DE4307540C2 - Knochenverbindungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Knochenverbindungsvorrich­ tung zum Verbinden von durchtrennten Knochenstücken an ihren Trennflächen.

Bei chirurgischen Operationen der Brust, beispielsweise Operationen an der Lunge oder dem Herzen und dergleichen werden üblicherweise Teile der Rippen durchtrennt und die abgetrennten Knochenstücke zeitweilig entfernt. Nach Abschluß der chirurgischen Operation wird das jeweils von der Rippe abgetrennte Knochenstück wieder mit der zugehörigen Rippe verbunden.

Um das abgetrennte Knochenstück und die zugehörige Rippe an ihren Trennflächen wieder miteinander zu verbinden, wird üblicherweise ein Draht (oder ein biologisch abbau­ barer Faden) oder eine Verbindungsplatte aus Metall oder Kunststoff verwendet. Bei Verwendung eines Drahtes wird zunächst ein keramischer Stift in das Mark des Knochen­ stückes an der Trennfläche desselben eingesetzt.

Anschließend wird ein Loch in die Rippe nahe der Trenn­ fläche derselben gebohrt. Infolgedessen können die bei­ den Knochenstücke miteinander verbunden werden, in dem der Draht oder Faden an dem Keramikstift festgebunden wird. Das Einsetzen des Keramikstiftes und das Einfädeln und Festbinden des Fadens oder Drahtes ist jedoch müh­ sam. Darüber hinaus muß ein wesentlicher Teil der zwi­ schen den Rippen liegenden Muskeln nahe dem jeweiligen Trennschnitt entfernt werden, was den Patient während der Operation belastet.

Bei Verwendung einer Metall- oder Kunststoffverbindungs­ platte werden in die miteinander zu verbindenden Enden des abgetrennten Knochenstückes und der zugehörigen Rippe Löcher gebohrt, so daß die Verbindungsplatte, die längs der Außenfläche des Knochenstückes und der zugehö­ rigen Rippe liegt, mit diesen Teilen durch Befestigungs­ stifte verbunden werden kann, die in die Verbindungs­ platte und die Löcher in dem Knochenstück und der zuge­ hörigen Rippe eingesetzt werden, um so die beiden Kno­ chenstücke miteinander zu verbinden.

Auch bei diesem Verfahren muß ein wesentlicher Teil der zwischen den Rippen liegenden Muskeln im Bereich des Trennschnittes entfernt werden. Darüber hinaus ist die Metallplatte schwer und verstärkt die Belastung eines Patienten. Eine Kunststoffplatte ist weniger biokompa­ tibel oder verträglich für das umliegende Gewebe im Be­ reich des Trennschnittes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseiti­ gung der vorstehend beschriebenen Nachteile eine Kno­ chenverbindungsvorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe die Knochenteilenden auf einfache Weise miteinander ver­ bunden werden können, wobei die Belastung für einen Pa­ tienten so gering wie möglich gehalten wird und wobei die Vorrichtung biokompatibel mit dem umgebenden Gewebe ist oder eine bioaktive Affinität zu diesem Gewebe hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Knochenverbin­ dungsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, umfassend ein erstes Verbindungsteil, das in eines der Knochenstücke an dessen Trennfläche eingesetzt und in diesem befestigt wird, und ein zweites Verbindungsteil, das in das andere Knochen­ stück an dessen Trennfläche eingesetzt und in diesem befe­ stigt wird, wobei an den beiden Verbindungsteilen Eingriffs­ abschnitte vorgesehen sind, welche die Verbindungsteile durch wechselseitigen Eingriff miteinander verbinden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist ein elastisch verformbares Federelement vorgesehen, das sich entspannt, wenn die Eingriffsabschnitte in Eingriff miteinander stehen, um die Verbindung zu verriegeln.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist das erste Verbindungsteil mit einem ersten Element versehen, welches in das Trennende dieses einen Knochenstüc­ kes eingesetzt werden kann und einen ersten Eingriffsab­ schnitt hat, wobei das zweite Verbindungsteil ein zweites Element hat, das in das Trennende des anderen Knochenstückes eingesetzt und an diesem befestigt werden kann und einen zweiten Eingriffsabschnitt hat, der zum Eingriff mit dem er­ sten Eingriffsabschnitt bestimmt ist, so daß bei wechselsei­ tigem Eingriff der beiden Eingriffsabschnitte die Trennenden der beiden Knochenstücke in engem Kontakt miteinander gehal­ ten werden. Das erste und das zweite Verbindungsteil sind aus einem Material hergestellt, das fest genug ist, um einen en­ gen Kontakt zwischen den Trennenden der beiden Knochenstücke herzustellen. Das erste und das zweite Element sind zumindest an ihrer Außenumfangsfläche mit einem Material beschichtet, das mit dem es umgebenden Gewebe verträglich ist oder eine bioaktive Affinität zu diesem Gewebe hat.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung in Verbin­ dung mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungs­ beispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A-1C schematische Ansichten zur Erläuterung des Verbindens der beiden Teile einer durchtrennten Rippe unter Verwendung ei­ ner erfindungsgemäßen Knochenverbindungs­ vorrichtung,

Fig. 2A und 2B eine Seitenansicht bzw. eine Frontansicht eines ersten Verbindungsteiles einer Kno­ chenverbindungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3A und 3B eine Seitenansicht bzw. eine Frontan­ sicht eines zweiten Verbindungsteiles der Knochenverbindungsvorrichtung ge­ mäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4A und 4B eine Seitenansicht bzw. eine Frontan­ sicht eines ersten Verbindungsteiles einer Knochenverbindungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5A und 5B eine Seitenansicht bzw. eine Frontan­ sicht eines zweiten Verbindungsteiles einer Knochenverbindungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines ersten und eines zweiten Verbindungsteiles einer Knochenverbindungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 eine Seitenansicht der miteinander in Eingriff stehenden Verbindungsteile gemäß der dritten Ausführungform der Erfindung beim Verbinden zweier Kno­ chenteile,

Fig. 8 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht einer Knochenverbindungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9A eine der Fig. 7 entsprechende Ansicht der Knochenverbindungsvorrichtung ge­ mäß der vierten Ausführungsform der Erfindung beim Verbinden zweier Kno­ chenstücke,

Fig. 9B einen Querschnitt entlang Linie B-B in Fig. 9A,

Fig. 10 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht einer Knochenverbindungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 11A eine der Fig. 7 entsprechende Ansicht der Knochenverbindungsvorrichtung ge­ mäß der fünften Ausführungsform der Erfindung beim Verbinden zweier Kno­ chenstücke,

Fig. 11B einen Querschnitt entlang Linie B-B in Fig. 11A und

Fig. 12A und 12B eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Feder, die bei der Knochenver­ bindungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung verwendet wird.

Die Fig. 1A bis 1C zeigen ein Verfahren zum Verbinden von Teilen einer durchtrennten Rippe. Eine Rippe 1 ist in einem mittleren Abschnitt senkrecht zu ihrer Längs­ achse durchtrennt. Eines der Rippenteile oder Knochen­ stücke wir mit 1A (erstes Knochenstück) und das andere mit 1B (zweites Knochenstück) bezeichnet. Die Rippe 1 besteht aus einer äußeren Knochenrinde 101 und dem in­ nerhalb derselben liegenden Knochenmark 103.

Eine erfindungsgemäße Knochenverbindungseinrichtung 3 um­ faßt ein erstes Verbindungsteil 5, daß an dem geschnit­ tenen Ende des ersten Knochenstückes 1A befestigt wird, und ein zweites Verbindungsteil 7, das an dem geschnit­ tenen Ende des zweiten Knochenstückes 1B befestigt wird.

Das erste Verbindungsteil 5 hat einen zylindrischen stabförmigen Körper 501 vorgegebener Länge, der in das erste Knochenstück 1A eingesetzt und in diesem befestigt wird und der an seiner Außenumfangsfläche mit einem Ge­ winde 503 versehen ist, wie man dies in den Fig. 2A und 2B erkennen kann. Der Körper 501 hat ein flaches äu­ ßeres Ende 505, das nach dem Einsetzen in das erste Kno­ chenstück 1A mit der Trennfläche 1A-1 des ersten Kno­ chenstückes 1A fluchtet. Das innere Ende 507 des Körpers 501 ist halbkugelförmig geformt. Der Körper 501 ist an seinem äußeren Ende 505 mit einer stufenförmig hinter­ schnittenen Nut 513 versehen, die aus einer schmaleren Nut 509 und einer breiteren Nut 511 besteht (Fig. 2A). Die Eingriffsnut 513 erstreckt sich durch das äußere En­ de 505 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Körpers 501. Bei der ersten Ausführungsform stellt die Eingriffsnut 513 einen Eingriffsabschnitt des ersten Verbindungsteiles 5 dar.

Das zweite Verbindungsteil 7 hat einen zylindrischen stabförmigen Körper 701 vorbestimmter Länge, der in das zweite Knochenstück 1B eingesetzt und in diesem befe­ stigt wird und der an seiner Außenumfangsfläche ebenso wie das erste Verbindungsteil 5 mit einem Gewinde 703 versehen ist (Fig. 3A und 3B). Der zweite Körper 701 hat ein flaches äußeres Ende 705, das mit der Trennflä­ che oder Endfläche 1B-1 des zweiten Knochenstückes 1B fluchtet, wenn das zweite Verbindungsteil 7 in das zweite Knochenstück 1B eingesetzt ist. Das innere Ende 707 des zweiten Körpers ist wiederum halbkugelförmig ausgebildet. Der zweite Körper 701 ist an seinem äußeren Ende 705 mit zwei Eingriffsvorsprüngen 709 versehen, die zum Eingriff in die Eingriffsnut 513 des ersten Verbin­ dungsteiles 5 bestimmt sind. Jeder Eingriffsvorsprung 709 hat einen Schenkel 709A, der zum Eingriff in die schmale Nut 509 des ersten Verbindungsteiles bestimmt ist, sowie eine Nase 709B, die von dem freien Ende des Schenkels 709A absteht und zum Eingriff in die breitere Nut 511 des ersten Verbindungsteiles bestimmt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Ein­ griffsvorsprünge 709 den Eingriffsabschnitt des zweiten Verbindungsteiles 7.

Wenn die Eingriffsvorsprünge 709 des zweiten Verbin­ dungsteiles 7 in die Eingriffsnut 513 des ersten Verbin­ dungsteiles 5 eingreifen, liegen die flachen Endflächen 505 und 705 des ersten Verbindungsteiles und des zweiten Verbindungsteiles flach aneinander an. Der gegenseitige Kontakt wird durch den Eingriff der Eingriffsvorsprünge 709 in die Eingriffsnut 513 aufrechterhalten.

Das erste und das zweite Verbindungsteil 5 bzw. 7 sind beispielsweise aus Titan, rostfreiem Stahl, Titanlegie­ rungen etc. hergestellt und an ihrer Außenumfangsfläche mit Apatit beschichtet.

Um die Teile einer durchtrennten Rippe 1, das heißt das erste Knochenstück 1A und das zweite Knochenstück 1B miteinander zu verbinden, wird der erste stabförmige Körper 501 des ersten Verbindungsteiles 5 in das Mark 103 eingesetzt und dabei in die Knochenrinde 101 des er­ sten Knochenteiles 1A von der Trennfläche 1A-1 her ein­ geschraubt, in dem man beispielsweise einen Schrauben­ dreher verwendet, der in die schmale Nut 509 des ersten Verbindungsteiles 5 paßt. In der gleichen Weise wird der stabförmige Körper 701 des zweiten Verbindungsteiles 7 in das Mark 103 eingesetzt, in dem er in die Knochen­ rinde 101 des zweiten Knochenteiles 1B von der Endfläche 1B-1 her eingeschraubt wird, wobei ein Schraubdreher verwendet werden kann, der beispielsweise zwischen die beiden Eingriffsvorsprünge 709 eingesteckt wird. Das er­ ste und das zweite Verbindungsteil 5 bzw. 7 werden in das erste Knochenstück 1A bzw. das zweite Knochenstück 1B soweit eingeschraubt, bis die Endflächen 505 und 705 des ersten bzw. zweiten Verbindungsteiles mit der jewei­ ligen Endfläche 1A-1 bzw. 1B-1 des ersten bzw. zweiten Knochenstückes 1A bzw. 1B fluchten, wie dies die Fig. 1B zeigt. Somit stehen die Außenumfangsflächen 503 und 703 des ersten bzw. zweiten Verbindungsteiles in Schrau­ beingriff mit der Knochenrinde 101 des ersten Knochen­ stückes 1A bzw. des zweiten Knochenstückes 1B. Das erste und das zweite Verbindungsteil sind damit mit dem jewei­ ligen Knochenstück fest verbunden.

Anschließend werden das erste Knochenstück 1A und das zweite Knochenstück 1B aufeinander zu bewegt, um ihre Endflächen 1A-1 und 1B-1 einander anzunähern, so daß die Eingriffsvorsprünge 709 des zweiten Verbindungsteiles 7 in die Nut 509 des ersten Verbindungsteiles 5 unter ela­ stischer Verformung eingeführt werden. Sobald die Ein­ griffsvorsprünge 709 des zweiten Verbindungsteiles 7 über die schmale Nut 509 in die breite Nut 511 des er­ sten Verbindungsteiles eintreten, schnappen die Ein­ griffsvorsprünge 709 aufgrund einer elastischen Rück­ stellkraft in ihre ursprüngliche Form zurück, so daß die Eingriffsvorsprünge 709 eng in der Nut 513 sitzen. In­ folgedessen liegen die Endflächen 505 und 705 des ersten Verbindungsteiles 5 bzw. des zweiten Verbindungsteiles 7 und die Endflächen 1A-1 und 1B-1 der beiden Knochen­ stücke 1A bzw. 1B unmittelbar aneinander an, wie dies in Fig. 1C zu erkennen ist.

Mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Kno­ chenverbindungsvorrichtung ist das Verbinden zweier Kno­ chenstücke 1A und 1B wesentlich einfacher als eine her­ kömmliche Verbindung unter Verwendung eines Drahtes oder eines auflösbaren Fadens. Ferner kann bei der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ein Entfernen oder Abheben der zwischen den Rippen liegenden Muskeln weitgehend vermie­ den werden.

Das erste und das zweite Verbindungsteil 5, 7 können aus einem Material hergestellt werden, dessen Festigkeit hoch genug ist, um die Endflächen der beiden Knochen­ stücke in engem Kontakt miteinander zu halten. Vorzugs­ weise sind die beiden Verbindungsteile 5, 7 aus einer leichten Titanlegierung hergestellt, so daß durch die Knochenverbindungsvorrichtung während einer CT-Photogra­ phie keine Artefacte produziert werden. Außerdem sind aus einer leichten Titanlegierung bestehende Verbin­ dungsteile 5, 7 einerseits ausreichend fest und anderer­ seits leicht genug, um die Belastung eines Patienten so gering wie möglich zu halten.

Darüber hinaus sind die beiden Verbindungsteile 5 und 7 mit Apatit beschichtet, so daß es keine Probleme mit der Assimilation oder der bioaktiven Affinität mit dem Körpergewebe gibt.

Da das Knochengewebe des ersten Knochenstückes 1A und das Knochengewebe des mit diesem zu verbindenden Kno­ chenstückes 1B in direktem Kontakt miteinander treten, wächst das Knochengewebe schnell zusammen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Eingriffsnuten und Vor­ sprünge des ersten und des zweiten Verbindungsteiles 25 bzw. 27 unterscheiden sich bei der zweiten Ausführungs­ form von den entsprechenden Teilen der ersten Ausfüh­ rungsform.

Das erste Verbindungsteil 25 hat einen stabförmigen Kör­ per 2501, der an seiner Außenumfangsfläche mit einem Ge­ windeabschnitt 2503 versehen ist. Der Körper 2501 hat eine flache äußere Endfläche 2505, in der eine durchmes­ serkleinere kreisförmige Vertiefung 2521 und eine durch­ messergrößere kreisförmige Vertiefung 2523 ausgebildet ist, die koaxial mit der durchmesserkleineren Vertiefung 2521 ist. Die Vertiefungen 2521 und 2523 bilden eine Eingriffsaussparung 2525.

Die Endfläche 2505 ist mit vier Sackbohrungen 2527 ver­ sehen, die in Winkelabständen voneinander nahe dem Au­ ßenumfang der Endfläche angeordnet sind. Diese Bohrungen dienen zum Einsetzen eines Werkzeuges, mit dessen Hilfe das erste Verbindungsteil 25 in das erste Knochenstück 1A eingeschraubt werden kann.

Das zweite Verbindungsteil 27 hat einen stabförmigen Körper 2701, der an seiner Außenumfangsfläche mit einem Gewindeabschnitt 2703 versehen ist. Der Körper 2701 hat eine flache äußere Endfläche 2705, an der vier Ein­ griffsvorsprünge 2721 ausgebildet sind, die in die Ein­ griffsaussparung 2525 eingreifen können. Die Eingriffs­ vorsprünge 2721 sind mit einem solchen Abstand von ein­ ander angeordnet, daß ein Werkzeug wie ein Schraubendre­ her oder dergleichen zwischen die Vorsprünge eingesteckt werden kann, um so das zweite Verbindungsteil 27 in das zweite Knochenstück 1B einschrauben zu können.

Jeder Eingriffsvorsprung 2721 hat einen Schenkel 2721A, der in die durchmesserkleinere Aussparung 2521 des er­ sten Verbindungsteiles paßt, sowie eine Nase 2721B, die von dem freien Ende des Schenkels 2721A radial absteht und in die durchmessergrößere Aussparung 2523 des ersten Verbindungsteiles paßt.

Wenn die Eingriffsabschnitte 2721 des zweiten Verbin­ dungsteiles 27 in die Eingriffsaussparung 2525 des er­ sten Verbindungsteiles 25 eingreift, liegen die flachen Endflächen 2505 und 2705 der beiden Verbindungsteile 25, 27 unmittelbar aneinander an. Der Flächenkontakt wird durch den Eingriff der Eingriffsvorsprünge 2721 in die Eingriffsaussparung 2525 aufrechterhalten. Somit können von der zweiten Ausführungsform die selben technischen Wirkungen erwartet werden wie bei der ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser dritten Ausfüh­ rungsform besteht das erste Verbindungsteil 35 aus einem hohlzylindrischen Körper 3501 vorgegebener Länge, der an seiner Außenumfangsfläche mit einem Gewindeabschnitt 3503 versehen ist. Der zylindrische Körper 3501 hat eine durchmesserkleinere Bohrung 3505 und eine durchmesser­ größere Bohrung 3507, die koaxial zu der erstgenannten Bohrung ist. Die durchmesserkleinere Bohrung 3505 und die durchmessergrößere Bohrung 3507 sind durch einen Schulterabschnitt 3509 miteinander verbunden. Die durch­ messerkleinere Bohrung 3505, die durchmessergrößere Boh­ rung 3507 und der Schulterabschnitt 3509 bilden zusammen einen Eingriffsabschnitt des ersten Verbindungsteiles 35.

Die durchmesserkleinere Bohrung 3505 ist an ihrem dem Schulterabschnitt 3509 fernen Ende mit einer konisch sich erweiternden Öffnung 3513 verbunden, deren Durch­ messer zum offenen Ende hin zu nimmt. Die konische Öff­ nung 3513 endet in einer ringförmigen Endfläche 3511, die mit der Endfläche 1A-1 des ersten Knochenstückes 1A fluchtet, wenn das erste Verbindungsteil 35 korrekt in das Knochenstück 1A eingesetzt ist.

Das andere offene Ende der durchmessergrößereren Bohrung 3507 wird durch einen Stopfen 39 verschlossen, der in die Bohrung eingesetzt wird. Der Stopfen 39 hat einen zylindrischen Abschnitt 3901, der in die durchmessergrö­ ßere Bohrung 3507 eingreift, sowie einen Kopf 3903, der an dem offenen Ende des zylindrischen Körpers 3501 des ersten Verbindungsteiles 35 anschlägt, wenn der Stopfen in das erste Verbindungsteil 35 eingesetzt wird. Der äu­ ßere Durchmesser des Kopfes 3903 ist im wesentlichen gleich dem oder geringfügig kleiner als der Fußkreis­ durchmesser des Gewindes 3503, wie dies in Fig. 7 zu erkennen ist. Das vordere Ende des Kopfes 3903 ist ke­ gelstumpfförmig abgeschrägt.

Das zweite Verbindungsteil 37 hat einen zylindrischen Körper 3701 vorgegebener Länge, der an seiner Außenum­ fangsfläche mit einem Gewindeabschnitt 3703 versehen ist. Der zylindrische Körper 3701 hat eine ebene Endflä­ che 3705, die mit einer Vielzahl von Eingriffsvorsprün­ gen 3707 versehen ist. Die ringförmige Endfläche 3705 des zylindrischen Körpers 3701 fluchtet mit der flachen Endfläche 1B-1 des zweiten Knochenstückes 1B, wenn das zweite Verbindungsteil 37 korrekt in das zweite Knochen­ stück 1B eingesetzt wurde. Das andere Ende des zylindri­ schen Körpers 3701 ist kegelförmig verjüngt.

Die Eingriffsvorsprünge 3707 haben in Umfangsrichtung einen Abstand voneinander und können als getrennte Teile oder als ein Zylinder oder eine Stange ausgebildet sein, die in einer Mehrzahl von radialen Richtungen in axialer Richtung geschlitzt ist.

Jeder Eingriffsvorsprung 3701 hat einen Schenkel 3707A und eine Nase 3707B, die von dem freien Ende des Schen­ kels 3707 radial nach außen absteht. Der Durchmesser ei­ nes imaginären Kreises, der durch die Schenkel 3707A be­ zeichnet wird, entspricht dem Innendurchmesser der durchmesserkleineren Bohrung 3505. Die Eingriffsvor­ sprünge 3707 entsprechen dem Eingriffsabschnitt bei der zweiten Ausführungsform.

Die Abmessungen der Bohrungen 3505 und 3507 und des Schulterabschnittes 3509 sind so gewählt, daß nach dem Einführen der Schenkel 3707A unter elastischer Verfor­ mung in die durchmesserkleinere Bohrung 3505 und die durchmessergräßere Bohrung 3507 die Nase 3707B eng in dem Abstand der durchmessergrößeren Bohrung 3507 sitzen, der zwischen dem Stopfen 39 und dem Schulterabschnitt 3509 liegt. In diesem Zustand liegen die Nase 3707B an dem Schulterabschnitt 3509 an, während die Flächen 3511 und 3705 des ersten Verbindungsteiles 35 bzw. des zwei­ ten Verbindungsteiles 37 aneinander anliegen.

Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten dritten Ausführungsform können zusätzlich zu den bei den vorhe­ rigen Ausführungsformen erreichten technischen Effekten das erste Verbindungsteil 35 und das zweite Verbindungs­ teil 37 durch den Eingriff der Schenkel 3707A in die durchmesserkleinere Bohrung 3505 koaxial zueinander ent­ lang einer Linie gehalten werden. Infolgedessen können das erste und das zweite Knochenstück 1A bzw. AB exakt relativ zueinander ausgerichtet werden, so daß man eine optimale Heilung der Rippen erreichen kann.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Das erste Verbindungsteil 45 hat einen hohlzylindrischen mit einem Boden versehenen Körper 3501 vorgegebener Länge, der auf seiner Außenumfangsfläche mit einem Ge­ windeabschnitt 4503 versehen ist. Der zylindrische Kör­ per 3501 hat eine ringförmige ebene Endfläche 4505, die mit der ebenen Endfläche 1A-1 des ersten Knochenstücks 1A fluchtet, wenn das erste Verbindungsteil in das erste Knochenstück 1A eingesetzt ist. Das andere Ende des er­ sten Verbindungsteiles 45 verjüngt sich kegelstumpfför­ mig. Der zylindrische Körper 4501 hat an seinem offenen Ende eine koaxiale zylindrische Bohrung 4509 mit einer sich erweiternden Öffnung 4707. Der zylindrische Körper 4501 hat ferner einen durchmessergrößeren mittleren Boh­ rungsabschnitt 4513, der mit der durchmesserkleineren Bohrung 4509 über einen Schulterabschnitt 4511 verbunden ist, so wie einen inneren, durch den Boden verschlosse­ nen Bohrungsabschnitt 4515 vorgegebener Länge oder Tiefe, der mit dem mittleren Bohrungsabschnitt 4513 in Verbindung steht. Der Durchmesser der inneren Bohrung 4515 ist kleiner als die Durchmesser der Bohrungsab­ schnitte 4513 und 4509. Die Bohrungsabschnitte 4509 und 4513 sowie der Schulterabschnitt 4511 bilden einen Ein­ griffsabschnitt des ersten Verbindungsteiles 45.

Das zweite Verbindungsteil 47 hat einen zylindrischen stabförmigen Körper 4701 vorgegebener Länge, der an sei­ ner Außenumfangsfläche mit einem Gewindeabschnitt 4703 versehen ist. Der stabförmige Körper 4701 hat eine ring­ förmige ebene Endfläche 4705 an seinem einen Ende, an dem ein stufenförmig abgesetzter Schaft 4707 angeordnet ist. Die ringförmige flache Endfläche 4705 des Körpers 4701 fluchtet mit der ebenen Endfläche 1B-1 des zweiten Knochenstückes 1B, wenn das zweite Verbindungsteil 47 in das zweite Knochenteil 1B eingesetzt ist. Das andere En­ de des Körpers 4701 ist kegelstumpfförmig verjüngt.

Der stufenförmig abgesetzte Schaft 4707 umfaßt einen er­ sten Schaftabschnitt 4709, der mit der ebenen Endfläche 4705 verbunden ist und der in den Bohrungsabschnitt 4509 des ersten Verbindungsteiles paßt. Einen zweiten Schaft­ abschnitt 4711, der mit dem vorderen Ende des Schaftab­ schnittes 4709 verbunden ist und dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des ersten Schaftabschnittes 4709 ist, einen dritten Schaftabschnitt 4713, der mit dem vorderen Ende des zweiten Schaftabschnittes 4711 verbunden ist, sowie einen vierten Schaftabschnitt 4715, der mit dem vorderen Ende des dritten Schaftabschnittes 4713 verbunden ist und der in dem Bohrungsabschnitt 4515 des ersten Verbindungsteiles 45 eingesetzt werden kann.

Der dritte Schaftabschnitt 4713 besteht aus einem zylin­ drischen Abschnitt 4713A, der einen gegenüber dem zwei­ ten Schaftabschnitt 4711 größeren Durchmesser hat und mit dem Schaftabschnitt 4711 verbunden ist, sowie einem konischen Abschnitt 4713B, der mit dem Zylindrischen Ab­ schnitt 4713A verbunden ist. Die Endfläche des zylindri­ schen Abschnitts 4713A, die Umfangsfläche des zweiten Schaftabschnittes 4711 und die Endfläche des ersten Schaftabschnittes 4709 begrenzen eine ringförmige Aus­ sparung 4717, in der ein Federelement 49 angeordnet ist. Das Federelement 49 bildet den Eingriffsabschnitt des zweiten Verbindungsteiles 47.

Das Federelement 49 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 49A, einen Flanschabschnitt 49B mit einem gegenüber dem ersten Schaftabschnitt 4709 größeren Durchmesser und ei­ nen achsparallelen Schlitz, der sich durch den zylindri­ schen Abschnitt 49A und dem Flanschabschnitt 49B er­ streckt, wie die in Fig. 9B dargestellt ist. Aufgrund des Schlitzes 49C kann das Federelement elastisch ver­ formt, das heißt zusammengedrückt oder aufgeweitet wer­ den.

Das Federelement 49 besteht vorzugsweise aus Titan, rostfreiem Stahl, einer Titanlegierung, HDP (hochdichtem Polyethylen), oder hochpolymerem Po­ lyethylen, etc..

Die Abmessungen des ersten und zweiten Verbindungsteiles 45, 47 und des Federelementes 49 sind so gewählt, daß der Flanschabschnitt 49B, der beim Einsetzen des Schaf­ tes 4707 des zweiten Verbindungsteiles 47 in die Bohrun­ gen 4509, 4513 und 4515 des ersten Verbindungsteiles 45 elastisch verformt oder zusammengepreßt wurde, aufgrund der elastischen Rückstellkraft sich in seine ursprüngli­ che Form entspannt und dann eng in dem mittleren Boh­ rungsabschnitt 4513 sitzt, so daß er an dem Schulterab­ schnitt 4511 liegt. In diesem Zustand liegen die Endflä­ chen 4505 und 4705 des ersten bzw. zweiten Verbindungs­ teiles 45, 47 unmittelbar aneinander an.

Bei dem anhand der Fig. 8 und 9 beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel können zusätzlich zu den technischen Effekten, die bei der ersten und zweiten Ausführungsform erwartet werden können, das erste und das zweite Verbin­ dungsteil 45 bzw. 47 durch den Eingriff des vierten Schaftabschnittes 4715 mit dem Bohrungsabschnitt 4515 und des ersten Schaftabschnittes 4709 mit dem Bohrungs­ abschnitt 4509 entlang einer Linie koaxial zueinander gehalten werden. Dadurch ist es möglich, die beiden mit­ einander zu verbindenden Knochenstücke 1A und 1B exakt in Flucht miteinander zu halten. Dies führt zu einer op­ timalen Heilung der Rippen.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine fünfte Ausführungsfarm der vorliegenden Erfindung.

Das erste Verbindungsteil 55 hat einen hohlzylindrischen Körper 5501 vorgegebener Länge, der an seiner Außenum­ fangsfläche mit einem Gewindeabschnitt 5503 versehen ist. Der zylindrische Körper 5501 hat eine ebene Endflä­ che 5505, die mit der ebenen Endfläche 1A-1 des ersten Knochenstückes 1A fluchtet, wenn das erste Verbindungs­ teil 55 in das erste Knochenstück 1A eingesetzt ist. Das andere Ende des ersten Verbindungsteiles 55 ist kegel­ stumpfförmig verjüngt. Zum offenen Ende hin hat der zy­ lindrische Körper 5501 einen koaxialen Bohrungsabschnitt 5509 mit einer sich aufweitenden Öffnung 507. An diesem Bohrungsabschnitt 5509 schließt sich über einen Schul­ terabschnitt 5511 ein durchmessergrößerer mittlerer Boh­ rungsabschnitt 5513 an. Auf diesen wiederum folgt ein innerer Bohrungsabschnitt 5515 vorgegebener Länge oder Tiefe. Der Durchmesser des inneren Bohrungsabschnitt 5515 ist kleiner als der jeweilige Durchmesser der Boh­ rungsabschnitte 5513 und 5509. Die Bohrungsabschnitte 5509 und 5513 bilden zusammen mit dem Schulterabschnitt 5511 einen Eingriffsabschnitt des ersten Verbindungstei­ les 55.

Das zweite Verbindungsteil 57 hat einen zylindrischen stabförmigen Körper 5701 vorgegebener Länge, der an sei­ ner Außenumfangsfläche mit einem Gewindeabschnitt 5703 versehen ist. Der Körper 5701 hat eine ringförmige ebene Endfläche 5705 an seinem einen Ende, an das sich ein stufenförmig abgesetzter Schaft 5707 anschließt. Die ringförmige ebene Endfläche 5705 des Körpers 5701 fluch­ tet mit der Endfläche 1B-1 des zweiten Knochenteiles 1B, wenn das zweite Verbindungsteil 57 in das zweite Kno­ chenteil 1B eingesetzt wird. Das andere Ende des Körpers 5701 ist kegelstumpfförmig verjüngt.

Der stufenförmig abgesetzte Schaft 5707 umfaßt einen er­ sten Schaftabschnitt 5709, der mit der Endfläche 4705 verbunden ist und in dem Bohrungsabschnitt 5509 des er­ sten Verbindungsteiles paßt, so wie einen zweiten Schaftabschnitt 5711, der mit dem vorderen Ende des er­ sten Schaftabschnittes 5709 verbunden ist und dessen Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des ersten Schaft­ abschnittes 5709 geringer ist. Der erste Schaftabschnitt 5709 ist auf einem Teil seiner Außenumfangsfläche mit einer achsparallelen Aussparung 5713 versehen, in der ein Federelement 59 angeordnet ist. Das Federelement 59 bildet einen Eingriffsabschnitt des zweiten Verbindungs­ teiles 57.

Das Federelement 59 umfaßt einen Basisplattenabschnitt 5901, der an dem Boden der Aussparung 5713 anliegt und an diesem befestigt ist, so wie einen schräg gerichteten Plattenabschnitt 5903, der von dem Basisplattenabschnitt 5901 unter einem vorgegebenen Neigungswinkel absteht. Der Basisplattenabschnitt 5901 ist an seinen einander entgegengesetzten Seiten mit Vorsprüngen 5905 (Fig. 12) versehen, die eng in die Aussparung 5713 passen. Das vordere Ende des schräg abstehenden Plattenabschnittes 5903 ragt über die Außenumfangsfläche des ersten Schaftabschnittes 5709 in radialer Richtung hinaus, wenn der Basisplattenabschnitt 5901 auf dem Boden der Aussparung 5713 auf liegt.

Das Federelement 59 besteht vorzugsweise aus Titan, rostfreiem Stahl, einer Titanlegierung, HDP (hochdichtes Polyethylen) oder einem hochpolymeren Polyethylen etc..

Die Abmessungen des ersten Verbindungsteiles 55 und des zweiten Verbindungsteiles 57 sowie des Federelementes 59 sind so gewählt, das nach dem Einführen des Schaftes 5707 des zweiten Verbindungsteiles 57 in die Bohrungsab­ schnitte 5509, 5513 und 5515 des ersten Verbindungstei­ les 55 der schräg abstehende Plattenabschnitt 5903 des Federelementes 59 in den Bohrungsabschnitt 5513 des er­ sten Verbindungsteiles 55 eingreift und an dem Schulter­ abschnitt 5511 anliegt. In diesem Zustand liegen die Endflächen 5505 und 5705 des ersten und zweiten Verbin­ dungsteiles 55, 57 eng aneinander an.

Bei der in den Fig. 10 und 11 dargestellten fünften Ausführungsform können durch den Eingriff des zweiten Schaftabschnittes 5711 in dem Bohrungsabschnitt 5515 und dem Eingriff des ersten Schaftabschnittes 5709 in dem Bohrungsabschnitt 5509 über die bei den ersten beiden Ausführungsformen erreichten technischen Effekte hinaus das erste und das zweite Verbindungsteil 55, 57 entlang einer Linie koaxial gehalten werden. Infolgedessen kön­ nen das erste und das zweite Knochenstück 1A und 1B ex­ akt in Flucht zueinander ausgerichtet werden, so daß man eine optimale Heilung der Rippen erreicht.

In den vorstehend beschriebenen fünf Ausführungsbeispie­ len werden die beiden Verbindungsteile mit den jeweili­ gen Knochenstücken 1A und 1B durch an ihnen ausgebildete Gewinde befestigt. Die Gewinde gewährleisten eine einfa­ che und sichere Verbindung mit den Knochenstücken. Selbstverständlich ist die Art der Verbindung zwischen den Verbindungsteilen und den Knochenstücken jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Schraubverbindung beschränkt. Es können auch Vorsprünge oder dergleichen an der Außenumfangsfläche des ersten und des zweiten Verbindungsteiles vorgesehen sein, die in die Knochen­ stücke eingreifen.

Die vorstehend beschriebene Erfindung beschränkt sich auch nicht auf das Verbinden von Rippen, sondern kann beispielsweise auch auf die Verbindung von Fingerknochen angewendet werden.

Vorzugsweise sind die beiden Verbindungsteile zwar aus Metall, Keramik oder einer Titanlegierung hergestellt und mit einer Kalziumphosphatverbindung beschichtet (beispielsweise Hydroxyapatite), jedoch ist diese Be­ schichtung nicht immer notwendig. Ferner ist zu bemer­ ken, daß beim Beschichten der beiden Verbindungsteile mit einer Kalziumphosphatverbindung die Abschnitt der Verbindungsteile, wie beispielsweise die Eingriffsab­ schnitte, die nicht in Berührung mit den Knochen treten, nicht beschichtet zu werden brauchen, da an diesen Stel­ len eine Verbindung mit dem Knochen nicht stattfindet.

Schließlich ist zu bemerken, daß der im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen drei bis fünf verwendete Aus­ druck "Bohrung" für die Eingriffsabschnitte in dem er­ sten Verbindungsteil nicht heißen muß, daß diese Aus­ sparungen durch Bohren hergestellt wurden. Vielmehr kön­ nen diese Aussparungen auch auf anderem Wege erzeugt werden.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß die Knochenver­ bindungsvorrichtung ein erstes Verbindungsteil, das in eines der miteinander zu verbindenden Knochenstücke eingesetzt und an diesen be­ festigt wird, sowie ein zweites Verbindungsteil umfaßt, das in das andere Knochenstück eingesetzt und an diesem befestigt wird, wobei beide Verbindungsteile miteinander verbunden werden können. Die beiden Verbindungsteile sind aus einem Material hergestellt, das fest genug ist, die miteinander zu verbindenden Enden des durchtrennten Knochens in engem Kontakt miteinander zu halten. Minde­ stens die Außenflächen der beiden Verbindungsteile soll­ ten aus einem körperverträglichem Material bestehen.

Mit der erfindungsgemäßen Knochenverbindungsvorrichtung können somit die Enden von miteinander zu verbindenden Knochenstücken auf einfache Weise miteinander verbunden werden. Gleichzeitig gibt es keine Probleme mit der An­ passung oder bioaktiven Affinität an das Körpergewebe. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Knochenverbin­ dungsvorrichtung vorzugsweise zum Verbinden von Teilen eines langen Knochens verwendet werden, der in einem mittleren Abschnitt durchtrennt wurde.

Claims (11)

1. Knochenverbindungsvorrichtung zum Verbinden von durchtrennten Knochenstücken (1A, 1B) an ihren Trennflächen (1A-1, 1B-1), gekennzeichnet durch ein erstes Verbindungsteil (5), das in eines der Knochenstücke (1A) an dessen Trennfläche (1A-1) eingesetzt und in diesem befestigt wird, und ein zweites Verbindungsteil (7), das in das andere Kno­ chenstück (1B) an dessen Trennfläche (1B-1) einge­ setzt und in diesem befestigt wird, wobei an den beiden Verbindungsteilen (5, 7) Eingriffsabschnitte (513, 709) vorgesehen sind, welche die Verbindungs­ teile (5, 7) durch wechselseitigen Eingriff mitein­ ander verbinden.

2. Knochenverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch Mittel (511, 501; 709B), welche die Trennflächen (1A-1, 1B-1) der Knochenstücke (1A, 1B) eng aneinander halten, wenn das erste Ver­ bindungsteil (5) und das zweite Verbindungsteil (7) mittels ihrer Eingriffsabschnitte (513, 709) ver­ bunden sind.

3. Knochenverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbin­ dungsteile Gewindeabschnitte (503, 703) haben, mit deren Hilfe die Verbindungsteile (5, 7) in die Kno­ chenrinde (101) des jeweiligen Knochenstückes (1A, 1B) eingeschraubt werden können.

4. Knochenverbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungs­ teile (5, 7) jeweils eine ebene Endfläche (505, 705) haben, die mit der Endfläche (1A-1, 1B-1) des jeweiligen Knochenstückes (1A, 1B) fluchtet, wenn das jeweilige Verbindungsteil (5, 7) in die Kno­ chenrinde des jeweiligen Knochenstückes (1A, 1B) eingeschraubt wurde.

5. Knochenverbindungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungsteile (5, 7) zumindest an ihren Außenflächen aus einem Material bestehen, das eine bioaktive Affinität zu dem Körpergewebe hat.

6. Knochenverbindungsvorrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das bioaktive Material eine Kalziumphosphatverbindung ist.

7. Knochenverbindungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungsteile (5, 7) aus einem Material bestehen, das aus einer Titan, rostfreien Stahl und Titanlegierungen umfassenden Gruppe ausgewählt wurde.

8. Knochenverbindungsvorrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungs­ teile mindestens teilweise mit einem Material be­ schichtet sind, das eine Affinität zum Körpergewebe hat.

9. Knochenverbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden Verbindungsteile (37, 35; 47, 45; 57, 55) einen Schaft (3707; 4707; 5707) hat und daß das andere Verbindungsteil (35, 37; 45, 47; 55, 57) eine Aussparung (3505, 3507; 4515, 4513, 4509; 5515, 5513, 5509) hat, in welche der Schaft paßt, so daß die Knochenstücke (1A, 1B) koaxial miteinander verbunden werden können.

10. Knochenverbindungsvorrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungs­ teile (35, 37; 45, 47; 55, 57) jeweils einen stabförmigen Körper (3501, 3701; 4501, 4701; 5501, 5701) haben, der in die Knochenrinde der jeweils miteinander zu verbindenden Knochenstücke (1A, 1B) eingesetzt werden kann, und daß der Körper eines der beiden Verbindungsteile (35, 37; 45, 47; 55, 57) mit einer axialen Aussparung und der Körper des jeweils anderen Verbindungsteiles (37, 35, 47, 45; 57, 55) mit einem Schaftabschnitt versehen ist, der in die axiale Aussparung eingreift.

11. Knochenverbindungsvorrichtung nach Anspruch 10, ge­ kennzeichnet durch ein Federelement (49, 59), das zwischen dem Schaftabschnitt (4711; 5709) und der Aussparung (4513; 5513) vorgesehen ist, und das beim Einsetzen des Schaftabschnittes in die axiale Aussparung sich elastisch verformt und anschließend in seine Ursprungsstellung wieder zurückkehrt.