DE60017173T2 - Expandierbare orthopädische anordnung - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft orthopädische Vorrichtungen zur chirurgischen Behandlung von Knochenfrakturen und für die prophylaktische Behandlung von pathologischen Knochen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Brüche von Gliedmaßenknochen wurden mit inneren Fixierungsvorrichtungen behandelt, wie Platten, die an der Oberfläche des Knochens liegen, Nägel, die in dem Markkanal des frakturierten Knochens verlaufen, oder Schrauben, die beide Enden eines frakturierten Knochens zusammenfügen. Bestimmte Kriterien sollten bei der Behandlung solcher Knochenfrakturen erfüllt sein. Diese Kriterien umfassen das Schaffen von angemessener struktureller Festigkeit an dem frakturierten Knochen, ohne etwas von der Belastung aufs Spiel zu setzen, die zum Stimulieren der Knochenzellen erwünscht ist. Diese Stabilität sollte entlang der Längs-, Quer- und Rotationsebenen des frakturierten Knochens sichergestellt werden. Die Vorrichtung, welche die Stabilität an dem frakturierten Knochen schafft, sollte eine Unterbrechung der Blutzufuhr innerhalb des Knochens periostal und intramedullär minimieren. Idealerweise sollte die Vorrichtung so wenig invasiv wie möglich sein, um zu verhindern, dass die Frakturstelle geöffnet wird. Die Vorrichtung sollte auch die Benutzung des betroffenen Bereichs so bald wie möglich erlauben, ohne die Frakturstabilität zu beeinträchtigen. Möglicherweise sollte die Vorrichtung auch die Benutzung von Arzneimitteln oder Hardware erlauben, um den Zusammenwachsungsprozess der Frakturstelle lokal zu behandeln oder zu verbessern.
  • Ein intramedulläres Fixierungsverfahren ist ein bevorzugtes traditionelles Behandlungsverfahren für lange Knochenfrakturen, da es das Zusammenfügen der Knochenfraktur mit der Verwendung von intramedullären Nägeln angemessen bewirkt, ohne die Knochenhaut des Knochens zu zerstören. Das intramedulläre Fixierungsverfahren kann in einer geschlossenen Weise durchgeführt werden, und der frakturierte Knochen kann während der Heilung funktionell benutzt werden (einschließlich der Gewichtsauflagerung). Die chirurgische Methode zum Einsetzen von intramedullären Nägeln variiert bei jedem Knochen ein wenig und ist in der orthopädischen Literatur gut beschrieben. Eine ausführliche Beschreibung wird für den Oberschenkelknochen, das Schienbein, den Oberarmknochen, die Speiche und die Elle in dem Campbell Lehrbuch der orthopädischen Chirurgie angeboten. Ebenso bietet die Synthes Group in ihrem Buch eine gut illustrierte Beschreibung. Die Nancy nail Broschüre bietet eine erläuternde Beschreibung der elastischen intramedullären Nägel, die gegenwärtig für die Frakturfixierung bei Kindern empfohlen werden.
  • Es gibt Probleme, die mit vielen der intramedullären Fixierungsverfahren verbunden sind, die das Fehlen von Rotationsstabilität, den Zusammenbruch der Frakturstelle bei einigen Frakturarten, und das unerwünschte Zurücksetzen von Nägeln umfassen. Ferner sind, obwohl die tatsächliche Form des Knochens typischerweise ein gewisses Maß an Krümmung aufweist, die intramedullären Nägel, die zum Reparieren des frakturierten Knochens benutzt werden, typischerweise gerade. Noch dazu führt das intramedulläre Fixierungsverfahren ineinander greifende Schrauben quer zu den Nägeln ein, was einige Nachteile schafft. Besonders weisen herkömmliche intramedulläre Fixierungsnägel für lange Knochen eine feste Struktur (hohl oder voll) auf, die an ihren Äußersten durch Hinzufügen von Schrauben verriegelt wird, die quer durch die Knochenwände hindurch und zu den Nägeln selbst eingebracht werden. Dieser zusätzliche Schritt macht die Operation länger und manchmal beschwerlich, und kann notwendige zusätzliche Hauteinschnitte und bedeutend längere Benutzung eines Bildverstärkers (Röntgen) erfordern. Ferner können unerwünschte Spalte zwischen den Knochenenden von den Schrauben entstehen, welche bleibend sind, bis sie bei einer neuen Operation entfernt werden. Auch ist die sich daraus ergebende Struktur in bestimmten Situationen zu steif und benötigt die erforderliche Elastizität. Bei kontaminierten Frakturen können die intramedullären Nägel, welche metallisch sind, trotz der Versuche zum Reinigen der Frakturstelle die Kontaminierung über den gesamten Kanal verbreiten. Dies kann zur Knocheninfektion führen und diese verbreiten.
  • Neueste Entwicklungen bei der intramedullären Fixierungsmethode haben versucht, einige dieser Probleme anzusprechen. Zum Beispiel schlägt das Internationale Patent Nr. WO 98/38918 von Beyar drei strukturelle Gestaltungen vor:
    • (1) eine feste Metallplatte, die in dem Markkanal expandiert;
    • (2) eine Maschenstruktur, die aus Rippen besteht, die am Umfang mit den Spitzen verbunden sind; und (3) eine Ballonstruktur, die aufgeblasen wird, sobald sie in den Markkanal eingesetzt ist. Die ersten beiden Strukturen sind jedoch nicht in der Lage, an ihren Enden zu expandieren, da die gesamte Expansion der Strukturen durch den Umfang des Knochenschaftsegments des Markkanals begrenzt ist. Die Ballonstruktur hat auch eine begrenzte Brauchbarkeit, da sie, wenn sie aufgeblasen ist, die Blutzufuhr des Knochens unterbricht und deren Wiederherstellung oder Rückbildung verhindert, und ist in der Lage, sich auf Veränderungen in der Form des Markkanals einzustellen, da sie ein festgelegtes Volumen hat, sobald sie eingesetzt und aufgeblasen ist.
  • U.S. Patent Nr. 5,281,225 von Vicenzi offenbart eine Struktur, die eine Vielzahl von elastisch verformbaren Schäften aufweist, die über einen Stutzen miteinander verbunden sind. Wenn sie in den Markkanal eines frakturierten Knochens eingesetzt sind, expandieren die distalen Spitzen der Schäfte nach außen in das Ende des Markkanals hinein, um die Vicenzi Struktur innerhalb des Knochens zu verankern. Der Schaft wird jedoch mittels einer Querschraube mit dem frakturierten Knochen zusammengefügt. Außerdem wird die Vicenzi Struktur nicht innerhalb des Markkanals expandiert und schafft somit nicht mehrere Kontaktpunkte mit der Wand des Markkanals. Als ein Ergebnis könnte die Vicenzi Struktur nicht die strukturelle Stabilität entlang der Quer- und Rotationsebenen des frakturierten Knochens sicherstellen.
  • Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in DE-A-3922044 offenbart.
  • Daher wäre es wünschenswert, intramedulläre Vorrichtungen bereitzustellen, die eine Stabilität an einem frakturierten Knochen schaffen und sicherstellen, ohne die normalen biologischen Prozesse innerhalb des frakturierten Knochens zu behindern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine intramedulläre Vorrichtung gerichtet, die eine Stabilität an einem frakturierten Knochen schafft und sicherstellt, ohne die normalen biologischen Prozesse innerhalb des frakturierten Knochens zu behindern.
  • Die vorliegende Erfindung ist durch den beigefügten Anspruch 1 und bevorzugte Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 definiert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die verschiedenen Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch Prüfung der ausführlichen Beschreibung der Zeichnungen unten zusammen mit den beigefügten Figuren besser verstanden werden, wobei nur die in den 70 bis 74 gezeigten Vorrichtungen unter den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen und die übrigen dargestellten Ausführungsformen nur zum besseren Verständnis der Erfindung dienen.
  • 1 ist eine Seitenschnittansicht eines Oberschenkelknochens;
  • 2 ist eine Seitenschnittansicht eines Schienbeins;
  • 3 ist eine Seitenschnittansicht eines Oberarmknochens;
  • 4 ist eine Seitenansicht einer doppelendigen, wärmeaktivierten intramedullären Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 5 ist eine Seitenansicht einer alternativen doppelendigen, wärmeaktivierten intramedullären Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 6 ist eine Seitenansicht einer anderen alternativen doppelendigen, wärmeaktivierten intromedullären Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 7 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 4 in einem expandierten Zustand;
  • 8 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 4, die in einer Einsetzhülse angeordnet ist;
  • 9 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 4, die innerhalb eines Oberschenkelknochens mit einem frakturierten Schaft kollabiert ist;
  • 10 ist eine Draufsicht der Vorrichtung aus 4, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens kollabiert ist, und zeigt insbesondere ein Anzeigeelement der Vorrichtung aus 4, das außerhalb eines Eingangsportals des frakturierten Oberschenkelknochens angeordnet ist;
  • 11 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 4, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist;
  • 12 ist eine Querschnittsansicht des proximalen Endes der Vorrichtung aus 4, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist;
  • 13 ist eine Querschnittsansicht des Schaftes der Vorrichtung aus 4, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist;
  • 14 ist eine Querschnittsansicht des distalen Endes der Vorrichtung aus 4, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist;
  • 15 ist eine Draufsicht der Vorrichtung aus 4, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist, und zeigt insbesondere das neue Knochenwachstum, welches das Anzeigeelement der Vorrichtung überdeckt;
  • 16 ist eine Draufsicht der Vorrichtung aus 4, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist, und zeigt insbesondere das neue Knochenwachstum, das entfernt ist;
  • 17 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 4, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens vor der Extraktion kollabiert ist;
  • 18 ist eine perspektivische Ansicht einer Extraktionsvorrichtung in einem offenen Zustand;
  • 19 ist eine perspektivische Ansicht der Extraktionsvorrichtung aus 18 in einem geschlossenen Zustand;
  • 20 ist eine Seitenansicht der geschlossenen Extraktionsvorrichtung aus 18 innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens;
  • 21 ist eine Seitenansicht der offenen Extraktionsvorrichtung aus 18 innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens, wobei die Extraktionsvorrichtung über die Kernelemente der Vorrichtung aus 4 vorgerückt ist;
  • 22 ist eine Seitenansicht der geschlossenen Extraktionsvorrichtung aus 18 innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens, wobei die Extraktionsvorrichtung mit den Kernelementen der Vorrichtung aus 4 in Eingriff steht;
  • 23 ist eine Seitenansicht einer einzelendigen wärmeaktivierten Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 24 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 23 in einem expandierten Zustand;
  • 25 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 23, die innerhalb eines Oberschenkelknochens mit einem frakturierten Hals kollabiert ist;
  • 26 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 23, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist;
  • 27 ist eine Seitenansicht einer doppelendigen selbstexpandierenden Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 28 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 27 in einem expandierten Zustand;
  • 29 ist eine Querschnittsansicht eines proximal verschiebbaren Verbinders, der bei der Vorrichtung aus 27 angewendet wird;
  • 30 ist eine Querschnittsansicht eines distal verschiebbaren Verbinders, der bei der Vorrichtung aus 27 angewendet wird;
  • 31 ist eine Querschnittsansicht eines fixierten Verbinders, der bei der Vorrichtung aus 27 angewendet wird;
  • 32 ist eine Querschnittsansicht eines alternativen fixierten Verbinders, der bei der Vorrichtung aus 27 angewendet wird;
  • 33 ist eine Querschnittsansicht eines anderen alternativen fixierten Verbinders, der bei der Vorrichtung aus 27 angewendet wird;
  • 34 ist eine weggeschnittene Seitenansicht des fixierten Verbinders aus 31 und der Kernelemente, die bei der Vorrichtung aus 27 angewendet werden;
  • 35 ist eine weggeschnittene Seitenansicht der drei Gewindestangen, die angewendet werden, um den proximalen und distalen Verbinder und den fixierten Verbinder zu manipulieren;
  • 36 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 27, die innerhalb eines Schienbeins mit einem frakturierten Schaft kollabiert ist;
  • 37 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 27, die innerhalb des frakturierten Schienbeins entfaltet ist;
  • 38 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 27, die innerhalb des frakturierten Schienbeins entfaltet ist, wobei das Eingangsportal schräg zu der Längsachse des frakturierten Schienbeins ist;
  • 39 ist eine Seitenansicht einer einzelendigen selbstexpandierenden Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 40 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 39 in einem expandierten Zustand;
  • 41 ist eine Seitenansicht einer anderen doppelendigen selbstexpandierenden Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 42 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 41 in einem expandierten Zustand;
  • 43 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 41, die innerhalb eines Schienbeins mit einem frakturierten Schaft entfaltet ist;
  • 44 ist eine Seitenansicht einer anderen einzelendigen selbstexpandierenden Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 45 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 44 in einem expandierten Zustand;
  • 46 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 44, die innerhalb eines Oberschenkelknochens mit einem frakturierten Hals entfaltet ist;
  • 47 ist eine Seitenansicht einer doppelendigen, mechanisch betätigten Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 48 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 47 in einem expandierten Zustand;
  • 49 ist eine detaillierte Seitenansicht eines Ringes, der an einer Gewindestange drehbar montiert ist, die bei der Vorrichtung aus 47 angewendet wird, wobei die Gewindestange einen kreisförmigen Schlitz aufweist;
  • 50 ist eine detaillierte Seitenansicht eines Ringes, der an einer Gewindestange drehbar montiert ist, die bei der Vorrichtung aus 47 angewendet wird, wobei die Gewindestange einen kreisförmigen Schlitz aufweist;
  • 51 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 47, die innerhalb eines Oberarmknochens mit einem frakturierten Schaft kollabiert ist;
  • 52 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 47, die innerhalb des frakturierten Oberarmknochens entfaltet ist;
  • 53 ist eine Seitenansicht einer einzelendigen, mechanisch betätigten Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 54 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 53 in einem expandierten Zustand;
  • 55 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 53, die innerhalb eines Oberarmknochens mit einem frakturierten Kopf kollabiert ist;
  • 56 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 53, die innerhalb des frakturierten Oberarmknochens entfaltet ist;
  • 57 ist eine manipulierbare einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 58 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 57 in einem expandierten Zustand;
  • 59 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 57, die innerhalb eines Oberschenkelknochens mit einem frakturierten Hals kollabiert ist, wobei die Vorrichtung in dem Markkanal während der Manipulation mit einer entfernbaren Griffanordnung teilweise eingesetzt gezeigt ist;
  • 60 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 57, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens kollabiert ist, wobei die Vorrichtung in dem Markkanal nach der Manipulation mit der entfernbaren Griffanordnung vollständig eingesetzt ist;
  • 61 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 57, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens kollabiert ist, wobei die Griffanordnung entfernt ist und ein Werkzeug in Kontakt mit dem distalen Ende der Vorrichtung aus 57 gezeigt ist;
  • 62 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 57, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens kollabiert ist, wobei der Schaft der Vorrichtung gezogen ist, während das distale Ende der Vorrichtung zu dem Hals des Oberschenkelknochens ausgerichtet ist;
  • 63 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 57, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist;
  • 64 ist eine Seitenansicht einer sekundären wärmeaktivierten intramedullären Vorrichtung in einem kollabierten Zustand;
  • 65 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 64 in einem expandierten Zustand;
  • 66 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 64, die innerhalb eines Oberschenkelknochens mit einem frakturierten Hals kollabiert ist;
  • 67 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 64, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist;
  • 68 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 23, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens kollabiert ist und durch das proximale Ende der entfalteten Vorrichtung aus 64 hindurch angeordnet ist;
  • 69 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus 23, die innerhalb des frakturierten Oberschenkelknochens entfaltet ist, wobei die Vorrichtung aus 23 teilweise durch die Vorrichtung aus 64 stabilisiert ist;
  • 70A und 70B sind jeweils Ansichten einer Ausführungsform einer intramedullären Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Streifen im kollabierten bzw. expandierten Zustand;
  • 71A und 71B sind jeweilige Ansichten des einen Endes der Vorrichtung aus 70A und 70B, die Streifen an dem Ende im kollabierten bzw. expandierten Zustand zeigen;
  • 72A und 72B sind Querschnittsansichten eines Oberschenkelknochens mit einer Fraktur, die durch die Vorrichtung aus 70A und 70B stabilisiert ist;
  • 73A und 73B sind jeweilige Ansichten noch einer anderen Ausführungsform einer intramedullären Vorrichtung mit Streifen im kollabierten bzw. expandierten Zustand;
  • 74A und 74B sind jeweilige Ansichten des einen Endes der Vorrichtung aus 73A und 73B, die Streifen an dem Ende im kollabierten bzw. expandierten Zustand zeigen;
  • 75A und 75B sind Querschnittsansichten eines Oberschenkelknochens mit einer Fraktur, die durch eine andere intramedulläre Vorrichtung stabilisiert wird; und
  • 76A, 76B, 77A und 77B sind Querschnittsansichten eines Oberschenkelknochens mit einer Fraktur, die durch eine intramedulläre Vorrichtung stabilisiert ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegenden intramedullären Vorrichtungen können angewendet werden, um eine Vielzahl von frakturierten Knochen, wie den Oberschenkelknochen, das Schienbein oder den Oberarmknochen, zu reparieren. Anhand des Hintergrundes werden die einschlägigen Merkmale dieser Knochen mit Bezug auf 1–3 beschrieben. Mit Bezug besonders auf 1 kann ein Oberschenkelknochen 100 in sechs anatomische Bereiche eingeteilt werden: eine Diaphyse oder ein Mittelschaft 102, eine proximale Metaphyse 104, eine distale Metaphyse 106, eine proximale Epiphyse oder ein Kopf 108, eine distale Epiphyse 110, und ein Oberschenkelhals 112. Der Oberschenkelknochen 100 ist aus einer harten Rinde 114 und einem Markraum 116 zusammengesetzt. Für die Zwecke dieser Erfindung weist der Markraum 116 sowohl einen Markkanal 118, welcher durch die Mitte des Schaftes 102 hindurch verläuft, als auch einen proximalen und distalen Metaphysenbereich 120 und 122 und einen proximalen und distalen Epiphysenbereich 124 und 126 auf.
  • Besonders mit Bezug auf 2 kann ein Schienbein 140 in fünf anatomische Bereiche eingeteilt werden: eine Diaphyse oder ein Mittelschaft 142, eine proximale Metaphyse 144, eine distale Metaphyse 146, eine proximale Epiphyse 148, und eine distale Epiphyse 150. Wie der Oberschenkelknochen 100 ist das Schienbein 140 aus einer harten Rinde 152 und einem Markraum 154 zusammengesetzt. Für die Zwecke dieser Beschreibung weist ein Markraum 154 sowohl einen Markkanal 156, welcher durch die Mitte des Schaftes 142 hindurch verläuft, als auch einen proximalen und distalen Metaphysenbereich 158 und 160 und einen proximalen und distalen Epiphysenbereich 162 und 164 auf.
  • Mit Bezug auf 3 kann ein Oberarmknochen 170 wie das Schienbein 140 in fünf anatomische Bereiche eingeteilt werden: eine Diaphyse oder ein Mittelschaft 172, eine proximale Metaphyse oder ein Hals 174, eine distale Metaphyse 176, eine proximale Epiphyse oder ein Kopf 178, und eine distale Epiphyse 180. Wie der Oberschenkelknochen 100 und das Schienbein 140 ist der Oberarmknochen 170 aus einer harten Rinde 182 und einem Markraum 184 zusammengesetzt. Für die Zwecke dieser Beschreibung weist ein Markraum 184 sowohl einen Markkanal 186, welcher durch die Mitte des Schaftes 172 hindurch verläuft, als auch einen proximalen und distalen Metaphysenbereich 188 und 190 und einen proximalen und distalen Epiphysenbereich 192 und 194 auf.
  • Es soll hervorgehoben werden, dass der Oberschenkelknochen 100, das Schienbein 140 und der Oberarmknochen 170 beispielhafte Knochen darstellen, bei welchen die vorliegenden Erfindungen angewendet werden können. Die vorliegenden Vorrichtungen können benutzt werden, um andere frakturierte Knochen als den Oberschenkelknochen 100, das Schienbein 140 und den Oberarmknochen 170 zu reparieren.
  • Obwohl die Markkanäle des Oberschenkelknochens 100, des Schienbeins 140 und des Oberarmknochens 170 einen insgesamt einheitlichen Umfang entlang der Schäfte dieser Knochen haben, sind die Markkanäle mit größeren Metaphysen- und Epiphysenbereichen in Verbindung. Daher haben die Markräume des Oberschenkelknochens 100, des Schienbeins 140 und des Oberarmknochens 170 als ein Ganzes einen unterschiedlichen Umfang, wobei der Umfang an den Enden größer als der Umfang in der Mitte dieser Markräume ist. Die intramedullären Vorrichtungen sind in der Lage, umkehrbar zu expandieren und eine vorformatierte Form einzunehmen, die zu der Innenform des Markraumes passt. Die Benutzung der medullären Vorrichtungen blockiert die Knochensegmente eines frakturierten Knochens in der Drehung, während gleichzeitig eine ausreichende Stabilität in den anderen Ebenen ohne die Notwendigkeit von Schrauben geschaffen wird. Wenn Schrauben benötigt werden, können sie in Verbindung mit den intramedullären Vorrichtungen benutzt werden. Diese Vorrichtungen sind minimal invasiv, nahezu vollständig perkutan, und werden durch nur einen Einschnitt, das Eingangsportal hindurch implantiert. Unterschiedliche Längen und Typen der intramedullären Vorrichtungen können in Abhängigkeit von dem zu fixierenden Knochen erforderlich sein. Die intramedullären Vorrichtungen können sich an eine Vielzahl von Knochenumfängen anpassen.
  • Die intramedullären Vorrichtungen werden unter Verwendung von Verfahren entfaltet, wie jenen, die herkömmliche intramedulläre Nägel für Knochen, wie den Oberschenkelknochen, das Schienbein und den Oberarmknochen, benutzen, wobei die Röntgenaufnahmen minimiert werden, die nach der genauen Reposition der Fraktur und der Kontrolle des Einsetzens benötigt werden. Die intramedullären Vorrichtungen können auch in der Speiche und Elle durch die Standardmethoden entfaltet werden, die für das Einsetzen von Nägeln des Rush-Typs benutzt werden. Für unentwickelte Knochen (mit offener Physe) können die intramedullären Vorrichtungen durch die Eingangsportale hindurch unter die proximale Physe und über die distale Physe eingesetzt werden, ohne diese in den Bereich der Fixierung einzubeziehen. Eine lange intramedulläre Vorrichtung kann zum Beispiel in Kniefusionsfällen, die den Oberschenkelknochen und das Schienbein einschließen, benutzt werden.
  • Diese intramedulläre Methode zusammen mit der minimal invasiven Natur der intramedullären Vorrichtungen lässt im Allgemeinen die Knochenhaut des frakturierten Knochens unberührt. Außerdem sind die intramedullären Vorrichtungen leichter, ohne die Stabilität zu beeinträchtigen, ermöglichen bessere Sichtbarkeit in darauf folgenden Röntgenaufnahmen infolge weniger Metalls, und sind mit der Benutzung anderer Typen von äußeren biochemischen Reizen kompatibel, die möglicherweise als Behandlung zur Verbesserung der Verbindung benutzt werden könnten. Die Benutzung bestimmter Legierungen, des Materials, aus welchem die intramedullären Vorrichtungen konstruiert sind, könnte nichtmagnetisch bleiben, was eine Beeinträchtigung der modernsten Bildgebungstechniken, wie MRI (Magnetresonanztomographie), vermeidet.
  • Eine doppelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 200 ist mit Bezug auf 4–8 beschrieben. Besonders mit Bezug auf 4 und 7 ist die Vorrichtung 200 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand gezeigt. Die Vorrichtung 200 weist einen Schaft 202, ein proximales Ende 204, und ein distales Ende 206 auf. Die Vorrichtung 200 ist aus einer Reihe von federnden Kernelementen 208 zusammengesetzt, welche in einer Längsform angeordnet sind. Jedes der Kernelemente 208 weist einen Kernschaft 212, ein proximales Kernende 214, und ein distales Kernende 216 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform haben die Kernelemente 208 einen rechteckigen Querschnitt, wodurch die Struktur der Vorrichtung 200 mit mehr Festigkeit versehen ist. Der Querschnitt der Kernelemente 208 kann jedoch irgendeine geeignete Geometrie sein.
  • Die Vorrichtung 200 weist ferner eine poröse Verbindungsstruktur 218 auf, welche die Kernelemente 208 miteinander verbindet. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, schafft die poröse Verbindungsstruktur 218 strukturelle Integrität für die Vorrichtung 200, wobei der seitliche Zufluss von flüssigem und halbflüssigem Material dort hindurch ermöglicht wird. Die Verbindungsstruktur 218 nimmt die Gestalt eines Netzes 220 an, welches relativ zu den Kernelementen 208 am Umfang angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Netz 220 zwischen den Kernelementen 208 angeordnet. Das Netz kann jedoch alternativ um die Kernelemente 208 herum oder innerhalb dieser angeordnet sein.
  • Das Netz 220 erstreckt sich fast über die gesamte Länge der Kernelemente 208. Bei alternativen Ausführungsformen nimmt die Verbindungsstruktur 218 die Gestalt eines Netzes an, das sich über nur einen Teil der gesamten Länge der Kernelemente 208 erstreckt. Zum Beispiel zeigt 5 eine wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 240 mit einem Netz 220, das die Kernelemente 208 an deren proximalen und distalen Enden 214 und 216 miteinander verbindet. Die Verbindungsstruktur 218 kann auch aus einer anderen Struktur als dem Netz geformt sein. Zum Beispiel zeigt 6 eine wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 250 mit langen Verstrebungen 252, welche die Kernelemente 208 an deren proximalen und distalen Enden 214 und 216 miteinander verbinden.
  • Die Vorrichtung 200 weist ferner ein Anzeigeelement 222 auf, welches von dem proximalen Ende 214 eines zusätzlichen langen Kernelements 208 gebildet wird. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, kann das Anzeigeelement 222 benutzt werden, um die Vorrichtung 200 unmittelbar vor der Extraktion der Vorrichtung 200 aus einem reparierten Knochen bequem zu lokalisieren. Wie auch unten ausführlicher beschrieben ist, unterstützt das Anzeigeelement 222 auch die Entfaltung der Vorrichtung 200.
  • Wie in 7 dargestellt, nimmt die Vorrichtung 200, wenn sie expandiert ist, im Allgemeinen die Gestalt einer sanduhrartigen Form an. Das heißt, die Vorrichtung 200 hat einen unterschiedlichen Umfang entlang deren Längsachse, wobei der Umfang an dem proximalen und distalen Ende 204 und 206 größer als der Umfang an dem Schaft 202 der Vorrichtung 200 ist. Es wird angemerkt, dass der Querschnitt der expandierten Vorrichtung 200 keine kreisförmige Geometrie haben muss, sondern irgendeine geeignete Geometrie, wie elliptisch, haben kann. Wie dargestellt, ist das proximale Ende 204 der Vorrichtung 200 zu einer knolligen Form geformt, die durch Verbinden der Spitzen der proximalen Kernenden 214 miteinander hervorgerufen wird. Das knollenförmige proximale Ende 204 der Vorrichtung 200 kann vorteilhafterweise benutzt werden, um die Anpassung an knollenförmige Knochenräume, wie den proximalen Metaphysenbereich 158 des Schienbeins 140 (in 2 gezeigt) zu erleichtern. Im Gegensatz dazu sind die Spitzen der distalen Kernenden 216 nicht miteinander verbunden, was eine Trompetenform an dem distalen Ende 206 der Vorrichtung 200 bewirkt. Das trompetenförmige distale Ende 206 der Vorrichtung 200 kann vorteilhafterweise benutzt werden, um die Anpassung an trompetenförmige Knochenräume, wie den distalen Metaphysenbereich 160 des Schienbeins 140 (in 2 gezeigt) zu erleichtern. Natürlich können sowohl das proximale als auch das distale Ende 204 und 206 zu entweder einer Knollenform oder einer Trompetenform geformt sein. wie später beschrieben ist, wird die endgültige Form der Vorrichtung 200 durch die besonderen anatomischen Merkmale des Markraumes bestimmt, in welchem die Vorrichtung 200 entfaltet wird.
  • Wie in 7 gezeigt, hat das Netz 220 Räume 224, deren Größe entlang der Länge der Vorrichtung 200 unterschiedlich variieren kann. Speziell steigt die Größe der Räume 224, wenn sich die Räume 224 dem proximalen und distalen Ende 204 und 206 der Vorrichtung 200 nähern. In dieser Weise wird die Expansion der proximalen Kernenden 214 und der distalen Kernenden 216 relativ zu den Kernschäften 212 erhöht. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, ist dieses Merkmal vorteilhaft dadurch, dass die Größe des Markraumes an den Enden typischerweise größer als an dem Schaft ist.
  • Die Struktur der Vorrichtung 200 ist veranlagt, zu expandieren. Speziell bestehen die Kernelemente 208 und das Netz 220 aus einer Formgedächtnislegierung, wie NITINOLTM, welche eine Formgedächtniswirkung besitzt. Das heißt, die Formgedächtnislegierung merkt sich nach der Verformung deren ursprüngliche Form und kehrt in diese zurück, wenn sie über eine Formübergangstemperatur erwärmt wird. In dieser Weise nehmen die Kernelemente 208 die Gestalt einer vorbestimmten Form während der Entfaltung der Vorrichtung 200 an, wenn sie der Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung ausgesetzt sind. Bei alternativen Ausführungsformen ist entweder das eine oder das andere der Kernelemente 208 und des Netzes 220 aus einer Formgedächtnislegierung geformt.
  • Alternativ bestehen die Kernelemente 208 und das Netz aus einem Formgedächtnispolymer.
  • Die Vorrichtung 200 ist derart konstruiert, dass sich die Form der Vorrichtung 200 an den Markraum und insbesondere den Markkanal und die Metaphysenbereiche des frakturierten Knochens, in welchem die Vorrichtung 200 entfaltet wird, mit Variabilität in Länge und Durchmesser entsprechend den anatomischen Bildern von normalen Personen anpasst. Die Vorrichtung 200 kann mit einer nicht standardisierten Form basierend auf Röntgenaufnahmen des zu reparierenden frakturierten Knochens individuell gefertigt werden. Während der Herstellung der Vorrichtung 200 werden die Kernelemente 208 und das Netz 220 an einem Dorn bei einer Temperatur gut über der Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung konstruiert, d.h. wenn die kristalline Struktur der Formgedächtnislegierung vollständig in der Ausgangsphase (Austenitkristallkonfiguration) ist. Vorzugsweise wird die Formübergangstemperatur des besonderen Formgedächtnismaterials, das zur Herstellung der Vorrichtung 200 verwendet wird, innerhalb eines Bereichs von etwa normaler Körpertemperatur ausgewählt. Ein breiterer Bereich von Formübergangstemperaturen. Wie in 8 gezeigt ist, kann die kollabierte Vorrichtung 200 dann innerhalb einer dünnen starren isolierten Hülle 260, welche unten ausführlicher beschrieben ist, aufbewahrt werden, die benutzt werden kann, um die Vorrichtung 200 in einen frakturierten Knochen einzusetzen.
  • Die Kernelemente 208 sind konfiguriert, um sich in einer Krümmung nach außen zu biegen, und das Netz 220 ist konfiguriert, um nach außen zu expandieren, wenn es einer Temperatur größer als die Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung ausgesetzt ist. Daher wird, wenn die Vorrichtung 200 einer Temperatur über der Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung ausgesetzt ist, die Vorrichtung 200 in den expandierten Zustand platziert, wie in 7 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Vorrichtung einer Temperatur unterhalb der Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung ausgesetzt ist, die Vorrichtung 200 in den kollabierten Zustand platziert, wie in 4 gezeigt ist. In dieser Hinsicht wird die Vorrichtung 200 dann durch Abkühlen der Vorrichtung 200 auf eine Temperatur unterhalb der Formübergangstemperatur (z.B. Raumtemperatur) derart kollabiert, dass die Martensitkristallstruktur die Austenitkristallstruktur der Formgedächtnislegierung ersetzt.
  • Die intramedulläre Vorrichtung 200 kann vorteilhafterweise benutzt werden, um Knochen mit frakturierten Schäften zu reparieren. Mit Bezug auf 9–14 wird ein bevorzugtes Verfahren der Entfaltung der intramedullären Vorrichtung 200 innerhalb des Markraumes 116 eines frakturierten Oberschenkelknochens 100 beschrieben. Der Oberschenkelknochen 100 ist mit einer Frakturstelle 128 an dem Schaft 102 gezeigt. Es wird angemerkt, dass die Vorrichtung 200 in anderen Knochen als dem Oberschenkelknochen 100, wie dem Schienbein, dem Wadenbein, dem Oberarmknochen, der Elle oder Speiche, entfaltet werden kann.
  • Besonders mit Bezug auf 9 und 10 wird vor dem Einsetzen der Vorrichtung 200 in die Markkammer 116 des Oberschenkelknochens 100 eine Öffnung durch die Oberseite der proximalen Metaphyse 104 hindurch hergestellt, um ein Eingangsportal 130 darin zu bilden, was einen Zugang zu dem Markraum 116 schafft. Eine feste dünne metallische Führung (nicht gezeigt) wird über das Eingangsportal 130 durch den Markkanal 118 hindurch eingesetzt, bis die distale Spitze der Führung einen Kontakt mit der Wand des distalen Epiphysenbereichs 126 bildet. Wenn ein Aufweiten erwünscht ist (welches mit der Vorrichtung 200 im Allgemeinen nicht notwendig ist), kann die Innenfläche der Rinde 114 unter Verwendung von Verfahren, die in dem Stand der Technik wohl bekannt sind, aufgeweitet werden. Die Vorrichtung 200 mit der Einsetzhülle 260 wird dann durch das Eingangsportal 130 hindurch in den Oberschenkelknochen 100 eingeführt und innerhalb des Markraumes 116 des Oberschenkelknochens 100 genau positioniert. Die Vorrichtung 200 wird derart positioniert, dass das Anzeigeelement 222 außerhalb des Eingangsportals 130 angeordnet ist, wodurch die Lage der Vorrichtung 200 erleichtert wird, wenn es erwünscht ist, die Vorrichtung 200 aus dem reparierten Oberschenkelknochen 100 zu extrahieren, wie unten ausführlicher beschrieben ist.
  • Sobald die Vorrichtung 200 in Position ist und die Ausrichtung des frakturierten Oberschenkelknochens 100 in der Drehung mit einem Bildverstärker bestätigt wird, wird die Vorrichtung 200 innerhalb des Markraumes 116 des Oberschenkelknochens 100 entfaltet, wie in 11 dargestellt ist. Insbesondere wird die Einsetzhülle 260 entfernt und die Kernelemente 208 und das Netz 220 werden auf eine Temperatur über der Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung erwärmt, was die Kristallstruktur der Formgedächtnislegierung von Martensit in Austenit umwandelt. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Vorrichtung 200 durch Übertragen von elektrischer Energie auf die Kernelemente 208 und das Netz 220 über das Anzeigeelement 222 erwärmt. Jedoch kann irgendein herkömmliches Verfahren verwendet werden, das zum Erwärmen der Vorrichtung geeignet ist. Zum Beispiel können die Erwärmungsverfahren hoch entwickelte Hochfrequenz-Induktionsheizungen oder einfache (physiologische) Salzlösung verwenden, die auf die erforderliche Temperatur erwärmt wird. Der Hochfrequenzinduktor sollte hohe Frequenzen (Mikrowellenbereich) vermeiden, um die Erwärmung der umliegenden weichen Gewebe zu verhindern.
  • Während der Expansion der Vorrichtung 200 nimmt die Form der Vorrichtung 200 die Innenform des Markraumes 116 des Oberschenkelknochens 100 an. Wie in 11 gezeigt ist, haben der proximale und distale Metaphysenbereich 120 und 122 einen größeren Umfang als der insgesamt einheitliche Umfang des Markkanals 118. Wie gesehen werden kann, passen sich jedoch das knollenförmige proximale Ende 204 und das trompetenförmige distale Ende 206 der expandierten Vorrichtung 200 an den proximalen und distalen Metaphysenbereich 120 und 122 an, während sich der Schaft 202 der expandierten Vorrichtung 200 an den Markkanal 118 anpasst. Somit stehen das expandierte proximale und distale Ende 204 und 206 fest mit den Wänden des proximalen bzw. distalen Metaphysenbereichs 120 und 122 in Eingriff, während der kleinere expandierte Schaft 202 fest mit den Wänden des Markkanals 118 in Eingriff steht.
  • Außerdem passt sich die expandierte Vorrichtung 200 selbst an die geringfügigen Variationen innerhalb des Markraumes 116 an, was durch die Formvariation jedes Kernelements 108 und des Netzes 220 erleichtert wird. Wie gesehen werden kann, ist die Vorrichtung 200 innerhalb des Markraumes 116 des Oberschenkelknochens 100 vollständig entfaltet und ist mit der Ausnahme des Anzeigeelements 222 nicht mit dem Eingangsportal 130 verbunden, von diesem beeinflusst oder behindert. Als ein Ergebnis werden Tendenzen von Änderungen in der Reposition oder Ausrichtung des Oberschenkelknochens 100 vermieden, was die Fehlverbindungs- und Nichtverbindungsraten senkt. Optional können zusätzliche Schrauben oder Drähte entsprechend den besonderen Kriterien des Chirurgen benutzt werden, solange wie irgendwelche freigelegte verwendete Metallkomponenten aus demselben Material bestehen. Die Führung (nicht gezeigt) wird dann durch das Eingangsportal 130 hindurch aus dem Markraum 116 entfernt. Alternativ kann die Führung 262 vor der Expansion der Vorrichtung 200 entfernt werden.
  • Mit Bezug auf 12 steht das proximale Ende 204 der expandierten Vorrichtung 200 fest mit den Wänden des proximalen Metaphysenbereichs 120 an einer Anzahl von Kontaktstellen 264 entlang der Kernelemente 208 in Eingriff.
  • Mit Bezug auf 13 steht der Schaft 202 der expandierten Vorrichtung 200 fest mit den Wänden des Markkanals 118 an einer Anzahl von Kontaktstellen 264 entlang der Kernelemente 208 in Eingriff. Mit Bezug auf 14 steht das distale Ende 206 der expandierten Vorrichtung 200 fest mit den Wänden des distalen Metaphysenbereichs 122 an einer Anzahl von Kontaktstellen 264 entlang der Kernelemente 208 in Eingriff.
  • Zurück mit Bezug auf 11 schafft das Netz 220 zusätzliche Kontaktstellen. Im Vergleich zu nichtporösen Strukturen ermöglicht jedoch die poröse Natur des Netzes 220 eine schnellere Wiederherstellung der endostalen Zirkulation, welche die Heilung unterstützt, und erlaubt auch die freie Zirkulation von potentiellen Faktoren oder Arzneimitteln, die für die Behandlung verabreicht werden könnten. Das Netz 220 erlaubt ferner die Übertragung von gewünschten Mikrobewegungen auf die Frakturstelle. Ebenso minimiert, wenn die Vorrichtung 200 in kontaminierten Frakturen benutzt wird, das Netz 220 vorteilhafterweise die Ausbreitung der Kontamination infolge der Wiederherstellung der endostalen Zirkulation und der besseren Diffusion von Antibiotika (wenn als eine begleitende Behandlung gegeben).
  • Infolge der Elastizität der Kernelemente 208 und des Netzes 220 können die Kontaktstellen, die zwischen der Vorrichtung 200 und der wand des Markraumes 116 ausgebildet sind, sich während der Behandlung bewegen, da der Markraum 116 die Form ändert, und somit ermöglichen, dass die Vorrichtung 200 in festem Eingriff mit den Wänden des Markraumes 116 bleibt. Somit kann gesehen werden, dass die Struktur der Vorrichtung 200 mehrere beliebige Kontaktstellen entlang der Längsachse der Vorrichtung 200 schafft, was ermöglicht, dass sich die Vorrichtung 200 an die Form des Markraumes 116 des Oberschenkelknochens 100 anpasst. Die Vorrichtung 200 schafft daher nicht nur eine strukturelle Stütze für den frakturierten Oberschenkelknochen 100, sondern hält diese strukturelle Stütze aufrecht, bis der Oberschenkelknochen 100 repariert ist.
  • Wenn eine endgültige Entfernung der Vorrichtung 200 erforderlich ist, vorzugsweise, wenn der Oberschenkelknochen 100 vollständig geheilt ist, wie durch Röntgenaufnahme bestätigt wird, ist eine zweite Operation erforderlich.
  • Mit Bezug auf 15–17 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Extrahieren der Vorrichtung 200 aus dem Oberschenkelknochen 100 beschrieben. Das Eingangsportal 130, welches an dieser Stelle typischerweise durch neues Knochenwachstum 132 abgedeckt ist, wird durch einen kleinen Hauteinschnitt freigelegt (15). Das Anzeigeelement 222, welches entweder von der Oberfläche des neuen Knochenwachstums 132 vorstehen oder unter diesem verborgen sein kann, wird dann identifiziert, um die Vorrichtung 200 zu lokalisieren. Speziell wird das neue Knochenwachstum 132 um das Anzeigeelement 222 herum entfernt, um das Eingangsportal 130 freizulegen (16). Sobald sie lokalisiert ist, wird die Vorrichtung 200 durch Abkühlen der Kernelemente 208 und des Netzes 220 kollabiert (17). Speziell kann Wärmeenergie von den Kernelementen 208 und dem Netz 220 weg durch Abkühlen des Anzeigeelements 222 übertragen werden. Alternativ oder in Verbindung mit dem Abkühlen des Anzeigeelements 222 kann eine Führung (nicht gezeigt) des abgekühlten Netzes 220 durch die Mitte der Vorrichtung 200 hindurch eingeführt werden, um die Kernelemente 208 und das Netz 220 abzukühlen. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, wird die Vorrichtung 200 aus dem Oberschenkelknochen 100 extrahiert. Optional wird, um die Extraktion der Vorrichtung 200 aus dem Oberschenkelknochen 100 zu erleichtern, eine zurückziehbare Hülle (nicht gezeigt) über der Vorrichtung 200 eingesetzt, um die Kernelemente 208 und das Netz 220 von den Wänden des Markraumes 116 zu trennen.
  • Es wird angemerkt, dass die Vorrichtung 200 optional vollständig oder teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material hergestellt werden kann, so dass unter Umständen eine zweite Operation zum Zurückziehen der Vorrichtung 200 nicht notwendig sein würde oder nur ein Teil der Vorrichtung 200 zurückgezogen werden müsste. Eines oder beide der Kernelemente 208 und des Netzes 220 können aus dem bioabsorbierbaren Material hergestellt werden.
  • Mit Bezug auf 18 und 19 wird ein Extraktionswerkzeug 270 beschrieben, welches benutzt werden kann, um die intramedulläre Vorrichtung 200 zu extrahieren. Das Extraktionswerkzeug 270 weist einen Schaft 272 mit einem proximalen Ende 274 und einem distalen Ende 276 auf. Ein flacher T-förmiger Kopf 278 ist an dem proximalen Ende 274 des Schaftes 272 ausgebildet, und eine Vielzahl von Extraktionsbeinen 280 sind an dem distalen Ende 276 des Schaftes 272 ausgebildet. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, haben die Extraktionsbeine 280 distale Enden 282, welche nach innen gebogen sind, um den Eingriff mit den Kernelementen 208 der intramedullären Vorrichtung 200 zu erleichtern. Das Extraktionswerkzeug 270 weist ferner einen Ring 284 auf, welcher an dem Schaft 272 proximal zu den Extraktionsbeinen 280 verschiebbar angeordnet ist. Die distale Bewegung des Ringes 284 zwingt die Extraktionsbeine 280, welche vorgeformt sind, um nach außen zu schwenken, nach innen zu schwenken, wodurch das Extraktionswerkzeug 270 geschlossen wird (19). Die proximale Bewegung des Ringes 284 ermöglicht, dass die Extraktionsbeine 280 nach außen schwenken, wodurch das Extraktionswerkzeug 270 geöffnet wird (18).
  • Um eine kontrollierte Bewegung des Ringes 284 zu schaffen, weist das Extraktionswerkzeug 270 ferner einen Gewindering 286 auf, welcher mit einem Gewindeabschnitt 288 des Schaftes 272 proximal zu dem Ring 284 in Eingriff ist. Die Drehung des Gewinderinges 286 in einer ersten Richtung 290 (19) bewegt den Gewindering 286 distal, was bewirkt, dass sich der Ring 284 kontrollierbar distal bewegt, um das Extraktionswerkzeug 270 zu schließen. Die Drehung des Gewinderinges 286 in einer zweiten Gegenrichtung 292 (18) bewegt den Gewindering 286 proximal, was ermöglicht, dass sich der Ring 284 kontrollierbar proximal bewegt, um das Extraktionswerkzeug 270 zu öffnen. Das Extraktionswerkzeug 270 weist ferner einen Ringhammer 294 auf, welcher an dem Schaft 272 zwischen dem Gewindering 286 und dem T-förmigen Kopf 278 verschiebbar angeordnet ist. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, kann der Ringhammer 294 abrupt proximal verschoben werden, bis die proximale Fläche des Ringhammers 294 an die Bodenfläche des T-förmigen Kopfes 278 stößt. In dieser Weise können impulsive Kräfte auf das Extraktionswerkzeug 270 ausgeübt werden, um das Entfernen der intramedullären Vorrichtung 200 aus dem Markraum 116 durch das Eingangsportal 130 des Oberschenkelknochens 100 hindurch zu erleichtern.
  • Mit Bezug auf 20–22 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Extrahieren der kollabierten medullären Vorrichtung 200 aus dem Oberschenkelknochen 100 beschrieben. Zuerst werden die Extraktionsbeine 280 des Extraktionswerkzeugs 270 durch das Eingangsportal 130 des Oberschenkelknochens 100 hindurch eingeführt, während das Extraktionswerkzeug 270 in der geschlossenen Position ist (20). Wie gesehen werden kann, weisen die Kernelemente 208 proximale Spitzen 226 auf, welche nach außen gebogen sind, um den Eingriff zwischen den Extraktionsbeinen 280 des Extraktionswerkzeugs 270 und den Kernelementen 208 zu erleichtern. Das Extraktionswerkzeug 270 wird dann geöffnet (durch Drehen des Gewinderinges 286 in der zweiten Richtung 292) und distal derart vorgerückt, dass die distalen Enden 282 der Extraktionsbeine 280 um die proximalen Spitzen 226 der Kernelemente 208 herum angeordnet sind (21). Das Extraktionswerkzeug 270 wird dann derart geschlossen (durch Drehen des Gewinderinges 286 in der ersten Richtung 290), dass die distalen Enden 282 der Extraktionsbeine 280 mit den proximalen Spitzen 226 der Kernelemente 208 in Eingriff stehen (22). Die intramedulläre Vorrichtung 200 wird dann durch wiederholtes Stoßen des T-förmigen Kopfes 278 mit dem Ringhammer 294 aus dem Eingangsportal 130 extrahiert.
  • Eine einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 300 wird mit Bezug auf 23 und 24 beschrieben. In dem Bereich, in dem die Merkmale der Vorrichtung 200 gleich den zuvor beschriebenen sind, wurden identische Bezugszeichen vergeben. Die einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 300 expandiert wie die doppelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 200, wenn sie einer Temperatur über der Formübergangstemperatur ausgesetzt ist. Ungleich der Vorrichtung 200, welche an beiden Enden expandiert, expandiert die Vorrichtung 300 nur an dem einen Ende.
  • Speziell und mit Bezug auf 23 und 24 ist die Vorrichtung 300 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand gezeigt. Die Vorrichtung 300 weist einen Schaft 302, ein proximales Ende 304 mit einer Griffanordnung 308, und ein distales Ende 306 auf. Die poröse Verbindungsstruktur 218, welche bei dieser Ausführungsform von dem Netz 220 gebildet wird, verbindet die Kernelemente 208 miteinander. Wieder kann die Verbindungsstruktur 218 die Gestalt einer anderen Struktur als dem Netz 220 annehmen und muss sich nicht über die gesamte Länge der Kernelemente 208 erstrecken. Die Griffanordnung 308 weist einen Griff 310 und einen fixierten Verbinder 312 auf, welche mittels Gewinden oder anderen Mitteln, wie Rasten, lösbar aneinander befestigt sind. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der fixierte Verbinder 312 ein hohles Rohrteil. Die proximalen Kernenden 214 sind über Schlitze (nicht gezeigt), die in dem Verbinder 312 ausgebildet sind, an dem Verbinder 312 montiert, während die distalen Kernenden 216 voneinander getrennt sind. Das Anzeigeelement 222 ist durch den fixierten Verbinder 312 hindurch angeordnet und erstreckt sich proximal zu diesem.
  • Wie in 24 dargestellt, nimmt die Vorrichtung 300, wenn sie expandiert ist, die Gestalt einer Trompetenform an. Es wird angemerkt, dass jedoch die expandierte Vorrichtung 300 die Gestalt einer Knollenform annehmen kann, wenn die Spitzen der distalen Kernenden 216 miteinander verbunden sind. Wie in 24 gezeigt ist, variiert die Größe der Räume 224 des Netzes 220 unterschiedlich entlang der Länge der Vorrichtung 300. Speziell steigt die Größe der Räume 224 an, wenn sich die Räume 224 dem distalen Ende 306 der Vorrichtung 300 nähern. In dieser Weise wird die Expansion der distalen Kernenden 216 relativ zu den Kernschäften 212 erhöht. Die Kernelemente 208 und das Netz 220 sind aus einer Formgedächtnislegierung oder einem Polymer geformt, um die Expansion der Vorrichtung 300 auszulösen. Die Kernelemente 208 sind konfiguriert, um sich in einer Krümmung nach außen zu biegen, und das Netz 220 ist konfiguriert, um nach außen zu expandieren, wenn es einer Temperatur größer als die Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung ausgesetzt ist, wodurch die Form der expandierten Vorrichtung 300 bewirkt wird, wie in 24 gezeigt ist. Bei alternativen Ausführungsformen ist entweder das eine oder das andere der Kernelemente 208 und des Netzes 120 aus einer Formgedächtnislegierung geformt.
  • Die Vorrichtung 300 kann vorteilhafterweise benutzt werden, um Knochen mit frakturierten Hälsen zu reparieren. Mit Bezug auf 25 und 26 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Entfalten der intramedullären Vorrichtung 300 innerhalb des Markraumes 116 eines frakturierten Oberschenkelknochens 100 beschrieben. Der Oberschenkelknochen 100 ist mit einer Frakturstelle 134 an dem Hals 112 gezeigt. Es wird angemerkt, dass jedoch die Vorrichtung 300 in anderen Knochen als dem Oberschenkelknochen 100, wie dem Kopf des Oberarmknochens, dem Ellenbogenfortsatz und anderen ähnlichen Stellen, entfaltet werden kann.
  • Besonders mit Bezug auf 25 wird vor dem Einsetzen der Vorrichtung 300 in die Markkammer 116 des Oberschenkelknochens 100 eine Öffnung durch die Seite der proximalen Metaphyse 104 hindurch und unterhalb dieser hergestellt, um ein Eingangsportal 136 darin zu bilden, was einen Zugang zu dem Markraum 116 schafft. Die Vorrichtung 300 mit einer Einsetzhülle (nicht gezeigt) wird dann über eine Führung (nicht gezeigt) durch das Eingangsportal 136 hindurch in den Oberschenkelknochen 100 eingeführt und innerhalb des Halses 112 und des Kopfes 124 des Oberschenkelknochens 100 genau positioniert. Der Griff 310 kann benutzt werden, um das Einsetzen der Vorrichtung 300 zu erleichtern. Der Verbinder 312 befindet sich fest in dem Eingangsportal 136.
  • Sobald die Vorrichtung 300 in Position ist und die Ausrichtung des frakturierten Oberschenkelknochens 100 in der Drehung mit einem Bildverstärker bestätigt wird, wird die Vorrichtung 300 innerhalb des Markraumes 116 des Oberschenkelknochens 100 entfaltet, wie in 26 dargestellt ist. Die Entfaltung der Vorrichtung 300 wird genauso wie die Entfaltung der Vorrichtung 200 durchgeführt, wie oben beschrieben ist, das heißt, die Einsetzhülle (nicht gezeigt) wird entfernt und die Kernelemente 208 und das Netz 220 werden auf eine Temperatur über der Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung erwärmt. Der Griff 310 kann dann von dem Verbinder 312 abgeschraubt oder anderweitig entfernt werden, wobei der Verbinder 312 innerhalb des Eingangsportals 136 angeordnet bleibt.
  • Wie in 26 dargestellt, hat der proximale Epiphysenbereich 124 einen größeren Umfang als der Umfang des proximalen Metaphysenbereichs 120 innerhalb des Oberschenkelhalses 112. Wie gesehen werden kann, passen sich jedoch das trompetenförmige distale Ende 306 der expandierten Vorrichtung 300 an den proximalen Epiphysenbereich 124 an. Somit steht das größere expandierte distale Ende 306 fest mit den Wänden des proximalen Epiphysenbereichs 124 an einer Vielzahl von Kontaktstellen in Eingriff, während es sich an geringfügige Variationen innerhalb des Markraumes 116 anpasst. Die feste Disposition des Verbinders 312 innerhalb des Eingangsportals 136 schafft eine weitere Stabilität für den frakturierten Oberschenkelknochen 100. Die Vorrichtung 300 schafft daher nicht nur eine strukturelle Stütze für den frakturierten Oberschenkelknochen 100, sondern hält diese strukturelle Stütze aufrecht, bis der Oberschenkelknochen 100 repariert ist.
  • Sobald der Oberschenkelknochen 100 repariert ist, kann die Vorrichtung 300 aus dem Oberschenkelknochen 100 in einer Weise genauso wie die mit Bezug auf die Vorrichtung 200 beschriebene (15–17, 20–22) extrahiert werden. Natürlich kann es, wenn die Vorrichtung 300 vollständig oder teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material hergestellt ist, nicht notwendig sein, die Vorrichtung 300 zu extrahieren, oder nur ein Teil der Vorrichtung 300 müsste zurückgezogen werden.
  • Eine doppelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 400 wird mit Bezug auf 27–34 beschrieben. Besonders mit Bezug auf 27 und 28 ist die Vorrichtung 400 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand gezeigt. Die Vorrichtung 400 weist einen Schaft 402, ein proximales Ende 404, und ein distales Ende 406 auf. Die Vorrichtung 400 ist aus einer Vielzahl von federnden Kernelementen 408 zusammengesetzt, welche in einer Längsform angeordnet sind. Jedes der Kernelemente 408 weist einen Kernschaft 412, ein proximales Kernende 414, und ein distales Kernende 416 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform haben die Kernelemente 408 einen rechteckigen Querschnitt, wodurch die Struktur der Vorrichtung 400 mit mehr Festigkeit versehen ist. Der Querschnitt der Kernelemente 408 kann jedoch irgendeine geeignete Geometrie sein.
  • Die Vorrichtung 400 weist ferner eine poröse Verbindungsstruktur 418 auf, welche die Kernelemente 408 miteinander verbindet. Die poröse Verbindungsstruktur 418 schafft wie die oben mit Bezug auf die Vorrichtung 200 beschriebene Verbindungsstruktur 218 strukturelle Integrität für die Vorrichtung 400, wobei der seitliche Zufluss von flüssigem und halbflüssigem Material dort hindurch ermöglicht wird. Bei der dargestellten Ausführungsform nimmt die Verbindungsstruktur 418 die Gestalt von langen Verstrebungen 420 an, welche die Kernelemente 408 an ihrem proximalen und distalen Ende 414 und 416 miteinander verbinden. Die Vorrichtung 400 weist ferner ein Anzeigeelement 422 auf, welches an dem Ende eines zusätzlichen langen Kernelements 408 ausgebildet ist.
  • Die Vorrichtung 400 weist einen fixierten Verbinder 424 und insbesondere eine Hülse auf, an welcher die Kernelemente 412 montiert sind. Die Hülse 424 schafft eine strukturelle Stütze für die Vorrichtung 400 und kann in Abhängigkeit von der Stützfestigkeit, die durch die Vorrichtung 400 während deren Einsetzens in einen frakturierten Knochen erforderlich ist, länger oder kürzer ausgebildet sein. Optional kann eine zusätzliche Stützfestigkeit für die Vorrichtung 400 durch die Benutzung einer äußeren Hülse (nicht gezeigt) geschaffen werden, welche sich über die gesamte Länge der Vorrichtung 400 erstreckt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Kernelemente 408 und die Hülse 424 aus demselben Materialstück geformt. Speziell können, wie in 34 gezeigt ist, proximale Schlitze 430 und distale Schlitze 432 aus einem länglichen rohrförmigen Teil 434 geschnitten werden, wobei die Schlitze 430 und 432 Bereiche versetzt zu einer Mitte 436 des rohrförmigen Teils 434 durch die jeweiligen Spitzen des rohrförmigen Teils 434 hindurch bilden. Der ungeschlitzte Mittelbereich 436 des rohrförmigen Teils 434 bildet die Hülse 424, und das Material zwischen den proximalen und distalen Schlitzen 430 und 432 bilden die Kernelemente 408.
  • Alternativ kann die Hülse 424 von den Kernelementen 408 getrennt hergestellt sein, in welchem Falle die Kernschäfte 412 an der Hülse 424 zweckmäßig montiert sind. Zum Beispiel kann die Außenfläche der Hülse 424 geriffelt sein, in welchem Falle die Kernschäfte 412 in Schlitzen 438 fixierbar angeordnet sind, wie in 32 gezeigt ist. Oder Längslöcher 440 können in der Hülse 424 ausgebildet sein, in welchem Falle die Kernschäfte 412 durch die Löcher 440 hindurch fixierbar angeordnet sind, wie in 33 gezeigt ist. Für die Zwecke dieser Beschreibung kann das Kernelement 408 durch ein einzelnes Element dargestellt werden, oder kann durch zwei kollineare Elemente dargestellt werden, die durch die Hülse 424 getrennt sind. Zum Beispiel ist, wenn die Hülse 424 und die Kernelemente 408 aus demselben Materialstück geformt sind, wie in 34 gezeigt ist, ein Kernelement 408 durch zwei kollineare Elemente gebildet, die sich von der Hülse 424 in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Andererseits kann, wenn die Hülse 424 und die Kernelemente 408 aus getrennten Materialstücken geformt sind, wie in 32 und 33 gezeigt ist, das Kernelement 408 durch ein einzelnes Element gebildet werden, das sich durch die gesamte Länge der Hülse 424 hindurch erstreckt.
  • Wie in 28 dargestellt ist, nimmt die Vorrichtung 400, wenn sie expandiert ist, im Allgemeinen die Gestalt einer sanduhrartigen Form an. Wie dargestellt, ist das proximale Ende 404 der Vorrichtung 400 zu einer knolligen Form geformt, die durch Verbinden der Spitzen der proximalen Kernenden 414 miteinander hervorgerufen wird. Im Gegensatz dazu sind die Spitzen der distalen Kernenden 416 nicht miteinander verbunden, was eine Trompetenform an dem distalen Ende 406 der Vorrichtung 400 bewirkt. Natürlich können sowohl das proximale als auch das distale Ende 404 und 406 zu entweder einer Knollenform oder einer Trompetenform geformt sein.
  • Die Struktur der Vorrichtung 400 ist veranlagt, zu expandieren. Speziell können wie bei den anderen hierin offenbarten Ausführungsformen die Kernelemente 408 aus federndem Material, wie rostfreiem Stahl, Titan-Vanadium, Titan-Aluminium-Vanadium, Nickel-Titan, oder anderer Titan-Legierung, oder anderem geeigneten biokompatiblen Material bestehen. Das federnde Material kehrt, nachdem es durch eine äußere Rückhaltekraft verformt ist, in dessen ursprüngliche Form zurück, wenn die Rückhaltekraft beseitigt ist. In dieser Weise nehmen die Kernelemente 408 und die Verstrebungen 420 die Gestalt einer vorbestimmten Form während der Entfaltung der Vorrichtung 400 in Abwesenheit einer äußeren Rückhaltekraft an. Bei alternativen Ausführungsformen ist entweder das eine oder das andere der Kernelemente 408 und der Verstrebungen 220 vorgeformt.
  • Die Vorrichtung 400 ist derart konstruiert, dass sich die Form der Vorrichtung 400 an die Metaphysenbereiche des frakturierten Knochens, in welchem die Vorrichtung 400 entfaltet wird, in einer Weise wie der mit Bezug auf die Vorrichtung 200 beschriebenen anpasst. In Übereinstimmung mit diesen Kriterien sind in Abwesenheit einer äußeren Rückhaltekraft die proximalen und distalen Kernenden 414 und 416 konfiguriert, um sich nach außen zu biegen, und/oder die Verstrebungen 420 sind konfiguriert, um sich in einer engen Krümmung zu biegen. Somit wird, wenn keine äußere Rückhaltekraft auf das proximale und distale Ende 404 und 406 der Vorrichtung 400 ausgeübt wird, die Vorrichtung 400 natürlicherweise in den expandierten Zustand platziert, wie in 28 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn eine äußere Rückhaltekraft auf das proximale und distale Ende 404 und 406 der Vorrichtung 400 ausgeübt wird, die Vorrichtung 400 in einen kollabierten Zustand gezwungen, wie in 27 gezeigt ist.
  • Zurück mit Bezug auf 27 und 28 weist die Vorrichtung 400 einen proximalen verschiebbaren Verbinder 426 und einen distalen verschiebbaren Verbinder 428 auf, welche bei der dargestellten Ausführungsform die Gestalt von ringförmigen Ringen annehmen. Der proximale und distale verschiebbare Verbinder 426 und 428 sind beide an den Kernelementen 408 verschiebbar angeordnet, um abwechselnd eine äußere Rückhaltekraft auf das proximale und distale Ende 404 und 406 auszuüben und von diesen zu entfernen. In dieser Weise kann die Vorrichtung 400 abwechselnd expandiert und kollabiert werden. Insbesondere weist der proximale ringförmige Ring 426 und der distale ringförmige Ring 428 jeweils am Umfang angeordnete Löcher 442 auf, durch welche hindurch die Kernelemente 408 angeordnet sind, wie in 29 und 30 dargestellt ist. Die Form der Löcher 442 hängt von der Querschnittsform der Kernelemente 408 ab. Zum Beispiel ist bei der dargestellten Ausführungsform die Querschnittsform der Kernelemente 408 rechteckig. In diesem Falle ist die Form der Löcher 442 in dem proximalen und distalen ringförmigen Ring 426 und 428 rechteckig.
  • Zurück mit Bezug auf 27 und 28 ist der proximale ringförmige Ring 426 an den Kernelementen 408 proximal zu der Hülse 424 angeordnet, und der distale ringförmige Ring 428 ist an den Kernelementen 408 distal zu dem fixierten Verbinder 426 angeordnet. Somit übt, wie in 27 gezeigt ist, die Bewegung des proximalen ringförmigen Ringes 426 zu dem proximalen Ende 404 der Vorrichtung 400 hin eine äußere Rückhaltekraft darauf aus, wodurch das proximale Ende 404 der Vorrichtung 400 kollabiert. Gleichermaßen übt die Bewegung des distalen ringförmigen Ringes 428 zu dem distalen Ende 406 der Vorrichtung 400 hin eine äußere Rückhaltekraft davon aus, wodurch das distale Ende 406 der Vorrichtung 400 kollabiert. Im Gegensatz dazu entfernt die Bewegung des proximalen ringförmigen Ringes 426 von dem proximalen Ende 404 der Vorrichtung 400 weg die äußere Rückhaltekraft davon, wodurch eine Expansion des proximalen Endes 404 der Vorrichtung 400 ermöglicht wird. Gleichermaßen entfernt eine Bewegung des distalen ringförmigen Ringes 428 von dem distalen Ende 406 der Vorrichtung 400 weg die äußere Rückhaltekraft davon, wodurch eine Expansion des distalen Endes 406 der Vorrichtung 400 ermöglicht wird. Es wird angemerkt, dass die Bewegungen des jeweiligen proximalen und distalen ringförmigen Ringes 426 und 428 unabhängig voneinander sind, und daher können eines oder beide des proximalen Endes und distalen Endes 404 und 406 der Vorrichtung 400 abwechselnd kollabiert und expandiert werden.
  • Bei alternativen Ausführungsformen kann die Anwendung des fixierten Verbinders 424 unvermeidlich sein. In diesem Falle können der proximale und distale verschiebbare Verbinder 426 und 428, anders als aus ringförmigen Ringen, aus Hülsen geformt sein, was die strukturelle Integrität der Vorrichtung 400 sicherstellt.
  • Sowohl die Bewegung des proximalen und distalen ringförmigen Ringes 426 und 428 als auch die umfassende Platzierung der Vorrichtung 400 können durch die Verwendung von Gewindestangen durchgeführt werden. Mit Bezug auf 35 sind drei Gewindestangen 450, 452 und 454 gezeigt. Die Gewindestangen 450, 452 und 454 sind gestaltet, um jeweils in den proximalen ringförmigen Ring 426, die Hülse 424 und den distalen ringförmigen Ring 428 (in 29, 31 und 30 gezeigt) einzugreifen. Wie gesehen werden kann, haben die drei Gewindestangen 450, 452 und 454 verschiedene Durchmesser, und der proximale ringförmige Ring 426, die Hülse 424 und der distale ringförmige Ring 428 haben Gewindelöcher 444, 446 und 448 mit entsprechenden verschiedenen Durchmessern. In dieser Weise kann eine Gewindestange von dem proximalen Ende 404 der Vorrichtung 400 zu einem ausgewählten des proximalen ringförmigen Ringes 426, der Hülse 424 und des distalen ringförmigen Ringes 428 ohne Beeinflussung von den anderen beiden eingeführt werden.
  • Speziell kann die Gewindestange 454 mit kleinem Durchmesser durch die Gewindelöcher 444 und 446 mit größerem Durchmesser des proximalen ringförmigen Ringes 426 und der Hülse 424 hindurch eingesetzt und mit den Gewindelöchern 448 des distalen ringförmigen Ringes 428 in Eingriff gebracht werden, um den distalen ringförmigen Ring 428 zu bewegen und somit das distale Ende 406 der Vorrichtung 400 abwechselnd zu kollabieren und expandieren. Die Gewindestange 452 mit mittlerem Durchmesser kann durch die Gewindestange 444 mit größerem Durchmesser des proximalen ringförmigen Ringes 426 hindurch eingesetzt und mit den Gewindeloch 446 der Hülse 424 in Eingriff gebracht werden, um die Hülse 424 zu bewegen und somit das proximale Ende 404 der Vorrichtung 400 abwechselnd zu kollabieren und expandieren. Es wird angemerkt, dass die Gewindestangen 450, 452 und 454 in einer Teleskopkonfiguration zur vergleichsweisen Erleichterung gezeigt sind. Die Gewindestangen 450, 452 und 454 werden jedoch unabhängig voneinander benutzt, wenn der proximale ringförmige Ring 426, die Hülse 424 und der distale ringförmige Ring 428 manipuliert werden.
  • Wie die oben beschriebene doppelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 200 kann die doppelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 400 vorteilhafterweise verwendet werden, um Knochen mit frakturierten Schäften zu reparieren. Mit Bezug auf 36 und 37 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Entfalten der Vorrichtung 400 innerhalb des Markraumes 154 eines frakturierten Schienbeins 140 beschrieben. Wie gezeigt ist, hat das Schienbein 140 eine Frakturstelle 166 an dem Schaft 142. Es wird angemerkt, dass die Vorrichtung 400 in anderen Knochen als dem Schienbein 140, wie dem Oberschenkelknochen, dem Wadenbein, dem Oberarmknochen, der Elle oder Speiche, entfaltet werden kann.
  • Besonders mit Bezug auf 36 wird vor dem Einsetzen der Vorrichtung 400 in die Markkammer 154 des Schienbeins 140 eine Öffnung durch die Oberseite der proximalen Epiphyse 148 hindurch hergestellt, um ein Eingangsportal 168 darin zu bilden, was einen Zugang zu dem Markraum 154 schafft. Die Vorrichtung 400 wird in den Markraum 154 des Schienbeins 140 in einer Weise wie der mit Bezug auf das Einsetzen der Vorrichtung 200 in den Markraum 116 des Oberschenkelknochens 100 (9 und 10) beschriebenen eingesetzt. Das heißt, die Vorrichtung 400 kann innerhalb einer äußeren Hülse (nicht gezeigt) vollständig kollabiert und über eine Führung (nicht gezeigt) eingeführt werden, die vorher in den Markraum 154 des Schienbeins 140 eingesetzt wird.
  • Wie in 36 gezeigt ist, sind der proximale und distale ringförmige Ring 426 und 428 an dem jeweiligen proximalen und distalen Ende 404 und 406 der Vorrichtung 400 angeordnet, wodurch das Kollabieren der Vorrichtung 400 ausgelöst wird. Die Vorrichtung 400 kann innerhalb des frakturierten Schienbeins 140 durch Eingriff der Hülse 424 der Vorrichtung 400 mit der Gewindestange 452 (in 35 gezeigt) genau positioniert werden. Die Vorrichtung 400 ist derart positioniert, dass das Anzeigeelement 422 außerhalb des Eingangsportals 168 angeordnet ist, wodurch die Lokalisierung der Vorrichtung 400 erleichtert wird, wenn es erwünscht ist, die Vorrichtung 400 aus dem reparierten Schienbein 140 zu extrahieren.
  • Sobald die Vorrichtung 400 in Position ist und die Ausrichtung des frakturierten Schienbeins 140 in der Drehung mit einem Bildverstärker bestätigt wird, wird die Vorrichtung 400 innerhalb des Markraumes 154 des Schienbeins 140 entfaltet. Speziell wird die Expansion der Vorrichtung 400 durch Bewegen des proximalen und distalen ringförmigen Ringes 426 und 428 zu der Hülse 424 hin ausgelöst, wie in 37 gezeigt ist. Während der Expansion der Vorrichtung 400 nimmt die Form der Vorrichtung 400 die Innenform des Markraumes 154 des Schienbeins 140 an.
  • Wie in 37 dargestellt, haben der proximale und distale Metaphysenbereich 158 und 160 einen größeren Umfang als der insgesamt einheitliche Umfang des Markkanals 156. Wie gesehen werden kann, passen sich jedoch das knollenförmige proximale Ende 404 und das trompetenförmige distale Ende 406 der expandierten Vorrichtung 400 an den proximalen und distalen Metaphysenbereich 158 und 160 an. Somit stehen das größere expandierte proximale und distale Ende 404 und 406 fest mit den Wänden des jeweiligen proximalen und distalen Metaphysenbereichs 158 und 160 an einer Vielzahl von Stellen in Eingriff und passen sich an geringfügige Variationen innerhalb des Markraumes 154 an. Die Vorrichtung 400 schafft daher nicht nur eine strukturelle Stütze für den frakturierten Oberschenkelknochen 100, sondern hält diese strukturelle Stütze aufrecht, bis der Oberschenkelknochen 100 repariert ist.
  • Wenn die endgültige Entfernung der Vorrichtung 400 erforderlich ist, vorzugsweise, wenn das Schienbein 140 vollständig geheilt ist, wie durch Röntgenaufnahme bestätigt wird, ist eine zweite Operation erforderlich. Die Vorrichtung 400 wird aus dem Schienbein 140 in genau derselben Weise wie die mit Bezug auf die Vorrichtung 200 (15–17, 20–22) beschriebene extrahiert, mit der Ausnahme, dass das Kollabieren der Vorrichtung 400 durch Bewegen des proximalen und distalen ringförmigen Ringes 426 und 428 zu dem proximalen bzw. distalen Ende 404 und 406 der Vorrichtung 400 hin bewirkt wird.
  • Natürlich kann es, wenn die Vorrichtung 400 vollständig oder teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material hergestellt ist, nicht erforderlich sein, die Vorrichtung 400 zu extrahieren, oder nur ein Teil der Vorrichtung 400 müsste zurückgezogen werden.
  • Wie in 36 gezeigt, ist das Eingangsportal 168 im Allgemeinen an der proximalen Epiphyse 148 des Schienbeins 140 zentriert. In diesem Falle wird das proximale Ende 404 der expandierten Vorrichtung 400 symmetrisch um die Längsachse der Vorrichtung 400 herum sein, um die anschließende Extraktion der Vorrichtung 400 aus dem geheilten Schienbein 140 zu erleichtern. Das Eingangsportal 168 kann nicht immer optimal zentriert werden, und unter Umständen kann es erwünscht sein, das Eingangsportal 169 mit Bezug auf die proximale Epiphyse 148 des Schienbeins 140 schräg auszurichten, wie in 38 gezeigt ist. In diesem Falle werden die Kernelemente 408 derart konfiguriert sein, dass das proximale Ende 404 der Vorrichtung 400 an der einen Seite abgeschrägt ist und somit zu dem schrägen Eingangsportal 169 hin vorsteht. In dieser Weise kann die Vorrichtung 400 einfacher aus dem Schienbein 140 extrahiert werden, wenn es geheilt ist.
  • Eine einzelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 500 wird mit Bezug auf 39 und 40 beschrieben. In dem Bereich, in dem die Merkmale der Vorrichtung 500 gleich den zuvor beschriebenen sind, wurden identische Bezugszeichen vergeben. Die einzelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 500 expandiert wie die doppelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 400 in Abwesenheit einer äußeren Rückhaltekraft. Ungleich der Vorrichtung 400, welche an beiden Enden expandiert, expandiert die Vorrichtung 500 nur an dem einen Ende.
  • Speziell und mit Bezug auf 39 und 40 ist die Vorrichtung 500 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand gezeigt. Die Vorrichtung 500 weist einen Schaft 502, ein proximales Ende 504, und ein distales Ende 506 auf. Die poröse Verbindungsstruktur 418, welche bei dieser Ausführungsform von den Verstrebungen 420 gebildet wird, verbindet die Kernelemente 408 an ihren distalen Enden 416 miteinander. Die Griffanordnung 308, welche den Griff 310 und den fixierten Verbinder 312 aufweist, ist an dem proximalen Ende 504 der Vorrichtung 500 ausgebildet. Die proximalen Kernenden 414 sind über Schlitze (nicht gezeigt), die in dem fixierten Verbinder 312 ausgebildet sind, an dem fixierten Verbinder 312 montiert, wobei die distalen Kernenden 416 voneinander getrennt sind. Das Anzeigeelement 422 ist durch den fixierten Verbinder 312 hindurch angeordnet und erstreckt sich proximal zu diesem.
  • Wie in 40 dargestellt, nimmt die Vorrichtung 500, wenn sie expandiert ist, die Gestalt einer Trompetenform an. Es wird angemerkt, dass jedoch die expandierte Vorrichtung 500 die Gestalt einer Knollenform annehmen kann, wenn die Spitzen der distalen Kernenden 416 miteinander verbunden sind. Wie die Vorrichtung 400 bestehen die Kernelemente 408 und die Verstrebungen 420 aus einem federnden Material und sind konfiguriert, um sich in der Abwesenheit einer äußeren Rückhaltekraft in einer Krümmung nach außen zu biegen, wie in 40 gezeigt ist. Bei alternativen Ausführungsformen ist entweder das eine oder das andere der Kernelemente 208 und der Verstrebungen 420 konfiguriert, um sich in der Abwesenheit einer äußeren Rückhaltekraft in einer Krümmung nach außen zu biegen.
  • Eine abwechselnde Kollabierung und Expansion der Vorrichtung 500 wird durch die Bewegung des verschiebbaren distalen Verbinders und speziell des distalen ringförmigen Ringes 426 entlang der Kernelemente 408 ausgelöst. Wie in 39 gezeigt ist, übt die Bewegung des distalen ringförmigen Ringes 426 zu dem distalen Ende 506 der Vorrichtung 500 hin eine äußere Rückhaltekraft darauf aus, wodurch das distale Ende 506 der Vorrichtung 500 kollabiert. Im Gegensatz dazu entfernt die Bewegung des distalen ringförmigen Ringes 426 von dem distalen Ende 506 der Vorrichtung 500 weg die äußere Rückhaltekraft davon, wodurch eine Expansion des distalen Endes 506 der Vorrichtung 500 ermöglicht wird. Die Bewegung des distalen ringförmigen Ringes 426 kann durch die Verwendung einer Gewindestange in einer Weise wie der oben mit Bezug auf die Vorrichtung 400 beschriebenen durchgeführt werden. Wie die einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 300 kann die einzelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 500 vorteilhafterweise benutzt werden, um Knochen mit frakturierten Hälsen, wie dem Hals des Oberschenkelknochens, dem Kopf des Oberarmknochens, dem Ellenbogenfortsatz, und anderen ähnlichen Stellen, zu reparieren.
  • Eine andere doppelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 600 wird mit Bezug auf 41 und 42 beschrieben. In dem Bereich, in dem die Merkmale der Vorrichtung 600 gleich den zuvor beschriebenen Merkmalen sind, wurden identische Bezugszeichen vergeben. Diese doppelendige, selbstexpandierende Vorrichtung 600 expandiert wie die oben beschriebene doppelendige, selbstexpandierende Vorrichtung 400 an beiden Enden in der Abwesenheit einer äußeren Rückhaltekraft. Ungleich der Vorrichtung 400, deren Schaft nicht expandiert, expandiert der Schaft der Vorrichtung 600.
  • Speziell und mit Bezug auf 41 und 42 ist die Vorrichtung 600 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand gezeigt. Die Vorrichtung 600 weist einen Schaft 602, ein proximales Ende 604, und ein distales Ende 606 auf. Die poröse Verbindungsstruktur 418 und insbesondere die Verstrebungen 420 verbinden die Kernelemente 408 an ihren proximalen und distalen Enden 414 und 416 miteinander. Bei alternativen Ausführungsformen ist die Verwendung der Verstrebungen 420 unvermeidlich. Wie gesehen werden kann, sind die Mitten der Kernschäfte 412 nicht an einem fixierten Verbinder montiert und sind daher frei zu expandieren.
  • Wie in 42 dargestellt, nimmt die Vorrichtung 600, wenn sie expandiert ist, die Gestalt einer sanduhrartigen Form an. Wie dargestellt, ist das proximale Ende 604 der Vorrichtung 600 zu einer Knollenform geformt, die durch Verbinden der Spitzen der proximalen Kernenden 414 miteinander hervorgerufen wird. Im Gegensatz dazu sind die Spitzen der distalen Kernenden 416 nicht miteinander verbunden, was eine Tompetenform an dem distalen Ende 606 der Vorrichtung 600 bewirkt. Natürlich können sowohl das proximale als auch das distale Ende 604 und 606 zu entweder einer Knollenform oder einer Trompetenform geformt sein. Der Schaft 602 der Vorrichtung 600 hat eine Wurstform. Die Formen des expandierten Schaftes 602, des proximalen Endes 604, und des distalen Endes 606 der Vorrichtung 600 werden durch Konfigurieren der Kernelemente 408 erreicht, um eine parabolische Form in der Abwesenheit einer äußeren Rückhaltekraft zu bilden, wobei ein Scheitelpunkt 608 in der Mitte der Kernschäfte 412 liegt. In dieser Weise bewirkt eine Kompression der Kernschäfte 412, dass sich die Kernschäfte 412 nach außen biegen, und ein Entfernen irgendeiner äußeren Kraft, die vorher auf die proximalen und distalen Kernenden 414 und 416 ausgeübt wird, bewirkt, dass sich die proximalen und distalen Kernenden 414 und 416 nach außen biegen.
  • Wie die Vorrichtung 400 löst eine Bewegung des proximalen und distalen ringförmigen Ringes 426 und 428 eine abwechselnde Kollabierung und Expansion der Vorrichtung 600 aus. Speziell übt die Bewegung des proximalen und distalen ringförmigen Ringes 426 und 428 zu dem jeweiligen proximalen und distalen Ende 604 und 606 der Vorrichtung 600 hin eine äußere Rückhaltekraft darauf aus, während die Druckkraft von dem Schaft 602 der Vorrichtung 600 entfernt wird. Als ein Ergebnis kollabieren sowohl das proximale als auch das distale Ende 604 und 606 des Schaftes 602 der Vorrichtung 600. Im Gegensatz dazu entfernt die Bewegung des proximalen und distalen ringförmigen Ringes 426 und 428 von dem jeweiligen proximalen und distalen Ende 604 und 606 der Vorrichtung 600 weg die äußere Rückhaltekraft davon, während eine Druckkraft auf den Schaft 602 der Vorrichtung 600 ausgeübt wird. Als ein Ergebnis expandieren sowohl das proximale als auch das distale Ende 604 und 606 des Schaftes 602 der Vorrichtung 600.
  • Wie die oben beschriebene Vorrichtung 400 kann die Vorrichtung 600 vorteilhafterweise verwendet werden, um Knochen mit frakturierten Schäften zu reparieren. Die Vorrichtung 600 wird in den Markraum eines frakturierten Knochens in einer Weise wie der mit Bezug auf die Vorrichtung 400 beschriebenen eingesetzt und in diesem entfaltet (36 und 37). Mit Bezug auf 43 ist die Vorrichtung 600 in dem Markraum 154 eines frakturierten Schienbeins 140 entfaltet gezeigt. Es wird angemerkt, dass jedoch die Vorrichtung 600 in anderen Knochen als dem Schienbein 140, wie dem Oberschenkelknochen, dem Wadenbein, dem Oberarmknochen, der Elle oder der Speiche, entfaltet werden kann. Wie dargestellt, werden der proximale und distale ringförmige Ring 426 und 428 von dem jeweiligen proximalen und distalen Ende 604 und 606 der Vorrichtung 600 weg bewegt, wodurch die Expansion der Vorrichtung 600 ausgelöst wird.
  • Während der Expansion der Vorrichtung 600 nimmt die Form der Vorrichtung 600 die Innenform des Markraumes 154 des Schienbeins 140 an. Wie in 43 dargestellt, haben der proximale und distale Metaphysenbereich 158 und 160 einen größeren Umfang als der insgesamt einheitliche Umfang des Markkanals 156. Wie gesehen werden kann, passen sich jedoch das knollenförmige proximale Ende 604 und das trompetenförmige distale Ende 606 der expandierten Vorrichtung 600 an den proximalen und distalen Metaphysenbereich 158 und 160 an, während sich der wurstförmige Schaft 602 der expandierten Vorrichtung 600 an den Markkanal 156 anpasst. Somit stehen das größere expandierte proximale und distale Ende 604 und 606 fest mit den Wänden des jeweiligen proximalen und distalen Metaphysenbereichs 158 und 160 in Eingriff, während der kleinere expandierte Schaft 602 fest mit der Wand des Markkanals 156 an einer Vielzahl von Stellen in Eingriff steht, unter Anpassung an geringfügige Variationen innerhalb des Markraumes 154. Die Vorrichtung 600 schafft daher nicht nur eine strukturelle Stütze für das frakturierte Schienbein 140, sondern hält diese strukturelle Stütze aufrecht, bis das Schienbein 140 repariert ist.
  • Sobald das Schienbein 140 repariert ist, kann die Vorrichtung 600 aus dem Schienbein 140 in einer Weise genauso wie die mit Bezug auf die Vorrichtung 200 beschriebene (15–17, 20–22) extrahiert werden, mit der Ausnahme, dass das Kollabieren der Vorrichtung 600 durch Bewegen des distalen ringförmigen Ringes 428 zu dem distalen Ende 606 der Vorrichtung 600 hin bewirkt wird. Natürlich kann es, wenn die Vorrichtung 600 vollständig oder teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material hergestellt ist, nicht notwendig sein, die Vorrichtung 600 zu extrahieren, oder nur ein Teil der Vorrichtung 600 müsste zurückgezogen werden.
  • Eine andere einzelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 700 wird mit Bezug auf 44 und 45 beschrieben. In dem Bereich, in dem die Merkmale der Vorrichtung 700 gleich den zuvor beschriebenen sind, wurden identische Bezugszeichen vergeben. Die einzelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 700 expandiert wie die doppelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 600 in Abwesenheit einer äußeren Rückhaltekraft. Ungleich der Vorrichtung 600, welche an beiden Enden expandiert, expandiert die Vorrichtung 700 nur an dem einen Ende.
  • Speziell und mit Bezug auf 44 und 45 ist die Vorrichtung 700 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand gezeigt. Die Vorrichtung 700 weist einen Schaft 702, ein proximales Ende 704, und ein distales Ende 706 auf. Die poröse Verbindungsstruktur 418, welche bei dieser Ausführungsform von den Verstrebungen 420 gebildet wird, verbindet die Kernelemente 408 an ihren distalen Enden 416 miteinander. Die Griffanordnung 308, welche den Griff 310 und den fixierten Verbinder 312 aufweist, ist an dem proximalen Ende 704 der Vorrichtung 700 ausgebildet. Die proximalen Kernenden 414 sind über Schlitze (nicht gezeigt), die in dem fixierten Verbinder 312 ausgebildet sind, an dem fixierten Verbinder 312 montiert, wobei die distalen Kernenden 416 voneinander getrennt sind. Das Anzeigeelement 422 ist durch den fixierten Verbinder 312 hindurch angeordnet und erstreckt sich proximal zu diesem.
  • Wie in 45 dargestellt, nimmt die Vorrichtung 700, wenn sie expandiert ist, die Gestalt einer Trompetenform an. Es wird angemerkt, dass jedoch die expandierte Vorrichtung 700 die Gestalt einer Knollenform annehmen kann, wenn die Spitzen der distalen Kernenden 416 miteinander verbunden sind. Der Schaft 702 der Vorrichtung 700 hat eine Wurstform. Die Formen des expandierten Schaftes 702 und des distalen Endes 706 der Vorrichtung 700 werden durch Konfigurieren der Kernelemente 408 erreicht, um eine parabolische Form in der Abwesenheit einer äußeren Rückhaltekraft zu bilden, wobei ein Scheitelpunkt 708 in der Mitte des Kernschaftes 412 liegt. In dieser Weise bewirkt eine Kompression der Kernschäfte 412, dass sich die Kernschäfte 412 nach außen biegen, und ein Entfernen irgendeiner äußeren Kraft, die vorher auf die distalen Kernenden 416 ausgeübt wird, bewirkt, dass sich das distale Kernende 416 nach außen biegt.
  • Eine abwechselnde Kollabierung und Expansion der Vorrichtung 700 wird durch die Bewegung des verschiebbaren distalen Verbinders und speziell des distalen ringförmigen Ringes 428 entlang der Kernelemente 408 ausgelöst. Speziell übt die Bewegung des distalen ringförmigen Ringes 428 zu dem distalen Ende 706 der Vorrichtung 700 hin eine äußere Rückhaltekraft darauf aus, während die Druckkraft von dem Schaft 702 der Vorrichtung 700 entfernt wird. Als ein Ergebnis kollabieren sowohl das distale Ende 706 als auch der Schaft 702 der Vorrichtung 700. Im Gegensatz dazu entfernt die Bewegung des distalen ringförmigen Ringes 428 von dem distalen Ende 706 der Vorrichtung 700 weg die äußere Rückhaltekraft davon, während eine Druckkraft auf den Schaft 702 der Vorrichtung 700 ausgeübt wird. Als ein Ergebnis expandieren sowohl das distale Ende 706 als auch der Schaft 702 der Vorrichtung 700.
  • Wie die einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 300 und die einzelendige selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 500 kann die einzelendige, selbstexpandierende intramedulläre Vorrichtung 700 vorteilhafterweise verwendet werden, um Knochen mit Frakturen an deren Hälsen, wie dem Hals des Oberschenkelknochens, dem Oberarmknochen, dem Ellenbogenfortsatz, und anderen ähnlichen Stellen, oder benachbart zu diesen zu reparieren. Mit Bezug auf 46 ist die Vorrichtung 700 in dem Markraum 116 eines Oberschenkelknochens 100 nach deren Einsetzen durch das Eingangsportal 136 hindurch entfaltet gezeigt. Der Oberschenkelknochen 100 hat eine Frakturstelle 134 an dem Hals 112. Wie dargestellt, wird der distale ringförmige Ring 428 von dem distalen Ende 706 der Vorrichtung 700 weg bewegt, wodurch die Expansion der Vorrichtung 700 ausgelöst wird.
  • Wie in 46 dargestellt, hat der proximale Epiphysenbereich 124 einen größeren Umfang als der Raum innerhalb des Halses 112. Wie gesehen werden kann, passen sich jedoch das trompetenförmige distale Ende 706 der expandierten Vorrichtung 700 an den distalen Epiphysenbereich 124 an, während sich der wurstförmige Schaft 702 an den Raum innerhalb des Halses 112 anpasst. Somit steht das größere expandierte distale Ende 706 fest mit den Wänden des proximalen Epiphysenbereichs 124 in Eingriff, während sich der kleinere expandierte Schaft 702 an die Wände des Halses 112 an einer Vielzahl von Kontaktstellen anpasst, unter Anpassung an die geringfügigen Variationen innerhalb des Markraumes 116. Die feste Disposition des Verbinders 312 innerhalb des Eingangsportals 136 schafft eine weitere Stabilität für den frakturierten Oberschenkelknochen 100. Die Vorrichtung 700 schafft daher nicht nur eine strukturelle Stütze für den frakturierten Oberschenkelknochen 100, sondern hält diese strukturelle Stütze aufrecht, bis der Oberschenkelknochen 100 repariert ist.
  • Sobald der Oberschenkelknochen 100 repariert ist, kann die Vorrichtung 700 aus dem Oberschenkelknochen 100 in einer Weise genauso wie die mit Bezug auf die Vorrichtung 200 beschriebene (15–17, 20–22) extrahiert werden, mit der Ausnahme, dass das Kollabieren der Vorrichtung 700 durch Bewegen des distalen ringförmigen Ringes 428 zu dem distalen Ende 706 der Vorrichtung 700 hin bewirkt wird. Natürlich kann es, wenn die Vorrichtung 700 vollständig oder teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material hergestellt ist, nicht notwendig sein, die Vorrichtung 700 zu extrahieren, oder nur ein Teil der Vorrichtung 700 müsste zurückgezogen werden.
  • Eine doppelendige, mechanisch betätigte intramedulläre Vorrichtung 800 wird mit Bezug auf 47–50 beschrieben. Besonders mit Bezug auf 47 und 48 ist die Vorrichtung 800 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand gezeigt. Die Vorrichtung 800 weist einen Schaft 802, ein proximales Ende 804, und ein distales Ende 806 auf. Die Vorrichtung 800 ist aus einer Vielzahl von federnden Kernelementen 808 zusammengesetzt, welche in einer Längsform angeordnet sind. Jedes der Kernelemente 808 weist einen Kernschaft 812, ein proximales Kernende 814, und ein distales Kernende 816 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform haben die Kernelemente 808 einen rechteckigen Querschnitt, wodurch die Struktur der Vorrichtung 800 mit mehr Festigkeit versehen ist. Der Querschnitt der Kernelemente 808 kann jedoch irgendeine geeignete Geometrie sein.
  • Die Vorrichtung 800 weist einen fixierten Verbinder 818 und insbesondere eine Gewindehülse auf, an welcher die Kernschäfte 812 montiert sind. Die Hülse 818 schafft eine strukturelle Stütze für die Vorrichtung 800 und kann in Abhängigkeit von der Stützfestigkeit, die durch die Vorrichtung 800 während deren Einsetzens in einen frakturierten Knochen erforderlich ist, länger oder kürzer ausgebildet sein. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Kernelemente 808 und die Hülse 818 genauso wie die Kernelemente 408 und die Hülse 424, die oben beschrieben sind (34), aus demselben Materialstück geformt. Alternativ kann die Hülse 818 separat von den Kernelementen 808 ausgebildet sein, in welchem Falle die Kernschäfte 812 genauso wie die Kernelemente 408 und die Hülse 424, die oben beschrieben sind (32 und 33), zweckmäßig an der Hülse 818 montiert sind. Für die Zwecke dieser Beschreibung kann das Kernelement 808 durch ein einzelnes Element dargestellt werden oder kann durch zwei Elemente dargestellt werden, die durch den fixierten Verbinder 818 getrennt sind.
  • Die Vorrichtung 800 weist ferner ein mechanisches Stellglied 820 zum abwechselnden Kollabieren und Expandieren der Vorrichtung 800 auf. Das mechanische Stellglied 820 ist in Verbindung mit den Kernelementen 808, um die proximalen und distalen Kernenden 814 und 816 nach innen und nach außen selektiv anzutreiben.
  • Speziell weist das mechanische Stellglied 820 einen proximalen Ring 822, einen distalen Ring 824, eine Vielzahl von proximalen starren Armen 826, eine Vielzahl von distalen starren Armen 828, und eine Gewindestange 830 auf. Die Gewindestange 830 kann in Abhängigkeit von der Form des frakturierten Knochens, in welchen die Vorrichtung 800 einzusetzen ist, gekrümmt sein. Die Gewindestange 830 wird vorzugsweise eingeführt, um die Disposition einer Führung (nicht gezeigt) dort hindurch zu ermöglichen, wodurch das Einsetzen der Vorrichtung 800 in dem frakturierten Knochen erleichtert wird.
  • Die Vielzahl von proximalen starren Armen 826 sind zwischen dem proximalen Ring 822 und den proximalen Kernenden 814 zweckmäßig montiert. Gleichermaßen sind die Vielzahl von distalen starren Armen 828 zwischen dem distalen Ring 824 und den distalen Kernenden 816 zweckmäßig montiert. Speziell sind die proximalen und distalen starren Arme 826 und 828 und die Kernelemente 808 aus demselben Materialstück geformt, wodurch eine einstückige Verbindung zwischen den proximalen starren Armen 826 und den proximalen Kernenden 814 und zwischen den distalen starren Armen 828 und den distalen Kernenden 816 geschaffen wird. Die Enden der proximalen und distalen starren Arme 826 und 828 können dann über Löcher (nicht gezeigt), die am Umfang um des jeweiligen proximalen und distalen Ringes 822 und 824 herum angeordnet sind, an dem jeweiligen proximalen und distalen Ring 822 und 824 angebracht werden. In dieser Weise sind die proximalen starren Arme 826 zwischen dem proximalen Ring 822 und den proximalen Kernenden 814 gelenkig montiert, und die distalen starren Arme 828 sind zwischen dem distalen Ring 824 und den distalen Kernenden 816 gelenkig montiert. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, schafft eine solche Anordnung eine schirmartige Wirkung an den proximalen und distalen Enden 804 und 806 der Vorrichtung 800.
  • Die Gewindestange 830 weist einen Gewindeschaft 832 auf, welcher durch die Gewindehülse 818 hindurch geschraubt ist. Die Gewindestange 830 weist ferner proximale und distale Enden 834 und 836 auf, an welchen der proximale bzw. distale Ring 822 und 824 drehbar montiert sind. Das heißt, der proximale und distale Ring 822 und 824 können sich um die Gewindestange 830 herum drehen, können jedoch nicht längs relativ zu der Gewindestange 830 verschoben werden. 49 und 50 zeigen zwei beispielhafte mechanische Anordnungen zum drehbaren Montieren eines Ringes an einer Stange.
  • Besonders mit Bezug auf 49 weist das proximale Ende 834 der Gewindestange 830 einen kreisförmigen Schlitz 838 auf, in welchem der proximale Ring 822 montiert ist. Somit ist der proximale Ring 822 frei um das proximale Ende 834 der Gewindestange 830 herum innerhalb des kreisförmigen Schlitzes 838 zu drehen, wird jedoch an einer Längsverschiebung in Bezug auf das proximale Ende 834 der Gewindestange 830 durch den kreisförmigen Schlitz 838 gehindert. Mit Bezug auf 50 weist das proximale Ende 834 der Gewindestangen 830 zwei einander gegenüberliegende, kreisförmige Flansche 840 auf, zwischen welchen der proximale Ring 822 montiert ist. Somit ist der proximale Ring 822 frei um das proximale Ende 834 der Gewindestange 830 herum zwischen den einander gegenüberliegenden kreisförmigen Flanschen 840 zu drehen, wird jedoch an einer Längsverschiebung in Bezug auf das proximale Ende 834 der Gewindestange 830 durch die einander gegenüberliegenden kreisförmigen Flansche 840 gehindert.
  • Mit Bezug auf 47 verschiebt eine Drehung der Gewindestange 830 in einer ersten Richtung 842 die Gewindestange 830 und somit den proximalen Ring 822 längs proximal relativ zu den Kernelementen 808, welche durch die Gewindehülse 818 fixiert platziert sind. Die proximale Bewegung des proximalen Ringes 822 übt eine Zugkraft an den proximalen starren Armen 828 aus, welche dann wieder das proximale Ende 814 der Kernelemente 808 nach innen ziehen, wodurch das proximale Ende 804 der Vorrichtung 800 kollabiert. Da sich der Winkel zwischen den proximalen Armen 836 und den proximalen Enden 814 der Kernelemente 808 mit der proximalen Bewegung des proximalen Ringes 822 verringert, kollabiert das proximale Ende 804 der Vorrichtung 800 weiter.
  • Die Drehung der Gewindestange 830 in der ersten Richtung 842 verschiebt auch den distalen Ring 824 proximal relativ zu den Kernelementen 808 längs. Die proximale Bewegung des distalen Ringes 824 übt eine Zugkraft an den proximalen starren Armen 828 aus, welche dann wieder das distale Ende 816 der Kernelemente 808 nach innen ziehen, wodurch das distale Ende 806 der Vorrichtung 800 kollabiert. Da sich der Winkel zwischen den distalen Armen 828 und den distalen Enden 816 der Kernelemente 808 mit der proximalen Bewegung des distalen Ringes 824 verringert, kollabiert das distale Ende 806 der Vorrichtung 800 weiter.
  • Mit Bezug auf 48 verschiebt eine Drehung der Gewindestange 830 in einer zweiten Gegenrichtung 844 die Gewindestange 830 und somit den proximalen Ring 822 längs distal relativ zu den Kernelementen 808. Die distale Bewegung des proximalen Ringes 822 übt eine Zugkraft an den proximalen starren Armen 828 aus, welche dann wieder das proximale Ende 814 der Kernelemente 808 nach außen drücken, wodurch das proximale Ende 804 der Vorrichtung 800 expandiert. Da sich der Winkel zwischen den proximalen Armen 826 und den proximalen Enden 814 der Kernelemente 808 mit der distalen Bewegung des proximalen Ringes 822 erhöht, expandiert das proximale Ende 804 der Vorrichtung 800 weiter.
  • Die Drehung der Gewindestange 830 in der zweiten Richtung 844 verschiebt auch den distalen Ring 824 distal relativ zu den Kernelementen 808 längs. Die distale Bewegung des distalen Ringes 824 übt eine Druckkraft an den proximalen starren Armen 828 aus, welche dann wieder das distale Ende 816 der Kernelemente 808 nach außen drücken, wodurch das distale Ende 806 der Vorrichtung 800 expandiert. Da sich der Winkel zwischen den distalen Armen 828 und den distalen Enden 816 der Kernelemente 808 mit der distalen Bewegung des distalen Ringes 824 erhöht, expandiert das distale Ende 806 der Vorrichtung 800 weiter.
  • Wie in 48 dargestellt, nimmt die Vorrichtung 800, wenn sie expandiert ist, im Allgemeinen die Gestalt einer sanduhrartigen Form an. Wie dargestellt, ist das proximale Ende 804 der Vorrichtung 800 zu einer knolligen Form geformt, die durch Vorformen der proximalen Kernenden 814 in einer leicht nach außen gebogenen Form hervorgerufen wird. Im Gegensatz dazu ist das distale Ende 806 der Vorrichtung 800 zu einer Trompetenform geformt. Natürlich können sowohl das proximale als auch das distale Ende 804 und 806 zu entweder einer Knollenform oder einer Trompetenform geformt sein.
  • Wie die doppelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 200 und die doppelendigen, selbstexpandierenden intramedullären Vorrichtungen 400 und 600, die oben beschrieben sind, kann die doppelendige, mechanisch betätigte intramedulläre Vorrichtung 800 vorteilhafterweise verwendet werden, um Knochen mit frakturierten Schäften zu reparieren. Mit Bezug auf 51 und 52 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Entfalten der Vorrichtung 800 innerhalb des Markraumes 184 eines frakturierten Oberarmknochens 170 beschrieben. Wie gezeigt ist, hat der Oberarmknochen 170 eine Frakturstelle 196 an dem Schaft 172. Es wird angemerkt, dass die Vorrichtung 800 in anderen Knochen als dem Oberarmknochen 170, wie dem Oberschenkelknochen, dem Wadenbein, dem Schienbein, der Elle oder Speiche, entfaltet werden kann.
  • Besonders mit Bezug auf 51 wird vor dem Einsetzen der Vorrichtung 800 in die Markkammer 184 des Schienbeins 170 eine Öffnung durch die Oberseite der proximalen Epiphyse 178 hindurch hergestellt, um ein Eingangsportal 198 darin zu bilden, was einen Zugang zu dem Markraum 184 schafft. Die Vorrichtung 800 wird in den Markraum 184 des Schienbeins 170 in einer Weise wie der mit Bezug auf das Einsetzen der Vorrichtung 200 in den Markraum 116 des Oberschenkelknochens 100 (9 und 10) oder der Vorrichtung 400 in den Markraum 154 des Schienbeins 140 (36 und 37) beschriebenen eingesetzt. Das heißt, die Vorrichtung 400 kann innerhalb einer äußeren Hülse (nicht gezeigt) vollständig kollabiert und über eine Führung (nicht gezeigt) eingeführt werden, die vorher in den Markraum 184 des Schienbeins 170 eingesetzt wird.
  • Wie in 51 gezeigt ist, wird die Gewindestange 830 in der ersten Richtung 842 gedreht, wodurch die Kollabierung der Vorrichtung 800 ausgelöst wird. Die Vorrichtung 800 kann innerhalb des Oberarmknochens 170 durch Manipulieren des proximalen Endes der Gewindestange 830 genau positioniert werden. Die Vorrichtung 800 wird derart positioniert, dass das proximale Ende der Gewindestange 830, welches auch als ein Anzeigeelement dient, außerhalb des Eingangsportals 198 angeordnet ist, wodurch die Lokalisierung der Vorrichtung 800 erleichtert wird, wenn es erwünscht ist, die Vorrichtung 800 aus dem reparierten Oberarmknochen 170 zu extrahieren. Es wird angemerkt, dass ein Teil der Gewindestange 830 oder der Anzeigestange weggeschnitten werden kann, wenn sich die Anzeigestange zu weit aus dem Eingangsportal 198 heraus erstreckt, in welchem Falle eine abgerundete Mutter dann über dem Ende der Anzeigestange platziert werden kann.
  • Sobald die Vorrichtung 800 in Position ist und die Ausrichtung des frakturierten Oberarmknochens 170 in der Drehung mit einem Bildverstärker bestätigt wird, wird die Vorrichtung 800 innerhalb des Markraumes 184 des Oberarmknochens 170 entfaltet. Speziell wird die Expansion der Vorrichtung 800 durch Drehen der Gewindestange 830 in der zweiten Richtung 844 ausgelöst, wie in 52 gezeigt ist. Während der Expansion der Vorrichtung 800 nimmt die Form der Vorrichtung 800 die Innenform des Markraumes 184 des Oberarmknochens 170 an.
  • Wie in 52 dargestellt, haben der proximale und distale Metaphysenbereich 188 und 190 einen größeren Umfang als der insgesamt einheitliche Umfang des Markkanals 186. Wie gesehen werden kann, passen sich jedoch das knollenförmige proximale Ende 804 und das trompetenförmige distale Ende 806 der expandierten Vorrichtung 800 an den proximalen und distalen Metaphysenbereich 188 und 190 an. Somit stehen das größere expandierte proximale und distale Ende 804 und 806 fest mit den Wänden des jeweiligen proximalen und distalen Metaphysenbereichs 188 und 190 an einer Vielzahl von Stellen in Eingriff und passen sich an geringfügige Variationen innerhalb des Markraumes 184 an. Die Vorrichtung 800 schafft daher nicht nur eine strukturelle Stütze für den frakturierten Oberarmknochen 170, sondern hält diese strukturelle Stütze aufrecht, bis der Oberarmknochen 170 repariert ist.
  • Wenn die endgültige Entfernung der Vorrichtung 800 erforderlich ist, vorzugsweise, wenn der Oberarmknochen 170 vollständig geheilt ist, wie durch Röntgenaufnahme bestätigt wird, ist eine zweite Operation erforderlich. Die Vorrichtung 800 wird aus dem Oberarmknochen 170 in genau derselben Weise wie die mit Bezug auf die Vorrichtung 200 (15–17, 20–22) beschriebene extrahiert, mit der Ausnahme, dass das Kollabieren der Vorrichtung 800 durch Drehen der Gewindestange 830 in der ersten Richtung 842 bewirkt wird. Natürlich kann es, wenn die Vorrichtung 800 vollständig oder teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material hergestellt ist, nicht erforderlich sein, die Vorrichtung 800 zu extrahieren, oder nur ein Teil der Vorrichtung 800 müsste zurückgezogen werden.
  • Eine einzelendige, mechanisch betätigte intramedulläre Vorrichtung 900 wird mit Bezug auf 53 und 54 beschrieben. In dem Bereich, in dem die Merkmale der Vorrichtung 900 gleich den zuvor beschriebenen sind, wurden identische Bezugszeichen vergeben. Die einzelendige, mechanisch betätigte intramedulläre Vorrichtung 900 expandiert wie die doppelendige, mechanisch betätigte intramedulläre Vorrichtung 800, wenn sie mit einem mechanischen Stellglied benutzt wird. Ungleich der Vorrichtung 800, welche an beiden Enden expandiert, expandiert die Vorrichtung 900 nur an dem einen Ende.
  • 53 und 54 zeigen die Vorrichtung 900 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand. Die Vorrichtung 900 weist einen Schaft 902, ein proximales Ende 904, und ein distales Ende 906 auf. Die Vorrichtung 900 weist ferner einen fixierten Verbinder und insbesondere eine Gewindehülse 908 auf. Die proximalen Kernenden 814 sind über Schlitze (nicht gezeigt), die in der Gewindehülse 908 ausgebildet sind, an der Gewindehülse 908 montiert. Die Vorrichtung 900 weist ferner ein mechanisches Stellglied 910 zum abwechselnden Kollabieren und Expandieren der Vorrichtung 900 auf. Das mechanische Stellglied 910 ist in Verbindung mit den Kernelementen 808, um die distalen Kernenden 814 nach innen und nach außen selektiv anzutreiben. Speziell weist die Vorrichtung 900 den distalen Ring 824, die Vielzahl von distalen Armen 828, und die Gewindestange 830 auf. Die Vielzahl von distalen starren Armen 828 sind zwischen dem distalen Ring 824 und den distalen Kernenden 816 gelenkig montiert, wodurch eine schirmartige Wirkung an dem distalen Ende 906 der Vorrichtung 900 geschaffen wird, wie unten ausführlicher beschrieben ist. Die Gewindestange 830 ist durch die Gewindehülse 908 und den distalen Ring 824 hindurch geschraubt.
  • Wie in 53 dargestellt, verschiebt eine Drehung der Gewindestange 830 in einer ersten Richtung 912 die Gewindestange 830 und somit den distalen Ring 824 längs proximal relativ zu den Kernelementen 808. Die proximale Bewegung des distalen Ringes 824 übt eine Zugkraft an den proximalen starren Armen 828 aus, welche dann wieder das distale Ende 816 der Kernelemente 808 nach innen ziehen, wodurch das distale Ende 906 der Vorrichtung 900 kollabiert. Da sich der Winkel zwischen den distalen Armen 828 und den distalen Enden 816 der Kernelemente 808 mit der proximalen Bewegung des distalen Ringes 824 verringert, kollabiert das distale Ende 904 der Vorrichtung 900 weiter.
  • Wie in 54 dargestellt, verschiebt eine Drehung der Gewindestange 830 in einer zweiten Gegenrichtung 914 die Gewindestange 830 und somit den distalen Ring 824 längs distal relativ zu den Kernelementen 808. Die distale Bewegung des distalen Ringes 824 übt eine Druckkraft an den proximalen starren Armen 828 aus, welche dann wieder das distale Ende 816 der Kernelemente 808 nach außen drücken, wodurch das distale Ende 906 der Vorrichtung 900 expandiert. Da sich der Winkel zwischen den distalen Armen 828 und den distalen Enden 816 der Kernelemente 808 mit der distalen Bewegung des distalen Ringes 824 erhöht, expandiert das distale Ende 906 der Vorrichtung 900 weiter.
  • Wie in 54 dargestellt, nimmt die Vorrichtung 900, wenn sie expandiert ist, die Gestalt einer Trompetenform an. Es wird angemerkt, dass jedoch die expandierte Vorrichtung 900 die Gestalt einer Knollenform durch Vorformen der distalen Kernenden 816 in einer leicht nach außen gebogenen Form annehmen kann.
  • Wie die einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 300 und die einzelendigen, selbstexpandierenden intramedullären Vorrichtungen 500 und 700 kann die einzelendige, mechanisch betätigte intramedulläre Vorrichtung 900 vorteilhafterweise verwendet werden, um Knochen mit frakturierten Hälsen, wie dem Hals des Oberschenkelknochens, dem Hals des Oberarmknochens, dem Ellenbogenfortsatz, und anderen ähnlichen Stellen, zu reparieren.
  • Mit Bezug auf 55 und 56 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Entfalten der intramedullären Vorrichtung 900 innerhalb des Markraumes 184 eines frakturierten Oberarmknochens 170 beschrieben. Der Oberarmknochen 170 ist mit einer Frakturstelle 199 an dem Hals 174 gezeigt. Es wird angemerkt, dass jedoch die Vorrichtung 900 in anderen Knochen als dem Oberarmknochen 170, wie dem Hals des Oberschenkelknochens, dem Ellenbogenfortsatz, und anderen ähnlichen Stellen, entfaltet werden kann.
  • Besonders mit Bezug auf 55 wird vor dem Einsetzen der Vorrichtung 900 in die Markkammer 184 des Oberarmknochens 170 eine Öffnung durch die Seite des Halses 174 hindurch oder unter diesem hergestellt, um ein Eingangsportal 197 darin zu bilden, was einen Zugang zu dem Markraum 184 schafft. Die Vorrichtung 900 mit einer Einsetzhülse (nicht gezeigt) wird dann über eine Führung (nicht gezeigt) durch das Eingangsportal 197 hindurch in den Oberarmknochen 170 eingeführt. Die Hülse 908 befindet sich fest in dem Eingangsportal 197. Wie gezeigt ist, wird die Gewindestange 830 in der ersten Richtung 912 gedreht, wodurch das Kollabieren der Vorrichtung 900 ausgelöst wird. Die Vorrichtung 900 wird innerhalb des Halses 195 und des Kopfes 192 des Oberarmknochens 170 derart genau positioniert, dass das proximale Ende der Gewindestange 830, welches auch als ein Anzeigeelement dient, außerhalb des Eingangsportals 197 angeordnet ist, wodurch die Lokalisierung der Vorrichtung 900 erleichtert wird, wenn es erwünscht ist, die Vorrichtung 900 aus dem reparierten Oberarmknochen 170 zu extrahieren. Es wird angemerkt, dass ein Teil der Gewindestange 830 oder der Anzeigestange weggeschnitten werden kann, wenn sich die Anzeigestange zu weit aus dem Eingangsportal 197 heraus erstreckt, in welchem Falle eine abgerundete Mutter dann über dem Ende der Anzeigestange platziert werden kann.
  • Sobald die Vorrichtung 900 in Position ist und die Ausrichtung des frakturierten Oberarmknochens 170 in der Drehung mit einem Bildverstärker bestätigt wird, wird die Vorrichtung 900 innerhalb des Markraumes 184 des Oberarmknochens 170 entfaltet, wie in 56 dargestellt ist. Die Entfaltung der Vorrichtung 900 wird genauso wie die oben beschriebene Entfaltung der Vorrichtung 800 durchgeführt. Das heißt, die Gewindestange 830 wird in der zweiten Richtung 914 gedreht.
  • Wie in 56 dargestellt, passt sich das trompetenförmige distale Ende 906 der expandierten Vorrichtung 900 an den proximalen Metaphysenbereich 188 an. Somit steht das expandierte distale Ende 906 fest mit den Wänden des proximalen Metaphysenbereichs 188 an einer Vielzahl von Kontaktstellen in Eingriff, während es sich an geringfügige Variationen innerhalb des Markraumes 184 anpasst. Die feste Disposition des Verbinders 908 innerhalb des Eingangsportals 197 schafft weitere Stabilität für den frakturierten Oberarmknochen 170. Die Vorrichtung 900 schafft daher nicht nur eine strukturelle Stütze für den frakturierten Oberarmknochen 170, sondern hält diese strukturelle Stütze aufrecht, bis der Oberarmknochen 170 repariert ist.
  • Sobald der Oberarmknochen 170 repariert ist, kann die Vorrichtung 900 aus dem Oberarmknochen 170 in genau derselben Weise wie die mit Bezug auf die Vorrichtung 200 beschriebene (15–17, 20–22) extrahiert werden, mit der Ausnahme, dass das Kollabieren der Vorrichtung 900 durch Drehen der Gewindestange 830 in der ersten Richtung 912 bewirkt wird. Natürlich kann es, wenn die Vorrichtung 900 vollständig oder teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material hergestellt ist, nicht notwendig sein, die Vorrichtung 900 zu extrahieren, oder nur ein Teil der Vorrichtung 900 müsste zurückgezogen werden.
  • Eine manipulierbare einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 1000 wird mit Bezug auf 57 und 58 beschrieben. In dem Bereich, in dem die Merkmale der Vorrichtung 1000 gleich den zuvor beschriebenen sind, wurden identische Bezugszeichen vergeben. Die einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 1000 expandiert wie die oben beschriebene einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 300 an dem einen Ende, wenn sie einer Temperatur über der Formübergangstemperatur ausgesetzt ist. Ungleich der Vorrichtung 300 ist das andere Ende der Vorrichtung 300 nicht mit einer Griffanordnung verbunden.
  • Speziell und mit Bezug auf 57 und 58 ist die Vorrichtung 1000 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand gezeigt. Die Vorrichtung 1000 weist einen Schaft 1002, ein proximales Ende 1004, und ein distales Ende 1006 auf. Die poröse Verbindungsstruktur 218, welche bei dieser Ausführungsform von dem Netz 220 gebildet wird, verbindet die Kernelemente 208 miteinander. Wieder kann die Verbindungsstruktur 218 die Gestalt einer anderen Struktur als dem Netz 220 annehmen und muss sich nicht über die gesamte Länge der Kernelemente 208 erstrecken.
  • Die Vorrichtung 1000 weist ferner eine lösbare Griffanordnung 1008 auf, welche einen Griff 1010 und eine flexible Stange 1012 aufweist. Die flexible Stange 1012 ist durch die Mitte der Vorrichtung 1000 hindurch längs angeordnet und ist aus einem flexiblen Material, wie Elastik, geformt. Die Vorrichtung 1000 weist ferner ein flexibles Kabel 1014 auf, welches an den Kernelementen 208 und der Verbindungsstruktur 208 an dem Schaft 1002 der Vorrichtung 1000 zweckmäßig montiert ist.
  • Wie in 58 dargestellt, nimmt die Vorrichtung 1000, wenn sie expandiert ist, die Gestalt einer Trompetenform an. Die Kernelemente 208 und das Netz 220 sind aus einer Formgedächtnislegierung gebildet, um die Expansion der Vorrichtung 1000 auszulösen. Die Kernelemente 208 sind konfiguriert, um sich in einer Krümmung nach außen zu biegen, und das Netz 220 ist konfiguriert, um nach außen zu expandieren, wenn es einer Temperatur größer als die Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung ausgesetzt ist, wodurch die Form der expandierten Vorrichtung 1000 bewirkt wird, wie in 58 gezeigt ist. Bei alternativen Ausführungsformen ist entweder das eine oder das andere der Kernelemente 208 und des Netzes 220 aus einer Formgedächtnislegierung gebildet.
  • Die Vorrichtung 1000 kann vorteilhafterweise benutzt werden, um Knochen mit frakturierten Hälsen zu reparieren. Mit Bezug auf 59–63 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Entfalten der intramedullären Vorrichtung 1000 innerhalb des Markraumes 116 eines frakturierten Oberschenkelknochens 100 beschrieben. Der Oberschenkelknochen 100 ist mit einer zusammengesetzten Fraktur 138 an dem Hals 112 gezeigt. Es wird angemerkt, dass jedoch die Vorrichtung 1000 in anderen Knochen als dem Oberschenkelknochen 100, wie dem Kopf des Oberarmknochens, dem Ellenbogenfortsatz und anderen ähnlichen Stellen, entfaltet werden kann.
  • Zuerst wird das proximale Ende 1004 der Vorrichtung 1000 durch ein vorher gebildetes Eingangsportal 136 hindurch und distal in den Markkanal 118 eingesetzt (59), bis die Vorrichtung 1000 vollständig in dem Markkanal 118 ist, wobei der Griff 1010 und das Ende des Kabels 1014 außerhalb des Eingangsportals 136 angeordnet sind (60). Wie dargestellt, ermöglicht die Flexibilität der Vorrichtung 1000 mit der Stange 1012 der Griffanordnung 1008, das die Vorrichtung 1000 trotz der im Wesentlichen quer verlaufenden Beziehung zwischen der Längsachse des Markkanals 118 und dem Eingangsportal 136 durch den Markkanal 118 hindurch vorrückt.
  • Sobald die Vorrichtung 1000 vollständig in dem Markkanal 118 eingesetzt ist, wird die Griffanordnung 1008 entfernt, und ein längliches Werkzeug, wie ein starrer Streifen 1016, wird dann durch das Eingangsportal 136 hindurch eingesetzt, bis das Ende des Streifens 1016 an dem distalen Ende 1006 der Vorrichtung 1000 anliegt (61). Vorzugsweise ist der starre Streifen 1016 gekrümmt und ist relativ breit genug, um einen engen Kontakt mit der Vorrichtung 1000 zu bewirken. Der Streifen 1016 wird dann gedrückt, um das distale Ende 1006 der Vorrichtung 1000 zu dem Hals 112 des Oberschenkelknochens 100 hin abzuwinkeln, und das Kabel 1014 wird gezogen, um das distale Ende 1006 der Vorrichtung 1000 durch den Hals 112 hindurch und in den proximalen Epiphysenbereich 124 hinein vorzurücken (62).
  • Sobald die Vorrichtung 1000 in Position ist und die Ausrichtung des frakturierten Oberschenkelknochens 100 in der Drehung mit einem Bildverstärker bestätigt wird, wird die Vorrichtung 1000 innerhalb des Markraumes 116 des Oberschenkelknochens 100 entfaltet (63). Die Entfaltung der Vorrichtung 1000 kann durch Erwärmen der Kernelemente 208 und des Netzes 220 auf eine Temperatur über der Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung erreicht werden. Das Kabel 1014 kann herkömmlich benutzt werden, um die Wärme an die Vorrichtung 1000 zu leiten. Nach der Entfaltung der Vorrichtung 1000 kann das Kabel 1014 dann entfernt werden.
  • Wie in 63 dargestellt, passt sich das trompetenförmige distale Ende 1006 der expandierten Vorrichtung 1000 an den proximalen Epiphysenbereich 124 an. Somit steht das größere expandierte distale Ende 1006 fest mit den Wänden des proximalen Epiphysenbereichs 124 mit einer Vielzahl von Kontaktstellen in Eingriff, während es sich an geringfügige Variationen innerhalb des Markraumes 116 anpasst. Außerdem steht der expandierte Schaft 1002 fest mit den Wänden des Markkanals 118 in Eingriff, was eine weitere Stabilität für den frakturierten Oberschenkelknochen 100 schafft, welcher eine maximale Stabilität infolge der zusammengesetzten Fraktur 138 erfordern kann. Die Vorrichtung 1000 schafft daher nicht nur eine strukturelle Stütze für den frakturierten Oberschenkelknochen 100, sondern hält diese strukturelle Stütze aufrecht, bis der Oberschenkelknochen 100 repariert ist.
  • Es wird angemerkt, dass in Situationen, in welchen sowohl der Schaft 102 als auch der Hals 112 des Oberschenkelknochens 100 frakturiert ist, die Vorrichtung 1000 lang genug derart gestaltet werden kann, dass sich das proximale Ende 1002 an der Schaftfraktur vorbei, vorzugsweise in den distalen Metaphysenbereich 126 des Oberschenkelknochens 100 hinein erstreckt.
  • Eine zweite wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 1100 wird mit Bezug auf 64 und 65 beschrieben. In dem Bereich, in dem die Merkmale der Vorrichtung 1100 gleich den zuvor beschriebenen sind, wurden identische Bezugszeichen vergeben. Die wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 1100 expandiert wie die oben beschriebene einzelendige, wärmeaktivierte intramedulläre Vorrichtung 300, wenn sie einer Temperatur über der Formübergangstemperatur ausgesetzt ist. Ungleich der Vorrichtung 300 ist das andere Ende der Vorrichtung 300 nicht mit einer Griffanordnung verbunden.
  • Speziell und mit Bezug auf 64 und 65 ist die Vorrichtung 1100 in einem kollabierten Zustand bzw. einem expandierten Zustand gezeigt. Die Vorrichtung 1100 weist einen Schaft 1102, ein proximales Ende 1104, und ein distales Ende 1106 auf. Die poröse Verbindungsstruktur 218, welche bei dieser Ausführungsform von dem Netz 220 gebildet wird, verbindet die Kernelemente 208 miteinander. Wieder kann die Verbindungsstruktur 218 die Gestalt einer anderen Struktur als dem Netz 220 annehmen und muss sich nicht über die gesamte Länge der Kernelemente 208 erstrecken.
  • Wie in 65 dargestellt, nimmt die Vorrichtung 1100, wenn sie expandiert ist, die Gestalt einer Knollenform an. Die Kernelemente 208 und das Netz 220 sind aus einer Formgedächtnislegierung gebildet, um die Expansion der Vorrichtung 1100 auszulösen. Die Kernelemente 208 sind konfiguriert, um sich in einer Krümmung nach außen zu biegen, und das Netz 220 ist konfiguriert, um nach außen zu expandieren, wenn es einer Temperatur größer als die Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung ausgesetzt ist, wodurch die Form der expandierten Vorrichtung 1100 bewirkt wird, wie in 58 gezeigt ist. Bei alternativen Ausführungsformen ist entweder das eine oder das andere der Kernelemente 208 und des Netzes 220 aus einer Formgedächtnislegierung gebildet.
  • Alternativ nimmt die Vorrichtung 1100, wenn sie expandiert ist, die Gestalt einer zylindrischen Form an, in welchem Falle die Kernelemente 208 konfiguriert sind, um eine geradlinige Konfiguration beizubehalten. Alternativer kann die Vorrichtung 1100 in einer anderen Weise als Wärmeaktivierung expandiert werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 1100 selbstexpandierend sein oder ein mechanisches Stellglied aufweisen, wie oben zuvor bei anderen Ausführungsformen beschrieben ist.
  • Die Vorrichtung 1100 kann vorteilhafterweise in Verbindung mit einer einzelendigen intramedullären Vorrichtung, wie der einzelendigen, wärmeaktivierten intramedullären Vorrichtung 300, der einzelendigen, selbstexpandierenden intramedullären Vorrichtungen 500 und 700, oder der einzelendigen, mechanisch betätigten Vorrichtung 900, benutzt werden, um Knochen mit frakturierten Hälsen zu reparieren. Mit Bezug auf 66–69 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Entfalten der intramedullären Vorrichtung 1100 zusammen mit der einzelendigen, wärmeaktivierten intramedullären Vorrichtung 300 innerhalb des Markraumes 116 eines frakturierten Oberschenkelknochens 100 beschrieben. Der Oberschenkelknochen 100 ist mit einer zusammengesetzten Fraktur 138 an dem Hals 112 gezeigt. Es wird angemerkt, dass jedoch die Vorrichtungen 1100 und 300 in anderen Knochen als dem Oberschenkelknochen 100, wie dem Kopf des Oberarmknochens, dem Ellenbogenfortsatz und anderen ähnlichen Stellen, entfaltet werden können, ohne aus dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuschweifen.
  • Zuerst wird die Vorrichtung 1100 durch ein vorher gebildetes Eingangsportal 130 hindurch in den Markkanal 118 eingesetzt (66). Sobald die Vorrichtung 1100 vollständig in dem Markkanal 118 eingesetzt ist, wird die Vorrichtung 1100 durch Erwärmen der Kernelemente 208 und des Netzes 220 auf eine Temperatur über der Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung entfaltet (67). Natürlich wird, wenn die Vorrichtung 1100 andere Mittel als Wärmeaktivierung benutzt, die Vorrichtung 1100 dementsprechend unter Verwendung dieser Mittel expandieren. Wie dargestellt, passt sich das knollenförmige proximale Ende 1104 der expandierten Vorrichtung 1100 an den proximalen Metaphysenbereich 120 an. Somit steht das größere expandierte proximale Ende 1104 fest mit den Wänden des proximalen Metaphysenbereichs 120 an einer Vielzahl von Kontaktstellen in Eingriff, während es sich an geringfügige Variationen innerhalb des Markraumes 116 anpasst. Außerdem steht der expandierte Schaft 1102 fest mit den Wänden des Markkanals 118 in Eingriff. Wenn die Vorrichtung 1100 konfiguriert ist, um eine zylindrische Form zu bilden, wird die Vorrichtung 1100 für den größten Teil infolge der Beziehung zwischen dem Schaft 1102 und dem Markkanal 118 fest mit den Wänden des Markraumes 116 in Eingriff stehen.
  • Als nächstes wird das distale Ende 306 der Vorrichtung 300 durch das Eingangsportal 136 hindurch, durch das proximale Ende 1104 der Vorrichtung 1100 hindurch und in den Epiphysenbereich 124 des Oberschenkelknochens 100 eingesetzt (68). Der Verbinder 312 ist fest innerhalb des Eingangsportals 136 angeordnet. Um das Einsetzen der Vorrichtung 300 durch die Vorichtung 1100 hindurch zu erleichtern, kann ein Kanal (nicht gezeigt) durch das proximale Ende 1104 der Vorrichtung 1100 hindurch gebildet werden. Dies kann nicht erforderlich sein, wenn jedoch die Vorrichtung 1100 keine Verbindungsstruktur aufweist oder wenn die Poren der Verbindungsstruktur groß genug sind, damit das distale Ende 306 der Vorrichtung 300 hindurchtritt.
  • Sobald die Vorrichtung 300 in Position ist und die Ausrichtung des frakturierten Oberschenkelknochens 100 in der Drehung mit einem Bildverstärker bestätigt wird, wird die Vorrichtung 300 innerhalb des Markraumes 116 des Oberschenkelknochens 100 durch Erwärmen der Kernelemente 208 und des Netzes 220 auf eine Temperatur über der Formübergangstemperatur der Formgedächtnislegierung entfaltet (69). Natürlich wird, wenn eine der Vorrichtungen 500, 700 oder 900 anstelle der Vorrichtung 300 benutzt wird, ein anderes Entfaltungsmittel verwendet.
  • Wie dargestellt, passt sich das trompetenförmige distale Ende 306 der expandierten Vorrichtung 300 an den proximalen Epiphysenbereich 124 an. Somit steht das größere expandierte distale Ende 1106 fest mit den Wänden des proximalen Epiphysenbereichs 124 an einer Vielzahl von Kontaktstellen in Eingriff, während es sich an geringfügige Variationen innerhalb des Markraumes 116 anpasst. Außerdem steht das proximale Ende 1104 der Vorrichtung 1100 fest mit dem Schaft 302 der Vorrichtung 300 in Eingriff, wodurch eine weitere Stabilität für den frakturierten Oberschenkelknochen 100 geschaffen wird.
  • 70 und 71 zugewandt, ist noch eine Ausführungsform einer intramedullären Vorrichtung 1200 gemäß der Erfindung gezeigt, die einen rohrförmigen Schaft 1202 und proximale und distale Enden 1204, 1206 aufweist, die eine Längsachse 1208 dazwischen definieren. Der rohrförmige Schaft 1202 ist ein insgesamt rohrförmiger Körper, z.B. mit einem kreisförmigen oder anderen Querschnitt. Der rohrförmige Körper kann eine feste wand haben oder ein Gitter oder anderes Muster von darin ausgebildeten Löchern (nicht gezeigt) haben, z.B. zur Erleichterung des Fluidstromes dort hindurch, zur Minimierung des Gewichtes, zur Schaffung einer gewünschten Flexibilität, und/oder zur Ermöglichung der Expansion des rohrförmigen Schaftes 1202. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der rohrförmige Schaft 1202 eine Mehrzahl von axialen Kernelementen aufweisen, die wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen durch ein Netz oder eine andere Verbindungsstruktur miteinander verbunden sind.
  • Eine Mehrzahl von Streifen 1210 erstrecken sich von dem proximalen Ende 1204 und vorzugsweise von sowohl dem proximalen als auch dem distalen Ende 1204, 1206 des rohrförmigen Schaftes 1202, wie gezeigt ist. Die Streifen 1210 sind zwischen einem insgesamt axial kollabierten Zustand (in 70A und 71A gezeigt) und einem im Wesentlichen quer expandierten Zustand (in 70B und 71B gezeigt) expandierbar. Die Streifen 1210 können im Wesentlichen flache Bänder, wie gezeigt ist, runde Drähte, Fäden, oder andere Strukturen sein, die zum Annehmen des kollabierten und expandierten Zustandes geeignet sind.
  • Wie am besten in 71A und 71B zu sehen ist, weist jeder der Streifen 1210 einen ersten Endbereich 1210a, der mit dem rohrförmigen Schaft 1202 gekuppelt ist, und einen zweiten Endbereich 1210b auf, der mit einem Ring 1212 gekuppelt ist. Die Endbereiche 1210a, 1210b der Streifen 1210 können mit dem rohrförmigen Schaft 1202 und dem Ring 1212 zum Beispiel mittels Gelenkverbindungen (nicht gezeigt) verbunden sein. Alternativ können die Endbereiche 1210a, 1210b einstückig mit dem rohrförmigen Schaft 1202 und/oder dem Ring 1212 ausgebildet sein und können ausreichend flexibel sein, um sich wie nötig zu biegen, um die Bewegung zwischen dem kollabierten und expandierten Zustand duchzuführen. Somit können zum Beispiel der rohrförmige Schaft 1202, die Streifen 1210 und die Ringe 1212 aus einem einzigen Rohrabschnitt mit geeignetem Material geformt sein, das unter Verwendung herkömmlicher Verfahren entfernt wird, um die Streifen 1210 zu bilden, wie von einschlägigen Fachleuten erkannt wird.
  • Jeder Streifen 1210 weist auch einen Zwischenbereich oder eine Schlinge 1210c auf, die im Wesentlichen quer nach außen in Bezug auf die Längsachse 1208 gerichtet sein kann, um den expandierten Zustand zu definieren. In dem kollabierten Zustand, der in 71A am besten zu sehen ist, sind die ersten und zweiten Endbereiche 1210a, 1210b der Streifen 1210 im Allgemeinen benachbart zueinander angeordnet und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 1208. Der Ring 1212 hat vorzugsweise einen Durchmesser, der im Wesentlichen derart kleiner als ein Durchmesser des rohrförmigen Schaftes 1202 ist, dass der Ring 1212 in dem kollabierten Zustand innerhalb der Streifen 1210 angeordnet ist. Somit erstrecken sich die Zwischenbereiche 1210c in dem kollabierten Zustand im Allgemeinen gemeinsam zu dem Querschnitt des rohrförmigen Schaftes 1202.
  • In dem expandierten Zustand, der am besten in 71B zu sehen ist, ist der Ring 1212 axial verschoben, d.h. von dem rohrförmigen Schaft 1202 weg. Diese Aktion verschiebt die zweiten Endbereiche 1210b, wodurch bewirkt wird, dass sich die Zwischenbereiche 1210c der Streifen 1210 im Wesentlichen quer nach außen bewegen. Somit definieren in dem expandierten Zustand die Streifen 1210 einen Durchmesser, der im Wesentlichen größer als der Durchmesser des rohrförmigen Schaftes 1202 ist.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform, die in 72A und 72B gezeigt ist, können die Streifen 1210' erste und zweite Endbereiche 1210a', 1210b' und Zwischenbereiche 1210c' aufweisen, die in dem kollabierten Zustand im Wesentlichen linear sind (72A). Die ersten Endbereiche 1210a' sind mit dem rohrförmigen Schaft 1202 gekuppelt, und die zweiten Endbereiche 1210b' sind mit einem Ring 1212 gekuppelt. Der Ring 1212 kann axial verschoben werden, d.h. zu dem rohrförmigen Schaft 1202 hin, wodurch bewirkt wird, dass sich die Zwischenbereiche 1210c' im Wesentlichen quer nach außen knicken und bewegen, bis sie den expandierten Zustand erreichen (72B). Die Streifen 1210' können gekerbte oder geschwächte Bereiche (nicht gezeigt) aufweisen, um Gelenke zu schaffen, oder anderweitig sicherstellen, dass die Streifen in einer vorbestimmten Weise knicken, d.h. derart, dass sich die Zwischenbereiche 1210c' im Wesentlichen quer nach außen bewegen.
  • Um eine kontrollierte Bewegung des Ringes 1212 und demzufolge eine selektive Expansion und Kollabierung der Streifen 1210 zu bewirken, ist der Ring 1212 mit einem Stellglied (nicht gezeigt) verbunden. Das Stellglied ist im Allgemeinen innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1202 angeordnet, und bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Stellglied eine längliche Steuerstange 1214 (teilweise in 72B zu sehen) und einen Stellring (nicht gezeigt) auf, die innerhalb des Schaftes 1202 angeordnet sind. Die Steuerstange 1214 kann eine feste oder rohrförmige Stange sein, die ein äußeres Ende 1216, das mit dem Ring 1212 gekuppelt ist, und ein inneres Ende (nicht gezeigt) innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1202 aufweist. Das innere Ende kann wie bei der Vorrichtung 800, die in 47 und 48 gezeigt ist und oben beschrieben ist, einen Gewindeabschnitt zum Zusammenwirken mit einem zugehörigen Gewindeabschnitt an dem Stellring aufweisen. Wenn der Stellring innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1202 gedreht wird, wird die Steuerstange innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1202 axial verschoben, wodurch der mit den Streifen 1210 gekuppelte Ring 1212 verschoben wird. Somit wird das Stellglied über den Ring 1212 mit den Streifen 1210 gekuppelt, um die Streifen 1210 zwischen dem kollabierten und expandierten Zustand selektiv zu expandieren.
  • Alternativ kann das Stellglied ein Steuerdraht (nicht gezeigt) sein, der mit dem Ring 1212 gekuppelt ist, und kann z.B. axial innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1202 gezogen werden, um den Ring 1212 zu verschieben. Bei dieser Alternative können die Streifen 1210 in einen von dem kollabierten und expandierten Zustand vorgespannt sein, welches durch Ziehen des Steuerdrahtes z.B. unter Verwendung eines in den rohrförmigen Schaft 1202 eingesetzten Werkzeuges bewältigt werden kann. Andere Variationen können für das Stellglied vorgesehen sein, wie mechanische, hydraulische oder pneumatische Stellglieder, wie von einschlägigen Fachleuten erkannt wird.
  • 72A und 72B zugewandt, kann die Vorrichtung 1200 innerhalb eines Markkanals 118 eines frakturierten Oberschenkelknochens 100, der z.B. eine zusammengesetzte Fraktur 128 aufweist, entfaltet werden. Alternativ kann die Vorrichtung 1200 in anderen Knochen als dem Oberschenkelknochen 100 wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen entfaltet werden. Zuerst kann die Vorrichtung 1200 durch ein vorher gebildetes Eingangsportal 130 hindurch in den Markkanal 118 mit den kollabierten Streifen 1210' eingesetzt werden, wie in 72A gezeigt ist.
  • Sobald die Vorrichtung 1200 vollständig in dem Markkanal 118 eingesetzt ist, kann ein Werkzeug (nicht gezeigt) durch das Eingangsportal 130 hindurch und in den rohrförmigen Schaft 1202 hinein gerichtet werden, um das Stellglied innerhalb der Vorrichtung 1200 in Eingriff zu bringen und zu aktivieren. Zum Beispiel kann das Werkzeug ein Antriebswerkzeug mit einem rotierenden Kopf sein, der in den Stellring eingreift. Das Antriebswerkzeug kann pneumatisch oder elektrisch angetrieben sein, um den Stellring zu drehen, wodurch die Steuerstange axial innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1202 bewegt wird und demzufolge der Ring 1212 verschoben wird, bis die Streifen 1210 an dem proximalen Ende 1204 expandiert sind. Die expandierten Streifen 121 können ausreichend flexibel und/oder federnd sein, um sich an den proximalen Metaphysenbereich 120 anzupassen. Somit können die Streifen 1212 fest mit den Wänden des proximalen Metaphysenbereichs 120 an einer Vielzahl von Kontakstellen in Eingriff stehen.
  • Vorzugsweise werden die Streifen 1210 an dem distalen Ende 1206 gleichzeitig expandiert, wenn die Streifen 1210 an dem proximalen Ende 1204 expandiert werden. Alternativ können die Streifen 1210 an dem distalen Ende 1206 unabhängig von einem separaten Stellglied, z.B. unter Verwendung eines gleichen Werkzeugs und Verfahrens wie die in Bezug auf das proximale Ende 1204 beschriebenen expandiert werden. Bei einer weiteren Alternative kann eine intramedulläre Vorrichtung vorgesehen sein, die nur einen einzigen Satz von Streifen aufweist, wie die Vorrichtung 1200'', die in 72B gezeigt ist.
  • Nachdem die Fraktur geheilt ist, kann die Vorichtung 1200 wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen entfernt werden. Während des Entfernens wird ein Werkzeug im Allgemeinen in den rohrförmigen Schaft 1202 eingesetzt, um mit dem Stellglied in Eingriff zu gelangen und die Streifen 1210 wie bei dem Verfahren zum Expandieren der Streifen 1210 zu kollabieren. Bei weiteren Alternativen kann die Vorrichtung 1200 ein Anzeigeelement (nicht gezeigt) aufweisen, um das Entfernen der Vorrichtung 1200 zu erleichtern, und/oder die Vorrichtung 1200 kann wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen zumindest teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material bestehen.
  • 73 und 74 zugewandt, ist noch eine andere Ausführungsform einer intramedullären Vorrichtung 1300 gezeigt, die einen rohrförmigen Schaft 1202 und proximale und distale Enden 1304, 1306 aufweist, die eine Längsachse 1308 dazwischen definieren. Der rohrförmige Schaft 1302 ist ein insgesamt rohrförmiger Körper, z.B. mit einem kreisförmigen oder anderen Querschnitt wie bei dem rohrförmigen Schaft 1210 der oben beschriebenen Vorrichtung 1200.
  • Eine Mehrzahl von Streifen 1310 erstrecken sich von dem proximalen Ende 1304 und vorzugsweise von sowohl dem proximalen als auch dem distalen Ende 1304, 1306 des rohrförmigen Schaftes 1302, wie gezeigt ist. Die Streifen 1310 sind zwischen einem insgesamt axial kollabierten Zustand (in 73A und 74A gezeigt) und einem im Wesentlichen quer expandierten Zustand (in 73B und 74B gezeigt) expandierbar. Die Streifen 1310 können im Wesentlichen flache Bänder, Fäden, oder andere Strukturen sein, die zum Annehmen des kollabierten und expandierten Zustandes geeignet sind.
  • Wie am besten in 73A und 74B zu sehen ist, weist jeder der Streifen 1310 einen ersten Endbereich 1310a, der mit dem rohrförmigen Schaft 1302 gekuppelt ist, und einen zweiten Endbereich 1310b auf, der in den ersten Endbereich 1310a des rohrförmigen Schaftes 1302 eintritt. Die zweiten Endbereiche 1310b der Streifen 1310 sind mit einem Stellglied innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1302 gekuppelt. Die ersten Endbereiche 1310a der Streifen 1310 können mit dem rohrförmigen Schaft 1302 zum Beispiel mittels Gelenkverbindungen (nicht gezeigt) verbunden sein, oder können alternativ wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen einstückig mit dem rohrförmigen Schaft 1302 ausgebildet sein.
  • Jeder Streifen 1310 weist auch einen Zwischenbereich oder eine Schlinge 1310c auf, die im Wesentlichen quer nach außen in Bezug auf die Längsachse 1308 gerichtet sein kann, um den expandierten Zustand zu definieren. In dem kollabierten Zustand, der in 74A am besten zu sehen ist, sind die ersten und zweiten Endbereiche 1310a, 1310b der Streifen 1310 im Allgemeinen benachbart zueinander angeordnet und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 1308 z.B. derart, dass sich die Zwischenbereiche 1310c im Allgemeinen gemeinsam mit dem Querschnitt des rohrförmigen Schaftes 1302 erstrecken. In dem expandierten Zustand, der am besten in 74B zu sehen ist, sind die Zwischenbereiche 1310c der Streifen 1310 im Wesentlichen quer nach außen angeordnet. Somit definieren in dem expandierten Zustand die Streifen 1310 einen Durchmesser, der im Wesentlichen größer als der Durchmesser des rohrförmigen Schaftes 1302 ist.
  • Um eine kontrollierte Expansion und Kollabierung der Streifen 1310 zu bewirken, ist ein Stellglied (nicht gezeigt) im Allgemeinen innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1302 angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Stellglied einen Ring (nicht gezeigt) aufweisen, der innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1302, mit welchem die zweiten Endbereiche 1310b verbunden sind, verschiebbar ist. Der Ring kann innerhalb des rohrförmigen Schaftes 1302 z. B. unter Verwendung eines Gewinderinges und/oder einer Stangenanordnung wie bei der oben beschriebenen kontrollierbar axial verschoben werden. Somit wird das Stellglied mit den Streifen 1210 gekuppelt, um die Streifen 1210 zwischen dem kollabierten und expandierten Zustand selektiv zu expandieren.
  • Bei der einen Ausführungsform können die Streifen 1310 vorgespannt sein, um ihre expandierten Zustände anzunehmen, und der Ring kann axial verschoben sein, z.B. von den Streifen 1310 weg, um die zweiten Endbereiche 1310b zu ziehen und die Streifen 1310 in ihre kollabierten Zustände zu kollabieren. Wenn der Ring in der Gegenrichtung, z.B. zu den Streifen 1310 hin, axial bewegt wird, können die Streifen 1310 frei in den expandierten Zustand expandieren.
  • Während der Benutzung kann die Vorrichtung innerhalb eines Markkanals eines frakturierten Knochens (nicht gezeigt) wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen entfaltet werden. Die Vorrichtung 1300 kann durch ein vorher gebildetes Eingangsportal in den Markkanal mit den kollabierten Streifen 1310 eingesetzt werden. Sobald die Vorrichtung 1300 vollständig in dem Markkanal eingesetzt ist, kann ein Werkzeug (nicht gezeigt) durch das Eingangsportal hindurch und in den rohrförmigen Schaft 1302 hinein gerichtet werden, um das Stellglied innerhalb der Vorrichtung 1300 in Eingriff zu bringen und zu aktivieren, d.h. um die Streifen 1210 an dem proximalen Ende 1204 in ihre expandierten Zustände zu expandieren. Die expandierten Streifen 121 können ausreichend flexibel und/oder federnd sein, um sich an den proximalen Metaphysenbereich anzupassen und/oder um im Wesentlichen fest mit den Wänden des proximalen Metaphysenbereichs an einer Vielzahl von Kontaktstellen in Eingriff zu stehen.
  • Bei der einen Ausführungsform können die Streifen 1310 an dem distalen Ende 1306 gleichzeitig expandiert werden, wenn die Streifen 1310 an dem proximalen Ende 1304 expandiert werden. Alternativ können die Streifen 1310 an dem distalen Ende 1306 unabhängig durch ein separates Stellglied z.B. unter Verwendung eines gleichen Werkzeugs und Verfahrens wie das mit Bezug auf das proximale Ende 1304 beschriebene expandiert werden. Bei einer weiteren Alternative kann eine intramedulläre Vorrichtung vorgesehen sein, die nur einen einzigen Satz von Streifen wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen aufweist.
  • Nachdem die Fraktur geheilt ist, kann die Vorrichtung 1300 wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen entfernt werden. Während eines solchen Entfernens wird ein Werkzeug im Allgemeinen in den rohrförmigen Schaft 1302 eingesetzt, um mit dem Stellglied in Eingriff zu gelangen und die Streifen 1310 wie bei dem Verfahren zum Expandieren der Streifen 1310 zu kollabieren. Bei weiteren Alternativen kann die Vorrichtung 1300 ein Anzeigeelement (nicht gezeigt) aufweisen, um das Entfernen der Vorrichtung 1300 zu erleichtern, und/oder die Vorrichtung 1300 kann wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen zumindest teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material bestehen.
  • 75A und 75B zugewandt, ist eine andere Ausführungsform einer intramedullären Vorrichtung 1400 gezeigt, die einen rohrförmigen Schaft 1402 und proximale und distale Enden 1404, 1406 aufweist, die wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen eine Längsachse 1408 dazwischen definieren. Eine Mehrzahl von Streifen 1410 erstrecken sich von dem proximalen Ende 1404 und vorzugsweise von sowohl dem proximalen als auch dem distalen Ende 1404, 1406 des rohrförmigen Schaftes 1402, wie gezeigt ist. Die Streifen 1410 sind zwischen einem insgesamt axial kollabierten Zustand (nicht gezeigt) und einem im Wesentlichen quer expandierten Zustand (in 75B gezeigt) expandierbar. Die Streifen 1410 können im Wesentlichen flache Bänder, Fäden, oder andere Strukturen sein, die ein erstes Ende 1410a, das mit dem rohrförmigen Schaft 1402 verbunden ist, und ein loses Ende 1410b aufweisen. Vorzugsweise sind die Streifen 1410 vorgespannt, um den expandierten Zustand anzunehmen, können jedoch in den kollabierten Zustand durch darüberliegende Hülsen 1412 zurückgezogen werden, die wie die oben beschriebenen verschiebbaren Ringe wirken.
  • Während der Benutzung kann die Vorrichtung 1400 innerhalb eines Markkanals 118 eines frakturierten Oberschenkelknochens 100, der z.B. eine zusammengesetzte Fraktur 128 aufweist, entfaltet werden. Alternativ kann die Vorrichtung 1400 in anderen Knochen als dem Oberschenkelknochen 100 wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen entfaltet werden. Die Vorrichtung 1400 kann durch ein vorher gebildetes Eingangsportal 130 in den Markkanal 118 mit den kollabierten Streifen 1410 eingesetzt werden, wie in 75A gezeigt ist. Sobald die Vorrichtung 1400 vollständig in dem Markkanal 118 eingesetzt ist, können die Hülsen 1412 axial ausgerichtet sein, um die Streifen freizulegen und zu lösen. Vorzugsweise expandieren die Streifen 1210 automatisch in den expandierten Zustand und sind ausreichend flexibel und/oder federnd, um sich an den proximalen Metaphysenbereich 120 anzupassen und/oder fest mit den Wänden des proximalen Metaphysenbereichs 120 in Eingriff zu stehen.
  • Nachdem die Fraktur geheilt ist, kann die Vorrichtung 1400 wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen entfernt werden. Während eines solchen Entfernens wird ein Werkzeug im Allgemeinen eingeführt, um die Hülsen 1412 wie bei dem Verfahren zum Expandieren der Streifen 1410 über die Streifen 1410 zurück zu richten. Bei weiteren Alternativen kann die Vorrichtung 1400 ein Anzeigeelement (nicht gezeigt) aufweisen, um das Entfernen der Vorrichtung 1400 zu erleichtern.
  • Irgendeine der hierin beschriebenen Vorrichtungen kann zumindest teilweise aus einem bioabsorbierbaren Material, einer Formgedächtnislegierung oder einem Polymer, z.B. Nitinol, oder anderen federnden Materialien, wie rostfreiem Stahl oder einer Titanlegierung, bestehen. Außerdem kann wie bei den in 76A bis 77B gezeigten Ausführungsformen eine intramedulläre Vorrichtung einen einzigen Satz von Streifen aufweisen, die benutzt werden können, um eine Knochenfraktur, zum Beispiel in oder benachbart zu einem Hals oder anderen Enden eines Knochens, wie eines Oberschenkelknochens oder Oberarmknochens, oder in einem Hüftknochen zu stabilisieren.
  • Während bevorzugte Verfahren und Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, ist es für einschlägige Fachleute ersichtlich, dass zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können. Daher soll die Erfindung außer in Übereinstimmung mit den folgenden Ansprüchen nicht eingeschränkt sein.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1200, 1300) zum Stabilisieren eines Knochens, aufweisend einen rohrförmigen Körper (1202, 1302) mit einem ersten (1204, 1304) und einem zweiten (1206, 1306) Endabschnitt, die eine Längsachse (1208, 1308) dazwischen definieren, eine Mehrzahl von Streifen (1210, 1310), die sich von dem ersten Endabschnitt erstrecken, wobei die Streifen zwischen einem axial kollabierten Zustand und einem quer expandierten Zustand expandierbar sind, und ein Stellglied, das innerhalb des rohrförmigen Körpers bewegbar ist, wobei das Stellglied mit den Streifen zum selektiven Expandieren der Streifen zwischen dem kollabierten und dem expandierten Zustand gekuppelt ist, gekennzeichnet durch: eine Mehrzahl von Streifen (1210, 1310), die sich von dem zweiten Endabschnitt erstrecken, wobei die Streifen zwischen einer axial kollabierten Konfiguration und einer quer expandierten Konfiguration expandierbar sind, wobei die Streifen an dem zweiten Endabschnitt mit dem Stellglied gekuppelt sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stellglied eine Stange aufweist, die mit den Streifen (1210) gekuppelt ist, wodurch, wenn die Stange axial innerhalb des rohrförmigen Körpers bewegt wird, ein Zwischenabschnitt (1210c) der Streifen (1210) im Wesentlichen quer nach außen in Bezug auf die Längsachse gerichtet ist, um den expandierten Zustand zu definieren.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei jeder Streifen ein erstes Ende (1210a), das an dem ersten Endabschnitt des rohrförmigen Körpers fixiert ist, und ein zweites Ende (1210b) aufweist, das mit einem Ring (1212) gekuppelt ist, wobei der Zwischenabschnitt (1210c) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet ist, wobei die Stange mit dem Ring zum axialen Ausrichten des Ringes gekuppelt ist, wodurch der Zwischenabschnitt im Wesentlichen quer nach außen gerichtet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Streifen in dem kollabierten Zustand im Wesentlichen geradlinig sind und die Stange mit dem Ring (1212) zum Ausrichten des zweiten Endes (1210b) zu dem ersten Ende (1210a) hin gekuppelt ist, wodurch bewirkt wird, dass der Zwischenabschnitt (1210c) im Wesentlichen quer nach außen knickt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Streifen (1310) eine Schlinge mit einem äußeren Abschnitt (1310a) und einem inneren Abschnitt (1310b) aufweist, wobei der äußere Abschnitt (1310a) an dem ersten Endabschnitt fixiert ist, und wobei der innere Abschnitt (1310b) mit dem Stellglied gekuppelt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Stellglied zu dem ersten Endabschnitt hin ausrichtbar ist, wodurch bewirkt wird, dass die Schlinge im Wesentlichen quer nach außen auslenkt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Streifen in den expandierten Zustand vorgespannt sind, und wobei das Stellglied eine Hülse aufweist, die über den Streifen zum Kollabieren der Streifen in den kollabierten Zustand ausrichtbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Streifen einen ersten Endabschnitt (1310a), der mit dem rohrförmigen Schaft gekuppelt ist, und einen zweiten Endabschnitt (1310b) aufweist, der mit dem Stellglied gekuppelt ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei sich der erste und der zweite Abschnitt parallel zu der Längsachse (1308) in dem kollabierten Zustand erstrecken.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stellglied eines von einem mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Stellglied aufweist.
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