DE3722595A1 - Device for the external fixation of bone fragments - Google Patents

Device for the external fixation of bone fragments

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DE3722595A1
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bone
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DE19873722595
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German (de)
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Robert Sturtzkopf
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STURTZKOPF, ROBERT, DR., 8000 MUENCHEN, DE STEDTFE
Original Assignee
Robert Sturtzkopf
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/60Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors
    • A61B17/64Devices extending alongside the bones to be positioned
    • A61B17/6491Devices extending alongside the bones to be positioned allowing small-scale motion of bone ends

Abstract

In a device for the external fixation of bone fragments the friction between the two telescopically engaged bodies is reduced by a special coating of a mechanically resistant material to such an extent that adjustment of the device without any risk of becoming stuck is possible under any condition. In a preferred embodiment, the telescopic bodies comprise two parallel guide columns slidingly guided in coated bushes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum externen Festlegen von Knochenfragmenten gemäß dem Oberbegiff des Patentanspruchs 1. The invention relates to an apparatus for the external setting of bone fragments according to the Oberbegiff of claim 1.

Derartige als Fixateure bezeichnete Vorrichtungen sind bekannt. Such designated as fixatives devices are known. Zur Befestigung des Fixateurs werden in jedes Knochenfragment in einem Abstand beidseitig der Bruchstelle Schrauben eingedreht, an denen der Fixateur mittels Klemmbacken befestigt wird. For securing the fixation device of the fracture screws are in each bone fragment at a distance on both sides screwed, on which the fixator is fixed by means of clamping jaws. Der Fixa teur selbst besteht bei bekannten Vorrichtungen aus einer Füh rungssäule, die gleitend in einer Bohrung eines Außenkörpers auf genommen ist. The Fixa thousand itself consists in known devices of a column approximately Füh taken slidably in a bore of the outer body on. Die Führungssäule ist mit einer Nut versehen, in welche eine Feststellschraube greift. The guide column is provided with a groove into which engages a locking screw. Damit sind die beiden teleskop artig ineinandergreifenden Körper gegen Verdrehen gesichert und in Längsrichtung feststellbar. Thus, the two telescopically interlocking bodies are prevented from rotating and fixed in the longitudinal direction. Zwischen den Klemmbacken und den Teleskopkörpern ist noch ein dreiachsiges Gelenk in Form eines Kugelgelenks vorgesehen. Between the jaws and the telescopic bodies, a three-axis joint is still provided in the form of a ball joint. Mittels des Fixa teurs lassen sich nun extern die beiden Knochenfragmente gegenseitig ausrichten und in der ausgerichteten Lage un verrückbar festlegen. By means of the teurs Fixa can now be externally the two bone fragments align with each other and define un shiftable in the aligned position. Es werden somit alle auf die Knochen fragmente einwirkenden Kräfte über den Fixateur und nicht über den Bruchspalt übertragen. This way all the bone fragments forces acting on the fixator and not transmitted over the fracture site.

In dem nun beginnenden Heilungsprozeß bildet sich in dem Bruchspalt zwischen den beiden Knochenfragmenten zunächst eine bindegewebsartige Substanz, bis dann der Bruchspalt endgültig von Knochensubstanz durchbaut wird. In the now beginning healing process initially forms in the fracture gap between the two bone fragments a connective tissue type substance, until the fracture is finally ossified bone substance. Für den Hei lungsprozeß ist es förderlich, daß nach einer bestimmten Zeit der Fixateur gelöst wird und die Bruchstelle durch Auf bringen von Kräften gestaucht werden kann. For the Hei averaging process, it is beneficial that the fixator is achieved after a certain time, and the break through to bring can be compressed by forces. Im ständig unbe lasteten Zustand der Bruchstelle besteht nämlich die Gefahr, daß die Bildung von Knochensubstanz im Bruchspalt verzögert wird und die Bruchstelle elastisch bleibt. In continually unloaded condition of the break point there is a risk that the formation of bone substance is delayed within the fracture and the fracture site remains elastic. Um dies zu ver hindern, ist eine Belastung durch Stauchen erforderlich, die durch Lösen des Fixateurs herbeigeführt wird. To prevent this to ver, a load by compression is required, which is brought about by dissolving the fixator.

Die Annäherung der beiden Knochenfragmente nach Lösen des Fixateurs, also die Verengung des Bruchspaltes, kann von einem bekannten Weggeber gemessen werden, der an den beiden teleskopartigen Körpern des Fixateurs zu diesem Zweck be festigt werden kann. The approach of the two bone fragments after loosening of the fixation device, thus the narrowing of the fracture gap can be measured from a known position sensor, which can be strengthened on the two telescopic bodies of the fixator for this purpose be. Es handelt sich dabei um sehr geringe Wege, die in der Größenordnung von wenigen Millimetern und darunter liegen. These are by very small paths that are on the order of a few millimeters and below. Die gemessene Stauchung gibt einen Hin weis über den Verlauf des Heilungsprozesses. The measured compression is a round looking over the course of the healing process.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Fixateure besteht darin, daß sich die Teleskopkörper verklemmen. A substantial disadvantage of known fixators is that the telescopic body jam. Dies hat zur Folge, daß nach dem Lösen der Feststellschraube die Belastung sehr stark erhöht werden muß, bis der Klemmwider stand überwunden wird und die Teleskopkörper gängig gewor den sind. This has the result that after loosening the locking screw, the load must be greatly increased until the clamping abutment stand is overcome and the telescope body continuously gewor are the. Dies bedeutet aber in der Praxis eine ruckartige Bewegung, die durchaus zu neuen Verletzungen im Bereich der Bruchstelle führen kann, die dem Patienten Beschwerden verursachen und den Heilungsprozeß verschlechtern können. But this means in practice a jerky motion that can lead to new injuries in the area of ​​the fracture quite that cause the patient discomfort and can impair the healing process.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, die Vorrichung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß ein Verklemmen nicht eintritt und die Verschiebung der beiden Teleskopkörper des Fixateurs stets proportional der aufgebrachten Last ist. The invention is therefore based on the object to configure the Vorrichung of the kind mentioned, that jamming does not occur and the displacement of the two telescopic body of the fixator always proportional to the applied load. Insbesondere soll also schon bei sehr geringen aufgebrachten Kräften eine hierzu propor tionale Nachstellung des Fixateurs erfolgen können. thus in particular should be able to take place this propor tional adjustment of the fixator at very low applied forces so.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merk male im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. The above object is according to the invention by the shopping male dissolved in the characterizing part of patent claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous further developments of the invention result from the subclaims.

Mit einer entsprechenden Hartstoffbeschichtung lassen sich die Reibeigenschaften zwischen den Teleskopkörpern so ver bessern, daß zufriedenstellende Gleiteigenschaften des Fixateurs erzielt werden nd es keiner Losbrechkraft mehr bedaf, bis der Anfangsreibwiderstand überwunden wird, so daß eine Nachstellung des Fixateurs unter der Stauchbe lastung durchführbar ist. With an appropriate hard-material coating, the friction between the telescopic bodies can improve so ver that satisfactory sliding characteristics of the fixator are achieved nd it no longer breakaway force Bedaf until the Anfangsreibwiderstand is overcome, so that an adjustment of the fixation device under the Stauchbe utilization is feasible. Vorzugsweise handelt es sich bei der Hartstoffbeschichtung um eine diamantartige Kohlenstoff schicht, die nach einem bekannten Verfahren (DE-PS 34 21 739) niedergeschlagen wird. Preferably, in the hard material coating is a diamond-like carbon layer by a known method (DE-PS 34 21 739) is deposited. Derartige Schichten zeichnen sich durch eine außerordentlich große Härte aus, so daß der Widerstand gegen Verschleiß wesentlich erhöht ist, ferner durch einen sehr niedrigen Reibkoeffizienten, ohne daß es eines Schmiermittels bedarf und auch durch eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer bei äußerst geringer Schichtdicke. Such layers are characterized by an extremely high hardness, so that the resistance to wear is substantially increased, and also by a very low coefficient of friction, without the need of a lubricant and also by a substantial increase in the service life at an extremely low layer thickness. Insbesondere ist die Wartungsfreiheit hervorzuheben, die gerade für den Einsatzzweck von großer praktischer Bedeu tung ist. In particular, the maintenance should be emphasized, which is processing just for the purpose of great practical importance.

Das Aufbringen einer derartigen Hartstoffbeschichtung ist in der vorgenannten Patentschrift erläutert, in der als Anwendungsbeispiel die Vergütung von optischen Linsen, Spiegeln oder dergleichen genannt ist. The application of such a hard material coating is described in the aforementioned patent, in which is an application example, the compensation of optical lenses, mirrors or the like mentioned.

Es können aber auch andere Hartmetallbeschichtungen in Be tracht gezogen werden. but it may be taken into Be costume other hard metal coatings.

Vorteilhafterweise wird in den äußeren Teleskopkörper eine Gleitbuchse eingesetzt, deren Innenwandung mit der Hart stoffbeschichtung versehen ist. Advantageously, in the outer telescopic body a slide bush is used, whose inner wall is provided with the hard coating. Dabei ist es ausreichend, wenn die Gleitbuchse sich nur über eine Teillänge der Boh rungslänge im äußeren Teleskopkörper erstreckt. It is sufficient if the bush extends only over a partial length of approximately Boh length in the outer telescopic body.

Ferner werden die Eigenschaften des Fixateurs verbessert, wenn für den inneren Teleskopkörper zwei parallele Führungs säulen vorgesehen werden, die in getrennten Bohrungen des äußeren Teleskopkörpers geführt und in beschichteten Gleit buchsen gelagert sind. Further, the properties of the fixator be improved if two parallel guide columns be provided for the inner telescopic body, which are guided in separate bores of the outer telescopic member and is mounted in bushings coated slide. Dadurch ist der Widerstand gegenüber einem am Fixateur angreifenden Drehmoment außerordentlich erhöht, auf den Fixateur einwirkende Kippmomente werden verringert und insgesamt wird einer Klemmgefahr entgegen gewirkt. Thereby, the resistance to torque acting on the fixator is extremely increased, acting on the fixator tilting moments are reduced, and a total of a risk of jamming is counteracted.

In diesem Fall braucht die Festklemmschraube nurmehr die Feststellkräfte in Längsrichtung des Fixateurs zu liefern, hat also keine mehr in Drehrichtung wirkende Kräfte aufzu nehmen. In this case, the clamping screw nurmehr needs to deliver the parking forces in the longitudinal direction of the fixator, has so take aufzu no forces acting in the direction of rotation. Auch dadurch werden die Führungseigenschaften des erfindungsgemäßen Fixateurs verbessert. Also characterized the guiding properties of the fixator according to the invention can be improved.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Es zeigt It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines an Knochenfrag menten befestigten Fixateurs in einer ersten Aus führungsform, Fig. 1 is a schematic representation of a fixed bone fixator elements Frag guide die in a first stop,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Fixateurs in einer zweiten bevorzugten Ausführungs form und Fig. 2 is a side view, partially in section, of the fixation device in a second preferred form of execution, and

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2. Fig. 3 is a section along the line 3-3 in FIG. 2.

In Fig. 1 sind die beiden Knochenfragmente 2 und 3 über einen Bruchspalt 4 voneinander getrennt. In Fig. 1, the two bone fragments are separated from each other over a fraction gap 4 2 and 3. Ein Fixateur, der aus einem äußeren teleskopartigen Körper 6 mit einer Boh rung 7 besteht, in der ein als Führungssäule 8 ausgebilde ter innerer teleskopartiger Körper gleitend verschiebbar ist, weist beidseits Klemmbacken 9 und 10 auf, mit denen der Fixateur an Schrauben 11 befestigt ist, die im Knochen fragment 2 bzw. 3 befestigt sind. A fixator with a Boh tion of an outer telescopic body 6 7 consists in which a having formed as a guide column 8 ter inner telescopic body is slidably, has on both sides of the clamping jaws 9 and 10 with which the fixator is attached to screws 11, the fragment in the bone 2 and 3 are attached. Zwischen der Führungs säule 8 und den Klemmbacken 9 ist ein nicht dargestelltes Kugelgelenk vorgesehen. Between the guide column 8 and the jaws 9 is an unillustrated ball joint provided. Dies ist auch zwischen der Klemm backe 10 und dem äußeren Teleskopkörper 6 angeordnet, so daß hierüber eine entsprechende Ausrichtung und Anpassung erfolgen kann. This is also between the clamping jaw 10 and the outer telescopic body 6 is arranged, so that there can take place via a corresponding orientation and matching.

Es ist ferner eine Feststellschraube 12 vorgesehen, die in eine Nut 14 der Führungssäule 8 eingreift. It is also a locking screw 12 which engages in a groove 14 of the guide column. 8 Damit ist ein Verdrehen der beiden Teleskopkörper 6 und 8 gegeneinander vermieden und kann die Vorrichtung in Längsrichtung arre tiert werden. Thus, a rotation of the two telescopic body 6 and 8 against each other is prevented and the device can be in the longitudinal direction arre advantage.

Ferner ist in Fig. 1 ein Wegmeßgeber 15 dargestellt, der am Fixateur lösbar befestigt ist. Further, in Fig. 1, a position encoder 15 is shown, which is releasably attached to the fixator.

Insoweit entspricht die Vorrichtung dem Stand der Technik. In that regard, the device corresponds to the prior art. Zusätzlich ist nun in dieser Ausführungsform die Bohrung 7 und die Führungssäule 8 jeweils mit der eingangs genannten diamantartigen Kohlenstoffbeschichtung versehen. In addition, the bore 7 and the guide column is now provided with the above-mentioned diamond-like carbon coating 8 in this embodiment. Dadurch sinkt der Reibwert zwischen den beiden Teleskopkörpern so stark, daß ein Klemmen vermieden ist und schon bei kleinen Belastungen die Führungssäule 8 verschiebbar ist. Thereby, the coefficient of friction between the two telescopic bodies decreases so strongly that jamming is avoided, and even at low loads, the guide post 8 is slidable.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. A preferred embodiment of the invention is shown in FIGS. 2 and 3. Hierbei sind wiederum die Klemmbacken 9 und 10 des Fixateurs in der in Fig. 1 darge stellten Weise an den Knochenfragmenten 2 und 3 festlegbar. Here again, the jaws 9 and 10 of the fixation device as shown in FIG. 1 Darge set manner to the bone fragments 2 and 3 can be fixed. Der äußere Teleskopkörper 6 ist über ein Kugelgelenk 20 mit der Klemmbacke 10 verbunden. The outer telescopic body 6 is connected through a ball joint 20 with the jaw 10 degrees. Einzelheiten des Kugel gelenks sind nicht dargestellt. Details of the ball joint are not shown. Mittels einer einen Exzen ter betätigenden Feststellschraube 21 kann das Kugelgelenk arretiert werden. By means of a one Exzen ter operable set screw 21, the ball joint can be locked.

Der äußere Teleskopkörper 6 weist zwei parallele nebenein anderliegende Bohrungen 23 und 24 auf, in deren oberen Hälfte jeweils eine Buchse 25, 26 eingesetzt ist, die auf ihren Innenseiten mit der genannten Hartstoffbeschichtung versehen sind. The outer telescopic body 6 has two parallel alongside one other situated holes 23 and 24, in the upper half of a respective bushing 25, 26 is inserted which are provided on their inner sides with said hard coating.

Der äußere Teleskopkörper 6 besteht aus Aluminum, die Gleitbuchsen 25 und 26 sind aus rostfreiem gehärtetem Stahl gefertigt. The outer telescopic body 6 is made of aluminum, the guide bushes 25 and 26 are made of stainless hardened steel.

Auch die Klemmbacken 9 sind über ein übliches Kugelgelenk 28 mit dem inneren Teleskopkörper 8 verbunden, der zwei Führungssäulen 30 aufweist, die ebenfalls aus rostfreiem gehärtetem Stahl bestehen und die mit der genannten Hart stoffbeschichtung versehen sind. Also the jaws 9 are connected via a conventional ball joint 28 with the inner telescopic body 8, which comprises two guide columns 30, which are also made of stainless hardened steel and which are provided with said hard coating.

Wie aus Fig. 3 erkennbar ist, ist eine Führungssäule 30 mit einer Abflachung 31 versehen, mit der das Ende 32 einer Feststellschraube 34 zusammenwirkt, die zum Feststellen des Fixateurs in Längsrichtung in einem Gewinde 35 des äußeren Teleskopkörpers 6 einschraubbar ist. As is apparent from Fig. 3, a guide column 30 is provided with a flattened portion 31 with which cooperates the end 32 of a locking screw 34 which can be screwed for locking the fixation device in the longitudinal direction in a thread 35 of the outer telescopic body 6.

Der in Fig. 1 dargestellte Wegmeßgeber ist in nicht näher dargestellter Weise lösbar an den beiden Teleskopkörpern befestigt. The encoders shown in FIG. 1 is releasably secured in a manner not shown to the two telescopic bodies. Es handelt sich dabei vorzugsweise um einen di gital arbeitenden Geber, der mit einer LED-Anzeige und einem Rechner versehen ist, der den Mittelwert der jeweils vorgenommenen Messungen errechnet. This is preferably a di gital working sensor, which is provided with an LED display and a computer, which calculates the average of the measurements made in each case. Dies bringt eine erheb liche Erleichterung mit sich, da die beispielsweise bei gleicher Belastung wiederholt durchgeführten Messungen der Länge kleine Unterschiede aufweisen, die automatisch durch den Rechner gemittelt werden. This brings an elevating Liche with relief, since the repeatedly performed, for example, under the same load measurements of the length have small differences that are automatically averaged by the computer.

Claims (12)

  1. 1. Vorrichtung zum externen Festlegen von Knochenfragmen ten mit zwei teleskopartig ineinandergreifenden Körpern, die jeweils über ein Gelenk am Knochenfragment befestigt sind, die gegen gegenseitiges Verdrehen gesichert und in Längsrichtung feststellbar sind, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens auf einem der Teleskopkörper ( 6, 8 ) eine Beschichtung in Form einer Hartstoffbe schichtung mit großer Härte und sehr niedrigem Reibungs koeffizienten aufgetragen ist. 1. A device for external setting Knochenfragmen th with two telescopically interlocking bodies, each attached via a joint to the bone fragment, characterized secured against mutual rotation and are fixed in the longitudinal direction, terized in that (at least on one of the telescopic body 6, 8 ) a coating in the form of a coating applied is Hartstoffbe coefficients having high hardness and very low friction.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine diamantartige Kohlenstoffbe schichtung ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the coating is a diamond-like coating Kohlenstoffbe.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Beschichtung als Innenbeschichtung auf einer Buchse ( 25 ) angeordnet ist, die im äußeren Teleskop körper ( 6 ) eingesetzt ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the coating is arranged as an inner coating on a bush (25) which is inserted in the outer telescopic body (6).
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse aus gehärtetem rostfreiem Stahl besteht. 4. The device according to claim 3, characterized in that the bushing is made of hardened stainless steel.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Buchse in der oberen Hälfte der Boh rung des äußeren Teleskopkörpers eingesetzt ist. 5. The device according to claim 3 or 4, characterized characterized marked in that the bush is inserted in the upper half of Boh tion of the outer telescopic body.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Teleskopkörper ( 6 ) aus Aluminium besteht. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer telescopic body (6) consists of aluminum.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teleskopkörper ( 8 ) aus gehärtetem rostfreiem Stahl besteht. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner telescopic body (8) made of hardened stainless steel.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung als Außenbeschich tung auf dem inneren Teleskopkörper ( 8 ) angeordnet ist. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the coating processing as Außenbeschich is arranged on the inner telescopic body (8).
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teleskopkörper ( 8 ) aus zwei parallelen Führungssäulen ( 30 ) besteht, die jeweils in einer Buchse ( 25, 26 ) des äußeren Teleskopkörpers ( 6 ) gleitend geführt sind. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inner telescopic body (8) consists of two parallel guide columns (30), each in a bush (25, 26) of the outer telescopic body (6) are slidingly guided.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssäulen ( 30 ) zylindrisch sind. 10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the guide columns (30) are cylindrical.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Führungssäule ( 30 ) mit einer Ab flachung versehen ist, an die eine Feststellschraube ( 34 ) anlegbar ist. 11. The apparatus of claim 9 or 10, characterized in that a guide column (30) with an Ab flattening is provided, to which a locking screw (34) can be applied.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Teleskopkörpern ein Wegmeß geber ( 15 ) lösbar befestigt ist, der mit einer LED-An zeige und einem Mittelwertbildner versehen ist. 12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that a path measuring sensor (15) is detachably attached to the telescopic bodies, of the display, with a LED-An and is provided with a signal averager.
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