DE4103494C1

DE4103494C1 - External bone splint for fractures - has bone screw stems releasably coupled to tip inserted in bones

Info

Publication number: DE4103494C1
Application number: DE19914103494
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Prof. Dr.Med. 4000 Duesseldorf De Schulitz; Wilhelm Dipl.-Ing. Bloemer (Fh), 7200 Tuttlingen, De
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1991-02-06
Publication date: 1992-04-02
Anticipated expiration: 2011-02-07

Abstract

The external splint sets screws within the bone so that their stems protrude and thus can be located by holders on the frame. The screw stems (9) are releasably connected to the bone screw (10) tips (12) inserted in the bone, pref. using externally threaded tips to screw in. ADVANTAGE - Easy application and possible loosening during bone knitting.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fixateur externe zur gegen seitigen Fixierung von Knochen oder Knochenfragmenten mit in die Knochen einsetzbaren Knochenschrauben, die einen aus dem Knochen herausragenden Schaft aufweisen, und mit einem Halterahmen, an welchem Halteeinrichtungen zur starren Festlegung der Schäfte der Knochenschrauben ange ordnet sind.The invention relates to an external fixator for lateral fixation of bones or bone fragments bone screws that can be inserted into the bones have a shaft protruding from the bone, and with a holding frame on which holding devices for rigid fixation of the stems of the bone screws are arranged.

Derartige Geräte werden verwendet, um Knochenfragmente und Knochen des Körpers in einer Position festzulegen, in der diese wieder verheilen oder zu einer Einheit zusammen wachsen können, beispielsweise bei der Behandlung von offenen Brüchen oder bei der starren Verbindung von Wir belkörpern. Zu diesem Zwecke werden bei bekannten Geräten mit einem Einschraubgewinde versehene Stäbe in die festzu legenden Knochenfragmente eingeschraubt, so daß die Schäfte dieser Stäbe aus dem Körper hervorstehen. Außer halb des Körpers werden diese Schäfte mittels eines Halte rahmens starr festgelegt, beispielsweise mittels auf dem Halterahmen festgelegter Klemmeinrichtungen. Ein Beispiel eines bekannten Fixateurs dieser Art ist in der DE 28 34 891 A1 beschrieben. Such devices are used to make bone fragments and Bones of the body in a position to fix these heal again or form a unit can grow, for example in the treatment of open breaks or the rigid connection of us body. For this purpose, known devices with screwed-in rods into the screwed bone fragments so that the Shafts of these rods protrude from the body. Except half of the body these stems are held in place fixed frame, for example by means of on the Holding frame of fixed clamping devices. An example a known fixator of this type is in DE 28 34 891 A1 described.

Instrumente dieser Art sind sperrige Gegenstände, die für den Patienten sehr unangenehm zu tragen sind, insbe sondere, wenn diese Instrumente über einen längeren Zeit raum anzulegen sind. Insbesondere besteht die Gefahr, daß durch die relativ große Länge der Knochenschrauben bei un beabsichtigter Bewegung des Halterahmens große Hebelkräfte auf die Knochenschrauben und damit auf die zu fixierenden Knochen ausgeübt werden, die unter Umständen zu Ver letzungen führen können. Andererseits ist es bei der An legung eines Fixateur externe häufig nicht möglich, Knochenschrauben sehr kurz zu wählen, da dann eine Just ierung der Knochen und Knochenfragmente nicht mit der er forderlichen Genauigkeit erfolgen kann.Instruments of this type are bulky items that are for the patients are very uncomfortable to wear, especially especially if these instruments last for a long time are to be created. In particular, there is a risk that due to the relatively large length of the bone screws at un intended movement of the holding frame large leverage on the bone screws and thus on those to be fixed Bones are exercised, which may lead to ver can lead. On the other hand, it is with the An external fixator often not possible, Bone screws to choose very short, because then an Just ization of the bones and bone fragments does not match that required accuracy can be done.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Fixateur externe so auszubilden, daß ein problemloses An legen des Fixateurs möglich ist und daß andererseits im Verlauf des Heilungsprozesses der Fixateur weniger sperrig gestaltet werden kann.It is an object of the invention, a generic Train external fixator so that a problem-free fixator is possible and that on the other hand in The course of the healing process of the fixator is less bulky can be designed.

Diese Aufgabe wird bei einem Fixateur externe der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schäfte mit der in den Knochen eingesetzten Spitze der Knochenschrauben lösbar verbunden sind. Diese Zweiteilung der Knochenschrauben ermöglicht es, beim Anlegen des Fixateur externe und zum Zwecke der Justierung der Knochenelemente mit langen Knochenschrauben zu operieren, die ein feinfühliges Einrichten ermöglichen. Sobald der Heilungsprozeß gewisse Fortschritte gemacht hat oder wenn feststeht, daß die Knochenfragmente sich in der ge wünschten Lage befinden, so daß zum Beispiel der Patient schmerzfrei ist, können die Knochenschrauben im Bereich ihrer Spitzen mittels eines Halterahmens starr festgelegt werden. Die langen für die Justierung notwendigen Schäfte können dann abgenommen werden, so daß der Fixateur externe nicht mehr im großen Abstand vom Körper angeordnet ist, sondern entweder dicht über der Oberfläche des Körpers, das heißt dicht an der Haut, oder aber in Spezialfällen auch nach chirurgischer Darstellung unterhalb der Haut.This task is external to an external fixator described type according to the invention solved in that the Shafts with the tip of the bone inserted into the bone Bone screws are releasably connected. This division into two The bone screws make it possible to put on the External fixator and for the purpose of adjusting the To operate bone elements with long bone screws, that enable sensitive setup. Once the Healing process has made some progress or when is certain that the bone fragments in the ge desired location, so that for example the patient is painless, the bone screws can be in the area their tips rigidly fixed by means of a holding frame will. The long shafts necessary for the adjustment can then be removed so that the external fixator is no longer located at a great distance from the body, but either just above the surface of the body, that means close to the skin, or in special cases even after surgery under the skin.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Knochen schrauben bei Beginn der Operation ohne chirurgische Er öffnung des interessierenden Bereiches durch die Haut hin durch in die Knochen eingeschraubt werden und daß erst nach richtiger Justierung und Festlegung der Position der Knochenschrauben durch einen äußeren Halterahmen der in teressierende Körperbereich geöffnet und ein Halterahmen unmittelbar an die fixierten Knochen angelegt wird. Dieser Halterahmen kann dann bis zur endgültigen Heilung im Kör per bleiben, während die aus dem Körper herausstehenden Schäfte der Knochenschrauben entfernt werden. Es ist somit ein Übergang von einem Fixateur externe zu einem Fixateur interne möglich.For example, it can be provided that the bones screw at the start of the operation without surgical he opening of the area of interest through the skin be screwed into the bones and that only after correct adjustment and determination of the position of the Bone screws through an outer support frame in interesting body area opened and a holding frame is placed directly on the fixed bones. This The holding frame can then be healed in the body until final healing per stay while those sticking out of the body Bones of the bone screws are removed. So it is a transition from an external fixator to a fixator internal possible.

Die Knochenschrauben tragen vorzugsweise im Bereich ihrer Spitzen ein Außengewinde zum Einschrauben in den Knochen, prinzipiell wäre es aber auch möglich, die Spitzen der Knochenschrauben in anderer Weise im Knochen festzulegen, beispielsweise durch Einzementieren. Insofern beschränkt der Ausdruck "Knochenschrauben" die Ausbildung dieser Haltestifte nicht auf solche mit einem Außengewinde.The bone screws wear preferably in the area of their Tips an external thread to screw into the bone, in principle, it would also be possible to top the To fix bone screws in the bone in a different way, for example by cementing. Insofar limited the term "bone screws" the formation of this Do not hold pins on those with an external thread.

Vorteilhaft ist es, wenn der Schaft durch Formschluß dreh fest auf die Spitze der Knochenschraube aufgesteckt ist. Auf diese Weise kann die Einschraubbewegung der Knochen schraube über den Schaft auf die Spitze übertragen werden, und es ist auch möglich, die Spitze nach Abschluß der Heilung durch Aufstecken eines entsprechenden Schaftes aus dem Knochen herauszuschrauben.It is advantageous if the shaft rotates by positive locking is firmly attached to the tip of the bone screw. In this way the screwing movement of the bones screw are transferred over the shaft to the tip, and it is also possible to finish the tip after the Healing by attaching an appropriate shaft unscrew the bone.

Dieser Formschluß kann durch komplementär ausgebildete Mehrkante gebildet werden, beispielsweise durch einen Dreikant.This form fit can be complementary Polygon are formed, for example by a Triangular.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Schaft hohl ist und ein axiales Spannelement aufweist, welches den Schaft in axialer Richtung gegen die Spitze der Knochenschraube spannt. Dieses Spannelement ist vor zugsweise ein in die Spitze der Knochenschraube einge schraubter Zuganker. Insbesondere im Zusammenhang mit der drehfesten Steckverbindung der beiden Teile ergibt sich somit eine sehr einfache Möglichkeit der starren Fixierung der beiden Bauteile der Knochenschraube aneinander, wobei diese Bauteile leicht gelöst werden können. Besonders vor teilhaft ist dabei, daß über den Schaft Drehmomente in beiden Richtungen ausgeübt werden können.In the preferred embodiment it is provided that the shaft is hollow and has an axial clamping element, which pushes the shaft axially towards the tip the bone screw tightens. This tensioning element is in front preferably inserted into the tip of the bone screw screwed tie rod. Especially in connection with the rotatable plug connection of the two parts results thus a very simple way of rigid fixation the two components of the bone screw together, whereby these components can be easily solved. Especially before is part of the fact that torques in over the shaft can be exercised in both directions.

Die Halteeinrichtung am Halterahmen kann beispielsweise ein Klemmelement sein, welches beispielsweise durch Fest ziehen einer Klemmschrauhe so gespannt wird, daß die Schäfte beziehungsweise der eingeklemmte Bereich der Spitze der Knochenschraube starr mit dem Halterahmen ver bunden sind.The holding device on the holding frame can, for example be a clamping element, for example by hard pull a clamp screw so that the Shafts or the pinched area of the Ver the tip of the bone screw rigidly with the holding frame are bound.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungs formen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiment forms of the invention is used in connection with the Drawing of the detailed explanation. Show it:

Fig. 1 zwei zweiteilige Knochenschrauben, die über Klemmstücke an einem gemeinsamen (geteilt dargestellten) Halterahmen festgelegt sind, und Fig. 1 two two-piece bone screws, which are fixed by clamping pieces on a common (shown divided) holding frame, and

Fig. 2 eine Längsschnittansicht einer zwei teiligen Knochenschraube. Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a two-part bone screw.

Der in der Zeichnung dargestellte Fixateur externe umfaßt einen zylindrischen Haltestab 1, an dem zwei Klemmstücke 2, 3 im Abstand zueinander gehalten sind. Diese Klemm stücke 2 und 3 sind gleich aufgebaut und umfassen jeweils zwei zylindrische Scheiben 4, 5, zwischen denen sich eine Druckscheibe 6 befindet. Durch eine die beiden Scheiben 4 und 5 und die Druckscheibe 6 zentral durchsetzende Schraube 7 können die beiden Scheiben 4 und 5 gegenein ander gespannt werden, wobei sie die Druckscheibe 6 zwischen sich einspannen.The external fixator shown in the drawing comprises a cylindrical holding rod 1 , on which two clamping pieces 2 , 3 are held at a distance from one another. These clamping pieces 2 and 3 are constructed identically and each comprise two cylindrical disks 4 , 5 , between which there is a thrust washer 6 . By means of a screw 7 centrally penetrating the two disks 4 and 5 and the pressure disk 6 , the two disks 4 and 5 can be clamped against one another, wherein they clamp the pressure disk 6 between them.

In jeder der beiden Scheiben 4 und 5 befindet sich min destens eine gegenüber der Mitte seitlich versetzte, parallel zur Grundfläche der Scheiben 4 und 5 verlaufende Bohrung 8, deren Querschnitt geringfügig über die der Druckscheibe 6 zugewandten Grundflächen der Scheiben 4 und 5 hervorsteht. Durch die Bohrung 8 an einer der beiden Scheiben 4 oder 5 ist der Haltestab 1 hindurchgeschoben, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Bohrung entspricht. Beim Spannen der Klemmstücke 2 durch Fest ziehen der Schraube 7 wird der geringfügig über die Bohrung 8 hervorstehende Haltestab 1 gegen die Druck scheibe 6 gepreßt und dadurch gegenüber dem gesamten Klemmstück 2 starr fixiert. In each of the two disks 4 and 5 there is at least one bore 8 laterally offset from the center and parallel to the base of the disks 4 and 5 , the cross section of which protrudes slightly beyond the base of the disks 4 and 5 facing the pressure disk 6 . The holding rod 1 is pushed through the bore 8 on one of the two disks 4 or 5 , the outer diameter of which corresponds to the inner diameter of the bore. When tightening the clamping pieces 2 by tightening the screw 7 , the retaining rod 1 projecting slightly beyond the bore 8 is pressed against the pressure plate 6 and thereby rigidly fixed relative to the entire clamping piece 2 .

Durch die entsprechende Bohrung 8 der jeweils anderen Scheibe 4 beziehungsweise 5 ist der zylindrische Schaft 9 einer Knochenschraube 10 gesteckt. Dieser Schaft wird beim Spannen der Schraube 7 in gleicher Weise fixiert wie der Haltestab 1, so daß eine starre Festlegung dieser Knochen schraube 10 relativ zum Haltestab 1 erfolgt.The cylindrical shaft 9 of a bone screw 10 is inserted through the corresponding bore 8 of the respective other disk 4 or 5 . This shaft is fixed when tightening the screw 7 in the same way as the holding rod 1 , so that a rigid fixing of this bone screw 10 takes place relative to the holding rod 1 .

Jede Knochenschraube 10 umfaßt eine mit einem Außengewinde 11 versehene Spitze 12. Das Außengewinde 11 ist in der Zeichnung nur schematisch dargestellt, in der Praxis wird das Außengewinde nach Art einer Knochenschraube ausge bildet sein, so daß die Spitze fest in einen gegebenen falls vorgebohrten Knochen eingeschraubt werden kann.Each bone screw 10 comprises a tip 12 provided with an external thread 11 . The external thread 11 is shown only schematically in the drawing, in practice the external thread will be formed in the manner of a bone screw, so that the tip can be screwed tightly into a given pre-drilled bone.

An ihrem rückwärtigen Ende schließt sich an das Außenge winde 11 ein zylindrischer Fixierungsbereich 13 an, der in einem Mehrkant 14 endet, im dargestellten Ausführungsbei spiel in einem Dreikant. Dieser entsteht dadurch, daß die Spitze im rückwärtigen Bereich in radialer Richtung eben abgetragen ist, wobei die dabei entstehenden Flächen 15 unter 120° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. In die rückwärtige Stirnfläche ist eine zentrale Gewinde bohrung 16 eingebracht.At its rear end adjoins the Außenge thread 11 to a cylindrical fixing area 13 , which ends in a polygon 14 , in the illustrated embodiment in a triangle. This arises from the fact that the tip in the rear area is evenly removed in the radial direction, the resulting surfaces 15 being offset from one another at 120 ° in the circumferential direction. In the rear end face, a central threaded bore 16 is made .

Auf diese Spitze ist der als Zylinderhülse ausgebildete Schaft 9 in axialer Richtung aufgesteckt. Dieser Schaft 9 weist an seinem unteren Ende eine stirnseitige Ausnehmung 17 auf, deren Querschnitt komplementär zum Querschnitt des Mehrkants 14 ausgebildet ist. Damit umgreift der aufge steckte Schaft 9 diesen Mehrkant 14 formschlüssig. The shaft 9 , which is designed as a cylindrical sleeve, is slipped onto this tip in the axial direction. This shaft 9 has at its lower end an end recess 17 , the cross section of which is complementary to the cross section of the polygon 14 . So that the inserted shaft 9 engages this polygon 14 in a form-fitting manner.

In den Schaft 9 ist eine Zugankerschraube 18 eingeführt, die mit einem Außengewinde 19 in die Gewindebohrung 16 der Spitze 12 einschraubbar ist (Fig. 2). Der Kopf 20 der Zugankerschraube liegt in einer erweiterten Ausnehmung 21 des Schaftes 9, so daß der Schaft 9 beim festen Ein schrauben der Zugankerschraube 18 in axialer Richtung gegen die Spitze 12 gespannt wird. Die Zugankerschraube 18 kann zum Einschrauben einen Innenmehrkant 22 im Kopf tragen. Das obere Ende des Schaftes 9 ist mit einem Außen mehrkant 23 versehen, an dem ein Schraubschlüssel ange setzt werden kann.A tie rod screw 18 is inserted into the shaft 9 and can be screwed into the threaded bore 16 of the tip 12 with an external thread 19 ( FIG. 2). The head 20 of the tie bolt is in an enlarged recess 21 of the shaft 9 , so that the shaft 9 when tightening the tie bolt 18 is clamped in the axial direction against the tip 12 . The tie rod screw 18 can carry an inner polygon 22 in the head for screwing in. The upper end of the shaft 9 is provided with an outer polygon 23 on which a wrench can be inserted.

Bei der Verwendung des beschriebenen Fixateur externe werden beispielsweise zweiteilige Knochenschrauben 10 durch die Haut eines Patienten hindurch in die festzule genden Knochenfragmente eingeschraubt. Diese mehrteiligen Knochenschrauben umfassen eine Spitze, einen aufge schobenen Schaft und eine Zugankerschraube, die die beiden genannten Teile verbindet.When using the external fixator described, for example, two-part bone screws 10 are screwed through the skin of a patient into the bone fragments to be fixed. These multi-part bone screws include a tip, a pushed-up shaft and a tie screw that connects the two parts mentioned.

Die Schäfte der Schrauben durchsetzen je ein Klemmstück des Fixateur externe, diese Klemmstücke sind auf einem ge meinsamen Haltestab festgelegt.The shafts of the screws each pass through a clamping piece external fixator, these clamps are on a ge common holding staff set.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fixateur ex terne besonders einfach ausgeführt. Der Haltestab könnte mehrere Klemmstücke 2 mit jeweils einer Knochenschraube enthalten, außerdem könnte beispielsweise zu einer besseren Festlegung der Haltestab doppelt ausgebildet sein, so daß an jeder Knochenschraube jeweils zwei Klemm stücke angreifen. In the illustrated embodiment, the fixator ex terne is particularly simple. The holding rod could contain a plurality of clamping pieces 2 , each with a bone screw, in addition, for example, for a better fixing of the holding bar could be designed twice, so that two clamping pieces engage each bone screw.

Nach der Justierung der Knochenstücke, die beispielsweise unter Röntgenbeobachtung erfolgen kann, werden die Schrauben 7 der Klemmstücke 2 angezogen, so daß zwischen den Knochenschrauben und den Haltestäben eine starre Ver bindung hergestellt wird.After adjusting the bone pieces, which can be done for example under X-ray observation, the screws 7 of the clamping pieces 2 are tightened so that a rigid connection is made between the bone screws and the holding rods.

Nach dieser Festlegung kann entweder der Heilungsprozeß beginnen oder es kann zunächst abgewartet werden, ob die erreichte Position der Knochenfragmente so beibehalten werden soll, beispielsweise dann, wenn durch die ent sprechende Reposition der Knochen Schmerzfreiheit erreicht wird.After this determination, either the healing process begin or you can first wait and see if the Keep the position of the bone fragments should be, for example, when the ent speaking reduction of the bones achieved freedom from pain becomes.

Nach Beginn der Heilung oder nach erfolgreicher Reposition ist es möglich, die Festlegung der Knochen gegeneinander zu vereinfachen, beispielsweise durch in den Körper einge setzte Implantate, die unmittelbar an den Knochenteilen festgelegt werden. Diese Festlegung erfolgt bei angelegtem Fixateur externe, wobei die in den Knochen eingeschraubten Spitzen 12 im Körper verbleiben und gleichzeitig zur Fest legung der Implantate dienen. Es ist daher nicht not wendig, neue Knochenschrauben in die Körperfragmente ein zusetzen, das heißt, die bereits in die Knochenteile ein geschraubten Spitzen bilden einen Teil der implantierten Knochenfixierung.After the start of healing or after successful reduction, it is possible to simplify the fixing of the bones against one another, for example by implants inserted into the body, which are fixed directly on the bone parts. This determination is made when the external fixator is applied, the tips 12 screwed into the bone remaining in the body and at the same time serving to fix the implants. It is therefore not necessary to insert new bone screws into the body fragments, that is, the tips already screwed into the bone parts form part of the implanted bone fixation.

Nachdem diese Knochenfixierung implantiert ist, können nach Lösung der Klemmstücke 2 und der Zugankerschrauben 18 die Schäfte 9 von den Spitzen 12 abgenommen werden. Wenn die Spitzen nur geringfügig aus den Knochenteilen hervor stehen, der Trennungsbereich zwischen Schaft und Spitze also nahe am Knochen liegt, ist es unter Umständen mög lich, die Operationswunde so zu schließen, daß die Spitzen nicht aus dem Körper herausstehen. After this bone fixation has been implanted, the shafts 9 can be removed from the tips 12 after loosening the clamping pieces 2 and the tie bolts 18 . If the tips protrude only slightly from the bone parts, i.e. the area of separation between the shaft and tip is close to the bone, it may be possible to close the surgical wound so that the tips do not protrude from the body.

Nach Beendigung der Heilung können die in den Knochen ein geschraubten Spitzen aus diesem herausgeschraubt werden, wobei dies mittels eines auf die Spitzen aufgesetzten Schaftes 9 erfolgen kann oder mittels eines entsprechend komplementär zum Mehrkant 14 geformten Werkzeuges.After the healing has ended, the tips screwed into the bones can be unscrewed from this, this being possible by means of a shaft 9 placed on the tips or by means of a tool which is correspondingly complementary to the polygon 14 .

Claims

1. External fixator for the mutual fixation of bones or bone fragments with bone screws which can be inserted into the bone and which have a shaft protruding from the bone, and with a holding frame on which holding devices are arranged for rigidly fixing the shafts of the bone screws, characterized in that the Shafts ( 9 ) with the tip ( 12 ) of the bone screws ( 10 ) inserted into the bone are releasably connected.

2. Fixator according to claim 1, characterized in that the tips ( 12 ) of the bone screws ( 10 ) carry an external thread ( 11 ) for screwing into the bone.

3. Fixator according to claim 1 or 2, characterized in that the shaft ( 9 ) is rotatably attached to the tip ( 12 ) of the bone screw ( 10 ) by positive locking.

4. Fixator according to claim 3, characterized in that the positive connection is formed by complementary trained more edge ( 14 , 17 ).

5. Fixator according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 9 ) is hollow and has an axial clamping element ( 18 ) which clamps the shaft ( 9 ) in the axial direction against the tip ( 12 ) of the bone screw ( 10 ) .

6. Fixator according to claim 5, characterized in that the tensioning element ( 18 ) is a tie rod screwed into the tip ( 12 ) of the bone screw ( 10 ).

7. Fixator according to one of the preceding claims, characterized in that the holding device is a clamping element ( 2 ).