 95 591 bekannt.

Damit die erwähnte, einen Schaft und eine Gewindebohrung aufweisenden Schraube eingeschraubt werden kann, muß im Knochen zuerst ein abgestuftes Sackloch angebracht werden, das bei seinem inneren Ende einen engeren und bei seinem gegen außen offenen Ende einen weiteren Abschnitt aufweist.

Das Gewinde der einen Schaft und eine Gewindebohrung aufweisenden Anker-Schraube wird bei der Operation in den inneren, dünneren zylindrischen Lochabschnitt eingeschraubt. Damit die Anker-Schraube gut im Gelenkkopf verankert wird, sollte sie möglichst tief in diesen eingeschraubt werden, diesen aber nicht ganz durchdringen.

Die Länge des äußeren, weiteren, zylindrischen Lochabschnittes soll einen Durchmesser aufweisen, der ungefähr gleich dem Auße.!durchmesser der Buchse ist. Ferner soll die Länge bzw. Tiefe des weiteren zylindrischen Lochabschnittes etwas langer als die Buchse sein. Derzeit erfolgt nun die Herstellung des Loches in der folgenden Weise: Zuerst wird ein sogenannter Spick- oder Kirschner-Draht, d.h. ein dünner Bolzen, der an seiner Spitze mit einem selbstschneidenden Gewinde versehen ist, eingeschraubt. Danach wird mittels eines hohlen Spiralbohrers, der beim Bohren auf dem Spick-Draht geführt wird, eine Bohrung gebohrt. Daraufhin wird der äußere Teil der Bohrung mittels eines hohlen Fräsers erweitert.

Beim Einsetzen des Spick-Drahtes wird häufig mittels Röntgenstrahlen festgestellt, ob der Spick-Draht die gewünschte Tiefe erreicht hat. Die Tiefe der mittels des Spiralbohrers hergestellten Bohrung und die Tiefe der mittels eines Fräsers hergestellten Erweiterung wird durch am Bohrer bzw. Fräser vorhandene Anschläge festgelegt.

Aus dem Katalog »Technique Richards Screw«, 1977 ist ein Bohrer bekannt, auf dem ein Hohlfaser verstellbar befestigt ist. Der letztere ist zwischen seinem zylindrischen Schneid-Teil und seinem sich um hinteren Ende befindenden Klemmring mit einem gerändelten King versehen, der eine konvex gebogene Stirnfläche aufweist, die als Anschlagfläche dient.

Der Hals eines Femurs bildet mit dessen Haupitcil einen Winkel, der ungefähr in der Größe von 4 V lient.