DE3433105A1

DE3433105A1 - Vorrichtung zur fixierung der frakturenden eines knochens

Info

Publication number: DE3433105A1
Application number: DE19843433105
Authority: DE
Inventors: Martin Dr.med. 6231 Schwalbach Börner; Claus Dr. 6729 Leimersheim Mattheck
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1984-09-08
Filing date: 1984-09-08
Publication date: 1986-03-20
Also published as: CH668175A5; DE3433105C2

Description

Vorrichtung zur Fixierung der Frakturenden
eines Knochens Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fixierung der Frakturenden eines Knochens im lebenden Körper mittels eines Nagels oder einer Platte, der oder die mit dem Knochen verbunden wird und hierzu Bohrungen für die Halterung von Verbindungselementen aufweist, wobei eine gewisse Elastizität erhalten bleibt.
Die Marknagelung und die äußere Anbringung von langen Platten sind allgemein bekannte und medizinisch erprobte Verfahren zur Fixierung der Frakturen langer Knochen. Hierbei gibt es bei den Nägeln zwei Alternativen, wovon die eine einen durchgehenden Schlitz und eine kleeblattförmige Ausführung des Querschnitts des Nagels aufweist und die andere zwar einen kreisförmigen Querschnitt anwendet, den Schlitz aber im oberen Bereich enden läßt.
Der wesentliche Nachteil des Nagels mit durchgehendem Schlitz besteht darin, daß er einerseits wegen Schlitz und Elastizitätsanforderungen aus biomechanischen Gründen kleeblattförmig ausgebildet ist, dafür aber nur in ganz begrenzten Längsbereichen mit der Knochenwand in Berührung kommt, d.h.
eine mangelnde Querverklemmung im Femur erhält.
Eine vergleichsweise hohe Rate von An- u. Abrissen hat sich bei Nägeln mit nicht durchgehendem Schlitz gezeigt, der teilweise einen kreisförmigen Querschnitt hat.
Die Risse gehen dabei stets vom Schlitzende aus, bei der Platte zwischen zwei Borungen für die Verbindungselemente und beim Verriegelungsnagel auch an den Löchern für die Querbolzen. Mittels experimenteller Untersuchungen und Überlegungen hat es sich gezeigt, daß gerade der endliche Schlitz mit Umlenkung des Kraftflusses um das Schlitzende die Rißentstehung begünstigt. Auch die Ausbildung des Schlitzendes mit einer zusätzlichen Kerbe, die zur Verhinderung der Rißbildung bisher vorgesehen wurde, verschlimmert diesen Effekt noch.
Die der Erfindung gestellte Aufgabe besteht darin, einen Nagel bzw. eine Platte der e.g. Art derart auszugestalten, daß neben einer biome#chanisch günstigen Form eine Riß- bzw.
Abrißbildung verhindert wird.
Die Lösung ist im kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 beschrieben.
Die weiteren Ansprüche geben vorteilhafte Ausbildungsformen der Erfindung wieder.
Die Erfindung wird im folgenden mittels zwei Ausführungsbeispielen anhand der Fig. 1 - 4 näher erläutert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Querschnitte durch Nägel 1 mit durchgehenden Schlitzen 2, d.h. Schlitze die den eigentlich hohl ausgebildeten Nagel vom Kopf bis zur Spitze auftrennen. Der innere und äußere Querschnitt ist jeweils (nahezu) kreisförmig. Entlang des Nagels 1 sind in bestimmten Abständen korrespondierende Öffnungen 3, 4 in die Nagelwandung 5 eingefügt, durch die Querbolzen, Verriegelungselemente oder Schrauben 6 hindurchreichen und den Nagel 1 im Innern des nicht näher dargestellten Knochens 7 gegenüber diesem elastisch fixieren In umfangreichen Untersuchungen und Uberlegungen hat es sich nunmehr gezeigt, daß eine Rißbildung im Bereich der Öffnungen (Löcher) 3, 4 dadurch zu verhindern ist, daß zumindest im Bereich der Öffnungen 3, 4 entweder auf der Außenmantelfläche 8 und/oder der Innenmantelfläche 9 auf beiden beiden Seiten der Öffnungen 3, axra Mantellinien Verstärkungen 10, 11 angebracht werden. Diese Verstärkungen sind wulstartig ausgebildet. Länge, Stärke, Breite und andere Maße der Verstärkungen 10, 11 hängen vom Material des Nagels 1 und dessen Anforderungen ab.
Die Lage der Verstärkungen lobzw. der Öffnung 3 ist in Fig. 3 nochmals deutlicher dargestellt. Aus Fertigungsgründen ist es vorteilhaft, die Verstärkungenlo(und auch 11) durchgehend entlang der gesamten Nagel länge auszuführen. Bei Außendurchmessern zwischen 9 und 16 mm sowie einer Länge von 300-500 mm und einer Wandstärke von ca. 1 mm der Nägel 1 liegen die Dicken der Verstärkungen 9, 10 beim 2- bis 3-fachen dieser Wandstärke.
In Fig. 4 ist ein Teil einer Platte 12 dargestellt, die mittels Schrauben durch die Löcher 13 am Knochen 7 von außen fixiert wird. Um die Rißbildung an einem solchen Loch zu verhindern, wird die Platte 12, genau wie beim Beispiel des Nagels 1 nach Fig. 1 - 3, zumindest im Bereich der Öffnung 13 entlang beiden Seiten mit parallel zueinander in axialer Richtung verlaufenden Verstärkungen 14, 15 versehen. Diese können auch dadurch hergestellt werden, daß entlang der Platte 12 über die Löcher 13 hinweg eine Nut 16 eingefräst wird. Diese Nut 16 verringert hierbei zwar die Plattenstärke, bewirkt aber in überraschender Weise keine Schwächung sondern eine Verstärkung der Platte 12 im Sinne der Rißverhinderung. Die Plattenstärke liegt zwischen 2 und 7 mm, die Breite zwischen 5 und 25 mm. Die Dicke der Verstärkungen 14, 15 entsprechen denen des l.Ausführungsbeispiels. Die Pfeile in der Fig. 4 zeigen den Kraftflußverlauf im Bereich des Loches 13.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Fixierung der Frakturenden eines Knochens im lebenden Körper mittels eines Nagels oder einer Platte, der oder die mit dem Knochen verbunden wird und hierzu Bohrungen für die Halterung von Verbindungselementen aufweist, wobei eine gewisse Elastizität erhalten bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (5) des Nagels (1) oder der Platte (12) zumindest im Oberflächenbereich der Bohrungen (3, 4; 13) axial entlang jeweils einer Mantellinie sich auf beiden Seiten der Bohrungen (3, 4; 13) erstreckende Verstärkungen (10, 11; 14, 15) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nagel (1) aus einem Hohlrohr mit kreisförmigem Außenquerschnitt und einem axial durchgehenden Längsschlitz (2) besteht und daß die Verstärkungen (9, 10) wulstartig entweder auf der innere##inWder äußeren Mantelfläche (8 bzw.

9) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Platte (12) im Oberflächenbereich der Bohrungen (13) mit einer nutförmigen Ausnehmung (16) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungen (9, 10; 14, 15) oder die nutförmige Ausnehmung (16) sich entlang des gesamten Nagels (1) oder der Platte (12) erstrecken.