DE60036553T2

DE60036553T2 - Femorales intermedulläres stabsystem

Info

Publication number: DE60036553T2
Application number: DE60036553T
Authority: DE
Inventors: J. Dean Orlando Cole; Carl A. Orlando KNOBLOCH
Original assignee: Orthodyne Inc Orlando; Orthodyne Inc
Current assignee: Orthodyne Inc Orlando; Orthodyne Inc
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2020-06-07
Also published as: EP1867294B1; ATE481932T1; ATE373995T1; ES2350519T3; EP1867294A2; DE60045015D1; EP1867294A3; DE60036553D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf Techniken zur Behandlung von Knochenfrakturen gerichtet. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf ein System zur Behandlung einer Vielfalt typischer femoraler Frakturen mittels eines einheitlichen intramedullären Stab-Designs.
Hintergrund der Erfindung
Der Femur umfasst allgemein einen länglichen Schaft, der sich von der Hüfte bis zum Knie erstreckt. Das proximale Ende des femoralen Schafts beinhaltet ein Hals-Segment, welches mit einem Kopfabschnitt verbunden ist. Der Kopfabschnitt passt in eine Höhlung im Beckenknochen, um an der Hüfte ein Kugelgelenk zu bilden. Das distale Ende des femoralen Schafts greift in das obere Ende der Tibia ein, um das Kniegelenk zu bilden. Insgesamt ist der Femur einer der längsten und stärksten Knochen im menschlichen Körper; Teile des Femur sind jedoch extrem empfindlich für Frakturen.
Internes Fixieren femoraler Frakturen ist eine der gängigsten orthopädischen chirurgischen Maßnahmen. Vielen verschiedenen Arten femoraler Frakturen wird in der Praxis begegnet, einschließlich Frakturen des femoralen Halses, des Schaftbereichs und distaler Regionen. Ist der Femur gebrochen, verlangt die Behandlung, dass der gebrochene Knochen im Wesentlichen ruhig gestellt und während des Heilungsprozesses in einer aneinanderstossenden Beziehung gehalten wird. Jede longitudinale, transversale oder rotierende Bewegung eines Abschnitts des gebrochenen Knochens relativ zum anderen kann eine beträchtliche Verzögerung in der zur Heilung benötigten Zeit oder nicht passgenaues Heilen bewirken. Allgemein wurden bislang zwei verschiedene interne Fixierungsansätze verwendet, um das die Bruchstelle umgebende Gebiet ruhig zu stellen.
Ein Ansatz umfasst das Eintreiben metallischer Stifte durch die beiden zusammenzufügenden Knochenabschnitte und ihr Verbinden mit einer oder mehreren an den externen Oberflächen der Knochen anliegenden Platten. Eine solche Anordnung verletzt jedoch das Fleisch und die Muskeln, die den Knochen umgeben, und eine große Anzahl von durch den Knochen getriebenen Stiften neigt dazu, dessen harte äußere Schicht zu schwächen. Platten neigen auch dazu, den Knochen zu beanspru chen, und sind für viele femorale Frakturanwendungen nicht immer in der Lage, eine ausreichende Beanspruchung auszuhalten.
Weiterhin wird ein Knochen unter der Platte nicht immer so stark, wie er ohne die Platte werden würde. Ein zweiter Ansatz zur Behandlung femoraler Frakturen umfasst die Verwendung eines intramedullären Nagels, welcher in den medullären Kanal des Femurs eingeführt und darin mittels einer Vielzahl verschiedener Verfahren befestigt wird. Nach dem vollständigem Ausheilen des Knochens an der Bruchstelle kann der Nagel durch ein am proximalen Ende des Femur gebohrtes Loch entfernt werden. Eine breite Vielfalt von Geräten wurden über die Jahre zur Verwendung bei der internen Fixierung von femoralen Frakturen entwickelt, die das Verfahren von intramedullärer Stabilisierung und Ruhigstellung verwenden. Während eine Vielzahl technologischer Fortschritte im Bereich intramedullärer Fixierung femoraler Frakturen gemacht wurden, verbleiben mehrere Problembereiche.
Eines dieser Probleme entsteht aus dem Umstand, dass die meisten derzeit erhältlichen intramedullären Fixierungssysteme an eine spezifische Art femoraler Fraktur angepasst sind, was in einer großen Anzahl hochspezialisierter Anordnungen resultiert. Dies hat zur der unvorteilhaften Konsequenz geführt, dass Krankenhäuser und Traumazentren einen großen Lagerbestand aufsteigender Nagel-Längen mit vielfältigen Anordnungen und Zusatzteilen bereithalten müssen, um eine beliebige und mannigfaltige Patientengruppe zu versorgen. Ein solch großer Lagerbestand, um alle erwarteten Eventualitäten behandeln zu können, ist nicht nur aufwendig, sondern auch sehr teuer. Auch ist die Möglichkeit von Fehlern während des Auswählens und Implantierens des Fixiergerätes durch den Chirurg erhöht. Auf ähnliche Weise werden die mit den vielfältigen Verfahren intramedullärer Fixierung verbundenen Kosten der Lagerhaltung drastisch erhöht, und können im Fall von kleinen medizinischen Einrichtungen das Wechseln auf ein weniger kostspieliges und potenziell weniger effektives Verfahren zur Behandlung femoraler Frakturen erfordern.
Ein weiteres Problem kann sich aus intramedullären Stabsystemen ergeben, die verwendet werden, um speziell Frakturen des Halses oder Kopfes des Femurs zu behandeln. Diese Geräte beinhalten typischerweise ein transversales Fixierungsglied (Nagel, Stift, Schraube, etc.) welches angepasst ist, entlang der longitudinalen Achse des femoralen Halses so angeordnet zu werden, dass sein vorderer Endabschnitt im femoralen Kopf eingebettet ist, um den femoralen Kopf zu greifen und dadurch die Bruchstelle zu stabilisieren. Das Fixierungsglied ist funktionsgemäß mit dem intramedullären Stab verbunden, um eine starre Beziehung zwischen dem Fixierglied und dem Stab aufrechtzuerhalten. Unglücklicherweise verhindert diese strukturelle Verbindung nicht immer eine rotierende oder translationale Bewegung des Fixiergliedes bezüglich des intramedullären Stabs als Reaktion auf Kräfte, die üblicherweise aus den normalen Aktivitäten eines genesenden Patienten folgen. Zusätzlich sind die in diesen Geräten verwendeten intramedullären Stäbe typischerweise zur Verwendung mit dieser einen Fixieranwendung spezialisiert, und können nicht in anderen Anwendungen verwendet werden. Dadurch werden die mit dem Halten erhöhter Lagerbestände verbundenen Kosten wesentlich erhöht. Falls es darüber hinaus gewünscht ist, den Winkel des Fixierungsgliedes mit Bezug auf den Stab zu verändern, müssen typischerweise wesentliche Veränderungen entweder am Fixierglied oder am Stabglied durchgeführt werden, um sie an eine solche Winkelveränderung anzupassen, was wieder das Niveau der Lagerbestände und die zugeordneten Lagerhaltungskosten nach oben treibt.
In noch einem anderen Problembereich ist es gelegentlich notwendig, transversal verriegelnde Knochenschrauben zu verwenden, um den Stab in einer Position bezüglich des Femurs zu verriegeln. Um die Schrauben daran zu hindern, sich zu lösen, können Sicherungsmuttern auf die distalen Enden der Verriegelungsschrauben aufgedreht werden. Unglücklicherweise erfordert die Anbringung von Sicherungsmuttern auf den Enden der Verriegelungsschrauben zusätzliche chirurgische Einschnitte und ruft häufig eine Reizung des weichen Gewebes hervor.
In noch einem weiteren Problembereich kann, wenn ein intramedullärer Stab in den medullären Kanal eingesetzt und mittels zweier oder mehrerer Knochenschrauben am Femur verankert wird, trotz aller Bemühungen des Chirurgen, die Bruchstelle in Folge des Einsetzens des Stabes entweder zu stark zusammengedrückt oder zu stark entfernt sein. Unglücklicherweise ist es mit konventionellen intramedullären Stäben praktisch unmöglich, den Grad der Entfernung oder des Zusammenpressens einzustellen, ohne zuerst eine oder mehrere der Knochenschrauben zu lösen und die Bruchstelle manuell aufzuweiten oder zusammenzudrücken. Der intramedulläre Stab muss dann neu am Femur verankert werden, indem die Knochenschrauben an unterschiedlichen Positionen entlang des Femurs neu eingesetzt werden.
Daher besteht ein Bedarf für Knochenbehandlungstechniken, um diese Probleme anzugehen. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf und stellt weitere Nutzen und Vorzüge auf einen neuartige und nicht naheliegende Weise bereit.
Beispiele bekannter Systeme für die Behandlung von Knochenfrakturen sind in DE 87 12 991 U1 , US 5,032,125 , US 5,549,610 und US 5,653,709 beschrieben.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf Techniken zum Behandeln von Knochenfrakturen gerichtet. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein System zur Behandlung von Knochenfrakturen bereit, welches die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aufweist. Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Die vorliegende Erfindung ist daher zur Behandlung eines Knochenbruches mittels eines eine Öffnung begrenzenden Nagels, und eines Transversalglieds, welches einen knocheneingreifenden Abschnitt und einen Verbindungsabschnitt umfasst, angepasst. Der Verbindungsabschnitt begrenzt ein Durchgangsloch und der Nagel ist so bemessen, dass er durch das Durchgangsloch passieren kann. Ein Stift ist verstellbar mit dem Transversalglied verbunden, um das Transversalglied starr an dem Nagel zu befestigen.
In einer Anwendung der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren das Bilden eines ersten Lochs in einem Femur transversal zum medullären Kanal und das Einführen eines Transversalglieds durch das erste Loch. Das Transversalglied beinhaltet ein Durchgangsloch, welches bezüglich des medullären Kanals des Femurs positioniert und vorzugsweise mit diesem ausgerichtet ist. Das Verfahren beinhaltet weiterhin das Bilden eines zweiten Lochs, welches den medullären Kanal schneidet, und das Einsetzen eines intramedullären Nagels in den medullären Kanal durch das zweite Loch. Der Nagel passiert durch das Durchgangsloch des Transversalglieds. Der Nagel kann eine mit dem Transversalglied ausgerichtete Öffnung beinhalten, um eine starre Befestigung des Transversalgliedes durch Befestigung eines an dem Transversalglied in der Nagelöffnung befestigten Stiftes zu ermöglichen. Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Knochenbruch-Behandlungssystem bereitzustellen. Vorzugsweise kann dieses System verwendet werden, um Frakturen des Femurs zu behandeln.
Zusätzlich oder alternativ dazu ist es ein weiteres Ziel, ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von Knochenfrakturen, insbesondere Frakturen länglicher Knochen wie dem Femur, bereitzustellen.
Zusätzlich oder alternativ dazu ist es noch ein weiteres Ziel, die Komplexität und die mit der Behandlung von Knochenfrakturen verbundenen Lagerhaltungskosten zu reduzieren.
Weitere Ziele, Merkmale, Formen, Ausführungsformen, Aspekte, Vorzüge und Nutzen der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der folgenden schriftlichen Beschreibung und den begleitenden Figuren offenbart.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine Seitenansicht, teilweise als Schnittansicht, eines Stabsystems eines vergleichbaren Beispiels mit einem in einer antigraden Position gezeigten Transversalglied.
2 ist eine Seitenansicht, teilweise als Schnittansicht, des Systems aus 1 mit dem Transversalglied in einer retrograden Position.
3 ist eine Seiten-Teilansicht des proximalen Endabschnitts der Stäbe der 1 und 2.
4 ist eine Seiten-Teilansicht der Hülse der 1 und 2.
5 ist eine Seiten-Teilansicht des proximalen Endabschnitts des in 3 gezeigten Stabes und der Hülse aus 4, die mit dem Verriegelungsglied der 1 und 2 zusammengebaut sind.
6 ist eine Seitenansicht, teilweise als Schnittansicht, eines Stabsystems der vorliegenden Erfindung, die in den Hals und Kopf eines Femur implantiert wurde.
7 ist eine Teil-Schnittansicht des proximalen Endabschnitts des Systems von 6.
8a ist eine Seitenansicht des winkelfesten Stifts aus 7.
8b ist eine Endansicht des winkelfesten Stifts aus 7.
9 ist ein Teil einer Seiten-Schnittansicht des proximalen Endes noch eines weiteren Systems der vorliegenden Erfindung mit einem unter 135° bezüglich eines Stabs angeordneten variabel-winkligen Stifts.
10a ist eine Seitenansicht des vorderen Abschnitts des variabel-winkligen Stifts aus 9.
10b ist eine Endansicht des vorderen Abschnitts des variabel-winkligen Stifts aus
9, welche entlang der Linie 10B-10B aus 10a aufgenommen wurde.
11a ist eine Seitenansicht des hinteren Abschnitts des variabel-winkligen Stifts aus 9.
11b ist eine Endansicht des hinteren Abschnitts des variabel-winkligen Stifts aus 9, die entlang der Sichtlinie 11B-11B aus 11a aufgenommen wurde.
12 ist ein Teil einer Seiten-Schnittansicht des proximalen Endes des Systems aus 9, welches den variabel-winkligen Stift in 140° bezüglich des Stabs zeigt.
13 ist eine Seitenansicht, teilweise als Schnittansicht, eines weiteren vergleichbaren Beispiel-Stabsystems, welches die Implantation eines intramedullären Nagels, der in einer retrograden Direktion eingesetzt wird, veranschaulicht.
14 ist ein Teil einer Seiten-Schnittansicht des proximalen Endabschnitts eines vergleichbaren Beispiel-Systems.
15 ist eine Seitenansicht, teilweise als Schnittansicht, eines weiteren vergleichbaren Beispiel-Stabsystems zur Durchführung einer Ablenkung einer Knochenfraktur.
16 ist ein Teil einer Seiten-Schnittansicht des proximalen Endabschnitts des Stabs von 15.
17 ist ein Teil einer Seiten-Schnittansicht des proximalen Endabschnitts des Systems aus 15, welches eine erste Funktionsposition veranschaulicht.
18 ist ein Teil einer Seiten-Schnittansicht des proximalen Endabschnitts des System aus 15, welches eine zweite Funktionsposition veranschaulicht.
19 ist eine Seitenansicht, teilweise als Schnittansicht, eines zusätzlichen vergleichbaren beispielhaften intramedullären Stabsystems zur Durchführung des Zusammendrückens einer Knochenfraktur.
20 ist ein Teil einer Seiten-Schnittansicht des proximalen Endabschnitts des Systems aus 19, welches eine erste Funktionsposition veranschaulicht.
21 ist ein Teil einer Seiten-Schnittansicht des proximalen Endabschnitts des Systems aus 19, welches eine zweite Funktionsposition veranschaulicht.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Um ein Verständnis der Prinzipien der Erfindung zu fördern, wird nun Bezug genommen auf die Ausführungsformen und vergleichbaren Beispiele, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, und Fachsprache wird verwendet, diese zu beschreiben. Es ist trotzdem offenbar, dass dadurch keine Beschränkung des Bereichs der Erfindung bezweckt wird, und dass alle Veränderungen und weitere Modifikationen in den veranschaulichten Ausführungsformen, und alle weiteren Anwendungen der hierin veranschaulichten Erfindung betrachtet werden, wie es einem Fachmann desjenigen Fachs, auf welches sich die Erfindung bezieht, normalerweise ersichtlich wäre.
1 bis 2 zeigen ein intramedulläres System 10 gemäß einem vergleichbaren Beispiel. System 10 ist in dem Femur 12 implantiert gezeigt und beinhaltet einen länglichen intramedullären Stab oder Nagel 14 und ein knocheneingreifendes Glied 18. Das System 10 beinhaltet auch Befestiger 20 und verriegelnde Knochenschrauben 22a, 22b. 1 veranschaulicht System 10, wie es in einer ersten verriegelnden Konfiguration verwendet wird, wobei das knocheneingreifende Glied 18 in einer antegraden Richtung innerhalb des Femurs 12 platziert ist. 2 veranschaulicht eine zweite verriegelnde Konfiguration des Systems 10; wobei das knocheneingreifende Glied 18 in einer retrograden Position innerhalb des Femurs 12 platziert ist. Die Spitze des großen Trochanters 12a, der Hals 12b, und der Kopf 12c von Femur 12 sind in 1 und 2 bezeichnet. Obwohl das System 10 in einen menschlichen Femur implantiert 12 gezeigt ist, könnte das System 10 auch in Verbindung mit anderen Knochen verwendet werden, wie einem Fachmann ersichtlich wäre, umfassend, aber nicht beschränkt auf Tibia, Numerus, Radius, Ulna und Fibula.
Der Nagel 14 beinhaltet einen proximalen Endabschnitt 14a und einen distalen Endabschnitt 14b. Der Nagel 14 begrenzt auch eine Längs-Mittelachse L₁, die entlang des Nagels 14 zwischen dem proximalen Endabschnitt 14a und dem distalen Endabschnitt 14b verläuft. Zur Anwendung an einem Femur eines erwachsenen Menschen weist der proximale Endabschnitt 14a vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 11 bis 13 mm auf. Der Durchmesser des Rests des Nagels 14 kann in Abhängigkeit von den Erfordernissen des Fixierungsverfahrens und der Vorlieben des Chirurgen variieren. Während der Nagel 14 einen allgemeinen kreisförmigen Querschnitt aufweist, sind andere passende Formen ebenfalls umfasst, wie einem Fachmann ersichtlich wäre.
Zusätzlich Bezug nehmend auf 3 bis 5, begrenzt der Abschnitt 14b des Nagels 14 allgemein parallele transversale Bohrlöcher 24a, 24b, die bemessen sind, jeweils die verriegelnden Knochenschrauben 22a, 22b in sich aufzunehmen. Der distale Endabschnitt 14b umschließt auch das transversale Bohrloch 24c, welches allgemein senkrecht zu den transversalen Bohrlöchern 24a, 24b ausgerichtet und bemessen ist, die verriegelnde Knochenschraube 22c (nicht gezeigt) aufzunehmen. Der proximale Endabschnitt 14a begrenzt eine Öffnung 26 und ein mit einem Gewinde versehenes Bohrloch 28, die sich beide durch den Nagel 14 allgemein transversal zur Achse L₁ von einer ersten Seite 14c zur einer zweiten Seite 14d erstrecken. Seite 14c liegt allgemein Seite 14d gegenüber. Der proximale Endabschnitt 14a begrenzt auch ein mit einem Gewinde versehenes longitudinales Bohrloch 29, welches sich allgemein entlang der Achse L₁ zum Aufnehmen von Instrumenten (nicht gezeigt) zum Einsetzen und Entfernen des Nagels erstreckt, wobei die Instrumente verwendet werden, um den Nagel 14 in den Femur 12 hinein- und aus ihm heraus zu führen. Der Nagel 14 begrenzt auch eine longitudinale Passage 30, die das Bohrloch 29 schneidet und sich allgemein entlang der Achse L₁ erstreckt, um die optionale Verwendung eines Führungsdrahtes (nicht gezeigt) zu berücksichtigen, um das Einsetzen des Nagels 14 in den Femur 12 zu unterstützen.
Spezieller Bezug nehmend auf 3 und 5, ist die Öffnung 26 durch die untere Oberfläche 31 gegenüber der oberen Oberfläche 32 abgegrenzt. Die untere Oberfläche 31 beinhaltet eine erste abgewinkelte Oberfläche 31a, die allgemein parallel zur transversalen Achse T₁ ausgerichtet ist. Die obere Oberfläche 32 beinhaltet eine zweite abgewinkelte Oberfläche 32a, die zur ersten abgewinkelten Oberfläche 31a entlang der Achse T₁ versetzt ist. Die abgewinkelten Oberflächen 31a, 32a sind allgemein parallel zur transversalen Achse T₁. Die transversale Achse T₁ ist in einem schiefen Winkel α₁ bezüglich der longitudinalen Achse L₁ des Nagels 14 ausgerichtet.
Winkel α₁ liegt vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 120° bis 150°, wobei der weiter bevorzugte Winkel ungefähr 135° beträgt. Die erste abgewinkelte Oberfläche 31a und die zweite abgewinkelte Oberfläche 32a wirken zusammen, um den allgemein in einem Winkel α₁ bezüglich der Achse L₁ ausgerichteten Pfad 33 zu begrenzen. Der erste Pfad 33 ist bemessen, das knocheneingreifend Glied 18 in sich aufzunehmen.
Die untere Oberfläche 31 beinhaltet auch eine dritte abgewinkelte Oberfläche 31b, die allgemein parallel zur transversalen Achse T₁ ausgerichtet ist. Die obere Oberfläche 32 beinhaltet eine vierte abgewinkelte Oberfläche 32b, die allgemein von der dritten abgewinkelten Oberfläche 31b entlang der Achse T₂ verschoben ist, welche auch allgemein parallel zur transversalen Achse T₂ verläuft. Im Vergleich zu 2 ist die transversale Achse T₂ auch in einem spitzen Winkel α₂ bezüglich der longitudinalen Achse L₁ des Nagels 14 ausgerichtet. Der Winkel α₂ liegt vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 120° bis 150°, mit einem weiter bevorzugten Winkel von ungefähr 135°. Die dritte abgewinkelte Oberfläche 31b und die vierte abgewinkelte Oberfläche 32b wirken zusammen, um einen Pfad 34 zu begrenzen, der allgemein in einem Winkel α₂ relativ zur Achse L₁ ausgerichtet ist. Der zweite Pfad 34 ist bemessen, das knocheneingreifende Glied 18 in sich aufzunehmen.
Die erste abgewinkelte Oberfläche 31a und die dritte abgewinkelte Oberfläche 31b wirken zusammen, um einen ersten Vorsprung 35 zu begrenzen, der sich einer longitudinalen Richtung erstreckt, die die Öffnung 26 innerhalb des Nagels 14 in einer Richtung entlang der Achse L₁ einengt. Auf ähnliche Weise wirken die zweite abgewinkelte Oberfläche 32a und die vierte abgewinkelte Oberfläche 32b zusammen, um einen zweiten Vorsprung 36 zu begrenzen, der sich in einer longitudinalen Richtung allgemein gegenüber dem ersten Vorsprung 35 erstreckt, um die Öffnung 26 innerhalb des Nagels 14 entlang der Achse L₁ in eine Richtung weiter einzuengen. In einer bevorzugten Ausführungsform definiert jeder Vorsprung 35, 36 eine Spitze, woraus sich ein konvergent-divergenter Hals 36a ungefähr auf halber Strecke zwischen den Seiten 14c und 14d des Nagels 14 ergibt. Der erste Vorsprung 35 und der zweite Vorsprung 36 könnten jedoch alternativ auch jede andere geometrische Anordnung begrenzen, wie dem Fachmann ersichtlich wäre. Beispielsweise könnten der erste Vorsprung 35 und der zweite Vorsprung 36 abgerundet sein. Desgleichen könnten in alternativen Ausführungsformen eine oder mehrere der Vorsprünge 35, 36 fehlen. Während die abgewinkelten Oberflächen 31a, 31b, 32a, 32b allgemein konkav sind, um das Glied 18 zu komplementieren, werden andere Formen auch eingeschlossen, wie dem Fachmann ersichtlich wäre. Beispielsweise könnten die abgewinkelten Ober flächen 31a, 31b, 32a, 32b flach sein oder andere, der äußeren Oberfläche des knocheneingreifenden Gliedes 18 entsprechende Anordnungen haben.
Bezüglich 4 ist die Hülse 16 des Systems 10 darin veranschaulicht. Die Hülse 16 hat eine allgemein zylindrische Form und begrenzt ein proximales Ende 16a, ein distales Ende 16b und eine Seitenwand 37. Die Hülse 16 ist bemessen, über das proximale Ende des Nagels 14 zu passen, wie in 3 gezeigt ist. Das distale Ende 16b ist offen, um die Passage des proximalen Endabschnitts 14a durch sich hindurch zu berücksichtigen. Die Hülse 16 begrenzt auch ein nach innen abgeschrägtes Ende 38, welches am distalen Ende 16b endet, um einfaches Gleiten der Hülse 16 durch Knochen zu erlauben. Das proximale Ende 16a begrenzt eine Öffnung 39, um einen Zugang zu dem mit einem Gewinde ausgestatteten Bohrloch 29 zu erlauben und so eine Passage von Instrumenten (nicht gezeigt) zum Einsetzen und Entfernen des Nagels zu berücksichtigen. Die Seitenwand 37 begrenzt die versetzten Ausschnitte 40a, 40b, die auf entgegengesetzten Seiten der Hülse 16 positioniert sind. Die Ausschnitte 40a, 40b sind allgemein kreisförmig und ausgerichtet und bemessen, das knocheneingreifende Glied 18 durch sich hindurch aufzunehmen.
Bezüglich 5 ist in dieser das knocheneingreifende Glied veranschaulicht. Das knocheneingreifende Glied 18 beinhaltet einen proximalen Endabschnitt 18a und einen distalen Endabschnitt 18b. Das knocheneingreifende Glied 18 hat einen allgemein kreisförmigen Querschnitt und vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 5,5 bis 6,5 mm für Anwendungen, die gebrochene Femure erwachsener Menschen behandeln. Der distale Endabschnitt 18b beinhaltet ein Mittel zum starren Eingreifen und Fassen von Knochen 44. Das knocheneingreifende Glied 18 kann eine Knochenschraube mit einem ein Gewinde aufweisenden Endabschnitt 18b sein, wie in 5 gezeigt, oder eine Knochenklinge mit einem distalen Endabschnitt 18b, der durch eine spiralförmige Drehung (nicht gezeigt) aus einer Platte gebildet ist. Alternativ dazu kann der Endabschnitt 18b anderweitig konfiguriert sein, um in den Knochen einzugreifen, wie es Fachmännern ersichtlich ist.
Wie in 5 veranschaulicht, werden, wenn die Hülse 16 über den proximalen Endabschnitt 14a des Nagels 14 gepasst wird, die Ausschnitte 42a, 42b der Hülse 16 positioniert mit der Öffnung 26 des Nagels 14 ausgerichtet. Ein Befestiger 20 wird durch den Ausschnitt 42a geführt und in das Bohrloch 28 geschraubt, um dadurch die Hülse 16 am Nagel 14 lösbar zu sichern. Ein weiterer Befestiger 20 wird durch den Ausschnitt 42b geführt und in das Bohrloch 28 eingeschraubt, um die Hülse 16 weiter am Nagel 14 zu sichern. Während zwei Befestiger 20 gezeigt sind, um die Hülse 16 am Nagel 14 lösbar zu befestigen, ist auch eingeschlossen, dass ein einziger Befestiger verwendet werden kann, um die Hülse 16 ausreichend am Nagel 14 zu sichern. Um eine Behinderung bei der optionalen Verwendung eines Führungsdrahtes (nicht gezeigt), um beim Einsetzen des Nagels 14 in den Femur 12 zu helfen, zu vermeiden, hat der Befestiger 20 eine Länge, die das Bohrloch 28 weit genug durchdringt, um die Hülse 16 am Nagel 14 zu sichern, aber ohne die longitudinale Passage 30 zu blockieren. In noch weiteren Ausführungsformen können einer oder mehrere der Befestiger 20, das Bohrloch 28 und der Ausschnitt 42a, 42b überhaupt nicht verwendet werden.
Insbesondere kann, indem die Hülse 16 um 180° bezüglich des Nagels 14 gedreht wird, das System 10 von einer antegraden Ausrichtung des knocheneingreifenden Gliedes 18 in eine retrograde Ausrichtung umkonfiguriert werden, oder umgekehrt. Gleichermaßen können, ungeachtet, welche verriegelnde Konfiguration verwendet wird, die selben Komponenten des Systems 10 verwendet werden, um entweder einen linken oder einen rechten Femur zu behandeln, indem einfach die Hülse 16 um 180° bezüglich des Nagels 14 umgedreht wird. Dementsprechend werden die Ausschnitte 40a, 40b der Hülse 16 neu positioniert, um mit dem Pfad 34 durch die Öffnung 26 des Nagels 14 entlang der transversalen Achse T₂ ausgerichtet zu sein. Zusammen begrenzen die Ausschnitte 40a, 40b und die Öffnung 26 den Durchgang 52, der mit dem Pfad 34 übereinstimmt. Der Durchgang 52 ist auf einer Seite durch eine dritte abgewinkelte Oberfläche 31b und an einer weiteren Seite durch eine vierte abgewinkelte Oberfläche 32b (siehe 3 und 5) abgegrenzt. Wird das knocheneingreifende Glied 18 verschiebbar innerhalb des Durchgangs 52 aufgenommen und entlang der transversalen Achse T₂ geführt, bildet das knocheneingreifende Glied 18 eine aneinander angrenzende Beziehung mit einem oder beiden der dritten und vierten abgewinkelten Oberfläche 31b, 32b. Vorzugweise ist diese Beziehung zur Kraftübertragung geeignet und befestigt das Glied 18 allgemein bezüglich einer Rotation um die Achse L₁ oder einer Translation entlang der Achse L₁.
In anderen Ausführungsformen des Systems 10 kann die winklige Ausrichtung des knocheneingreifenden Glieds 18 bezüglich der Achse L₁ variiert werden, indem die Konfiguration der Hülse verändert wird. Insbesondere können die Ausschnitte 40a, 40b in einem anderen Winkel als α₁ ausgerichtet werden. In diesen Ausführungsformen fällt der erste Durchgang 50 nicht entlang der transversalen Achse T₁ des Nagels 14. Daher wird, wenn das knocheneingreifende Glied 18 verschiebbar innerhalb des ersten Durchgangs 50 aufgenommen wird, das knocheneingreifende Glied 18 entweder den ersten Vorsprung 35 oder den zweiten Vorsprung 36 berühren, aber keine aneinander angrenzende Beziehung mit der ersten abgewinkelten Oberfläche 31 oder der zweiten abgewinkelten Oberfläche 32 bilden. Die alternative Anordnung ist jedoch immer noch in der Lage, das knocheneingreifende Glied 18 axial und rotational bezüglich Nagel 14 zu halten.
Wieder Bezug nehmend auf die 1 und 2, wird folgend eine dem System 10 entsprechende Femur-Implantationsprozedur beschrieben. Die Implantationsprozedur beinhaltet allgemein das Bilden eines longitudinalen Lochs in den medullären Kanal hinein und parallel zu ihm aus einer Position leicht medial zur Spitze des großen Trochanters 12a. Das longitudinale Loch ist bemessen, den Nagel 14 in sich aufzunehmen. Vorzugsweise wird das longitudinale Loch durch Bohren gebildet. Die Hülse 16 wird über den proximalen Endabschnitt 14a des Nagels 14 gepasst und die Hülse 16 wird am Nagel 14 befestigt, indem die Befestiger 20 in das Bohrloch 28 eingeschraubt werden. Wie oben ausgeführt, kann das System 10 entweder in einer ersten oder einer zweiten verriegelnden Konfiguration verwendet werden, abhängig von der rotationalen Ausrichtung der Hülse 16 bezüglich des Nagels 14.
1 veranschaulicht das System 10 in einer ersten verriegelnden Konfiguration entsprechend einer antegraden Konfiguration für den dargestellten Femur 12. In dieser ersten verriegelnden Konfiguration wird die Hülse 16 am Nagel 14 so befestigt, dass die Ausschnitte 40a, 40b bezüglich der Öffnung 26 des Nagels 14 positioniert sind, um den Durchgang 53 entlang der transversalen Achse T₂ zu begrenzen. Der Nagel 14 wird mit der an ihm befestigten Hülse 16 durch das longitudinale Loch und in den medullären Kanal eingesetzt. Ein transversales Loch wird durch den Femur 12 quer zum medullären Kanal entsprechend der transversalen Achse T₂ gebildet. Das transversale Loch schneidet den medullären Kanal und ist bemessen, das knocheneingreifende Glied 18 in sich aufzunehmen. Vorzugsweise wird das transversale Loch durch Bohren gebildet. Das knocheneingreifende Glied 18 wird in das transversale Loch und durch den durch Nagel 14 und die Hülse 16 gebildeten Durchgang 52 eingesetzt. Als ein Ergebnis wird das Glied 18 vorzugsweise bezüglich Translation entlang der Achse L₁ oder Rotation um die Achse L₁ gesichert. Wenn es im Durchgang 52 aufgenommen wird, erstreckt sich das Glied 18 allgemein von einem Femur-Eintrittspunkt leicht lateral zum großen Trochanter 12a zum Endpunkt unterhalb der Basis des Halses 12b. Allgemein parallele Bohrlöcher werden durch den Femur 12 transversal zum medullären Kanal und allgemein senkrecht zur Achse L₁ gebildet, um mit den transversalen Bohrlöchern 24a, 24b des Nagels 14 ausgerichtet zu sein. Vorzugsweise werden diese Bohrlöcher ebenfalls durch Bohren gebildet. Der Nagel 14 wird weiter in seiner Position verriegelt, indem die verriegelnden Knochen schrauben 22a, 22b durch den Femur 12 und in die transversalen Bohrlöcher 24a, 24b des Nagels 14 eingeschraubt werden.
2 und 5 veranschaulichen System 10 in einer zweiten verriegelnden Konfiguration, die einer retrograden Anordnung bezüglich des dargestellten Femur 12 entsprechen. In dieser zweiten verriegelnden Konfiguration ist die Hülse 16 am Nagel 14 so gesichert, dass die Ausschnitte 40a, 40b bezüglich der Öffnung 26 des Nagels 14 so positioniert sind, dass sie den Durchgang 50 entlang der transversalen Achse T₁ begrenzen. Auf den medullären Kanal wird allgemein auf die gleiche Weise zugegriffen, wie in Verbindung mit 1 beschrieben. Der Nagel 14 wird mit der in ihm befestigten Hülse 16 durch das longitudinale medial zum großen Trochanter 12a verlaufende Loch hindurch und in den medullären Kanal eingesetzt. Ein transversales Loch wird in den Femur 12 quer zum medullären Kanal entsprechend der transversalen Achse T₁ gebohrt und bemessen, das knocheneingreifende Glied 18 in sich aufzunehmen. Das knocheneingreifende Glied 18 wird in das transversale Loch durch den Durchgang 50 eingesetzt. Derart angeordnet, erstreckt sich das Glied 18 allgemein durch den Hals 12b in den Kopf 12c. Allgemein parallele Bohrlöcher werden durch den Femur 12 quer zum medullären Kanal und allgemein senkrecht zur Achse L1 gebildet. Diese Bohrlöcher werden allgemein mit den transversalen Bohrlöchern 24a, 24b des Nagels 14 ausgerichtet. Der Nagel 14 wird durch Einsetzen der verriegelnden Knochenschrauben 22a, 22b durch den Femur 12 und in die transversalen Bohrlöcher 24a, 24b des Nagels 14 weiter in Position verriegelt.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Nagels 14 beschrieben. Dieses bevorzugte Verfahren beinhaltet das Bohren eines ersten Bohrlochs durch den proximalen Abschnitt 14a in einer der transversalen Achse T₁ (die im Winkel α₁ ausgerichtet ist) entsprechenden Richtung. Dann wird ein zweites Bohrloch durch den proximalen Abschnitt 14a gebohrt, das der transversalen Achse T₂ (die in einem Winkel α₂ ausgerichtet ist) entspricht, und welches das erste Bohrloch an einem Punkt schneidet, der allgemein der Mittellinie des Nagels 14 entspricht. Das erste und das zweite Bohrloch sind jeweils bemessen, das knocheneingreifende Glied 18 in sich aufzunehmen. Das erste Bohrloch begrenzt dadurch die erste abwinkelte Oberfläche 31a und die zweite abgewinkelte Oberfläche 32a, und das zweite Bohrloch begrenzt dadurch die dritte abgewinkelte Oberfläche 31b und die vierte abgewinkelte Oberfläche 32b. Das verbleibende Material zwischen der unteren Oberfläche 31 und der oberen Oberfläche 32 kann dann entfernt werden, um die Öffnung 26, welche die Vorsprünge 35, 36, wie dargestellt aufweist, durch den Nagel 14 zu bilden.
6 stellt ein intramedulläres System 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wobei gleiche Referenzzeichen gleiche, oben in Verbindung mit System 10 beschriebene Merkmale repräsentieren. Das System 100 ist implantiert in Femur 12 gezeigt und beinhaltet den intramedullären Stab oder Nagel 14, das Transversalglied 102, den Stift 103, die Verriegelungsschraube 104 und die Anschlagsschraube 105. Das System 100 beinhaltet auch die verriegelnden Knochenschrauben 22a, 22b. Obwohl das System 100 implantiert in den menschlichen Femur 12 gezeigt ist, könnte das System 100 auch in Verbindung mit anderen Knochen, einschließlich das Tibia, Numerus, Radius, Ulna und Fibula, um nur einige zu nennen, verwendet werden, wie es dem Fachmann ersichtlich wäre. Während das System 100 verwendet werden könnte, die gleichen Indikationen, die System 10 in der zweiten verriegelnden Konfiguration, wie sie in 2 veranschaulicht und oben erklärt wurde, zu behandeln, wird es vorzugsweise für Frakturen des proximalen Abschnitts des Femur 12, und weiter vorzugsweise für Frakturen zwischen dem Hals 12b und dem Kopf 12c verwendet. Die selben Komponenten des Systems 100 können verwendet werden, entweder einen rechten oder einen linken Femur zu behandeln, indem das Transversalglied 102 bezüglich des Nagels 14 um 180° gedreht wird.
Die 7 bis 12 stellen zusätzliche Details bezüglich der Struktur und der Anbringung des Systems 100 bereit. Bezug nehmend auf 7 sind darin verschiedene strukturelle Details des Transversalgliedes 102 und des Stifts 103 gezeigt. Das Transversalglied 102 begrenzt eine longitudinale Mittelachse 12 und beinhaltet einen tonnenförmigen Verbindungsabschnitt 106 und einen knocheneingreifenden Abschnitt 108. Der Verbindungsabschnitt 106 ist allgemein zylindrisch und weist eine Seitenwand 110 auf. Die Seitenwand 110 begrenzt einen Durchgang 12, der sich allgemein entlang der Achse 12 erstreckt. Der Verbindungsabschnitt 106 beinhaltet außerdem einen proximalen Abschnitt 106a und einen distalen Abschnitt 106b. Der proximale Abschnitt 106a beinhaltet einen mit einem Innengewinde versehenen Abschnitt 114, der sich entlang eines Abschnitts des Durchgangs 112 erstreckt. Der distale Abschnitt 106b begrenzt eine äußere, nach innen zulaufende Abschrägung 116, um eine Bewegung durch den Knochen zu erleichtern, wenn das Transversalglied 112 in den Femur 12 vorgeschoben wird. Der distale Abschnitt 106b begrenzt außerdem einen inneren Rückhalterand 118, um den knocheneingreifenden Teil 108 provisorisch in verschiebbarem Eingriff mit dem Verbindungsabschnitt 106 zu halten, dessen Betätigung aus dem Folgenden klar werden wird.
Ein Durchgangsloch 120 ist durch den Verbindungsabschnitt 106 gebildet. Das Durchgangsloch 120 ist allgemein zylindrisch und hat einen leicht größeren Durch messer als der äußere Durchmesser des proximalen Abschnitts 14a des Nagels 14. Alternativ dazu könnte das Durchgangsloch 120 elliptisch sein oder jede andere dem proximalen Abschnitt 14a des Nagels 14 entsprechende Form aufweisen. Zusätzlich könnten das Durchgangsloch 120 und der Abschnitt 14a des Nagels 14 asymmetrisch und von ähnlichem Profil sein, um eine Drehbewegung des Transversalgliedes 102 bezüglich des Nagels 14 zu verhindern, wenn der proximale Abschnitt 14a im Durchgangsloch 120 aufgenommen wird. Wären in ähnlicher Weise das Durchgangsloch 120 und der Abschnitt 14a des Nagels 14 beide in der gleichen Richtung und ungefähr im gleichen Winkel abgeschrägt, so würde die daraus folgende starre Verbindung zwischen dem Transversalglied 102 und dem Nagel 14 helfen, eine Drehbewegung zu verhindern.
Das Durchgangsloch 120 ist durch den Verbindungsabschnitt 102 gebildet, um eine gewählte winklige Beziehung mit der Achse L₁ bereitzustellen, wenn der Nagel 14 hindurch passiert. Diese Beziehung entspricht einem Winkel α₃ zwischen den Achsen L₁ und L₂ und liegt vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 130° bis 140°. Weiter vorzugsweise ist der Winkel α₃ für das System 100 ungefähr 135° und ist gleich dem in 6 gezeigten Winkel α₂. Wie aus einer späteren Erklärung klar werden wird, entspricht der Winkel α₃ dem Fixierungswinkel zwischen dem Transversalglied 102 und dem Nagel 14.
Der knocheneingreifende Abschnitt 108 beinhaltet einen proximalen Abschnitt 108a und einen distalen Abschnitt 108b. Ein in den Knochen eingreifendes und klemmendes Gewinde 122 ist auf dem distalen Abschnitt 108b gebildet. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein anderes knochenklemmendes Mittel verwendet werden, wie eine Knochenklinge mit einem distalen Abschnitt 108b, der durch eine schraubenförmigen Drehung aus einer Platte gebildet wurde, oder solch andere Mittel, wie es dem Fachmann ersichtlich wäre. Der proximale Abschnitt 108a beinhaltet eine sechseckige Vertiefung 128 zum Aufnehmen eines Betätigungswerkzeugs (nicht gezeigt), wie einen Inbusschlüssel, der vorzugsweise geeignet ist, den knocheneingreifenden Abschnitt 108 in den Hals 12b und den Kopf 12c des Femurs 12 einzutreiben. Der knocheneingreifende Abschnitt 108 begrenzt einen Durchgang 126, der sich durch ihn hindurch und allgemein entlang der Achse 12 erstreckt, um die optionale Verwendung eines Führungsdrahtes (nicht gezeigt), um das Einsetzen des knocheneingreifenden Abschnitts 108 in den Knochen zu unterstützen, zu erlauben. Der proximale Abschnitt 108a ist bemessen, um innerhalb des Durchgangs 112 des Verbindungsabschnitts 106 aufgenommen zu werden, um eine verschiebbare Bewegung des knocheneingreifenden Abschnitts 108 allgemein entlang der Achse 12 über einen vorbestimmten Bereich zu ermöglichen. Eine Führung 128 ist auf-, zugeordnet mit- oder integral mit dem proximalen Abschnitt 108a bereitgestellt, um den knocheneingreifenden Abschnitt 108 und den Verbindungsabschnitt 106 vorübergehend in einer teleskopartigen verschiebbaren Beziehung zu halten. Die Führung 128 besteht aus einer zylindrischen Hülse, die vorzugsweise auf dem Schaft 130 des knocheneingreifenden Abschnitts 108 mit einem Laser festgeschweißt wird, nachdem sie innerhalb des Verbindungsabschnitts 106 positioniert wurde. Der äußere Durchmesser der Führung 128 ist leicht kleiner, jedoch in enger Toleranz mit dem inneren Durchmesser des Durchgangs 112.
Der Stift 103 ist innerhalb des Durchgangs 112 des Verbindungsabschnitts 106 positioniert gezeigt. Die 8a und 8b veranschaulichen zusätzlich verschiedene strukturelle Details des Stifts 103. Stift 103 hat eine longitudinale Mittelachse 13 und beinhaltet einen führenden Abschnitt 132, der integral an einem folgenden Abschnitt 134 befestigt ist. Der führende Abschnitt 132 hat einen allgemein kreisförmigen, länglichen Körper und ist bemessen, in der Öffnung 26 des Nagels 14 aufgenommen zu werden. Der führende Abschnitt 132 beinhaltet auch eine abgewinkelte, kranzförmige eingreifende Oberfläche 135, die konfiguriert ist, mit einer Oberfläche des Nagels 14 zusammenzuwirken. Die eingreifende Oberfläche 135 ist in einem Winkel α₄ bezüglich der Achse 13 ausgerichtet. Der Winkel α₄ liegt in einem Bereich von ungefähr 130° bis 145°. Stark bevorzugterweise sollte der Winkel α₄ ungefähr gleich dem Winkel α₂ sein. Der führende Abschnitt 132 beinhaltet zusätzlich eine abgeschrägte Spitze 136. Der folgende Abschnitt 134 ist mit einem mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt 137 ausgestattet, der angeordnet ist, um mit dem mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 114 des Verbindungsabschnitts 106 in Gewindeeingriff gebracht zu werden. Eine sechseckige Vertiefung 138 wird von dem folgenden Abschnitt 134 begrenzt, um ein Betätigungswerkzeug (nicht gezeigt), wie einen Inbusschlüssel, aufzunehmen, um den Stift 103 in den Abschnitt 106 vorzuschieben oder den Stift 103 vom Abschnitt 106 zu entfernen, indem er in eine zugeordnete Drehrichtung gedreht wird. In anderen Ausführungsformen hat der Stift 103 zusätzlich oder alternativ dazu verschiedene Mittel, bezüglich des Verbindungsabschnitts 106 positioniert zu werden, wie einen Klinkenmechanismus, eine Kabelanordnung oder jedes andere Verfahren, welches in der Lage ist, den Stift 103 entlang der Achse 12 zu bewegen, wie es dem Fachmann ersichtlich wäre.
Um den Stift 103 davon abzuhalten, zu wandern, wenn er einmal eine gewünschte Position innerhalb des Durchgangs 112 eingenommen hat, beinhaltet das System 100 eine Verriegelungsschraube 104. Die Verriegelungsschraube 104 ist mit einem Au ßengewinde 142 ausgestattet, welches konfiguriert ist, mit dem mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 114 des Verbindungsabschnitts 106 in Gewindeeingriff gebracht zu werden. Eine Sechskant-Vertiefung 144 wird vom folgenden Ende 146 begrenzt, um ein Betätigungswerkzeug (nicht gezeigt), wie einen Inbusschlüssel, aufzunehmen, um die Verriegelungsschraube 104 entlang des Verbindungsabschnitts 106 drehend vor zu bewegen. Die Verriegelungsschraube 104 wird entlang der Achse 12 axial vorgeschoben, bis sie fest in den folgenden Abschnitt 134 des Stifts 103 eingreift. In anderen Ausführungsformen beinhaltet das System 100 zusätzlich oder alternativ dazu andere Verriegelungsmittel, wie es einem Fachmann normalerweise ersichtlich wäre, um den Stift 103 daran zu hindern, bezüglich des Verbindungsabschnitts 106 zu wandern.
Um den Stift 103 weiter davon abzuhalten, sich zu drehen, zu lösen oder zu wandern, nachdem er einmal in einer gewünschten axialen Position innerhalb des Durchgangs 112 positioniert wurde, beinhaltet das System 100 den Gewindestift 105. Der Gewindestift 105 beinhaltet einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 150 und einen länglichen Schaftabschnitt 152. Der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 150 ist konfiguriert, mit dem Bohrloch 29 des Nagels 14 in Gewindeeingriff gebracht zu werden. Der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 150 beinhaltet außerdem eine Sechskant-Vertiefung 154 zur Aufnahme eines Betätigungswerkzeugs (nicht gezeigt), wie einen Inbusschlüssel, um den Gewindestift 105 entlang des Bohrlochs 29 durch Drehung vor zu schieben. Der längliche Schaftabschnitt 152 ist bemessen, innerhalb der longitudinalen Passage 30 des Nagels 14 aufgenommen zu werden. Der Schaft 152 begrenzt außerdem ein abgeschrägtes oder konturiertes Ende 156, welches mit einer äußeren Oberfläche eines führenden Abschnitts 132 des Stifts 103 übereinstimmt, um eine verbesserte mechanische Arretierung zwischen dem Gewindestift 105 und dem Stift 103 bereitzustellen.
Allgemein Bezug nehmend auf die 6, 7, 8a und 8b wird ein Femur-Implantationsverfahren mit Bezug auf System 100 beschrieben. Dieses Femur-Implantationsverfahren beinhaltet allgemein das Bilden eines Querdurchgangs in den Femur 12, der den Medullärkanal schneidet, und der bemessen ist, das Transversalglied 102 in sich aufzunehmen. Vorzugsweise wird der Querdurchgang durch Bohren gebildet und beginnt an der lateralen Seite des Femurs 12, erstreckt sich in den Hals 12b und endet im Kopf 12c, um das Transversalglied 102 wie in 6 gezeigt auszurichten. Wie ebenfalls in 6 gezeigt, ist es bevorzugt, dass der Transversalabschnitt einen spitzen Winkel von ungefähr der gleichen Größe wie der Winkel α₃ bezüglich der Achse L₁ oder des medullären Kanals bildet.
Anschließend wird das Transversalglied 102 durch den Transversaldurchgang eingeführt, wobei das Durchgangsloch 120 so ausgerichtet ist, dass es den medullären Kanal des Femur 12 wenigstens teilweise überlappt, und vorzugsweise so, dass es allgemein bezüglich des medullären Kanals des Femurs 12 zentriert ist. Wenigstens ein Abschnitt des knocheneingreifenden Abschnitts 108 wird in diesem Arbeitsgang in den Femur 12 eingeschraubt. Vorzugsweise wird der knocheneingreifende Abschnitt 108 in einen Abschnitt des Kopfes 12c des Femurs 12 eingeschraubt, in dem mit einem passenden Werkzeug in die Sechskant-Vertiefung 124 eingegriffen und der Abschnitt 108 in einer entsprechenden Drehrichtung allgemein entlang der Achse 12 gedreht wird.
Insbesondere wird der knocheneingreifende Abschnitt 108 teleskopartig innerhalb des Durchgangs 112 des Verbindungsabschnitts 106 aufgenommen, um eine axiale Bewegung des knocheneingreifenden Abschnitts 108 über einen vorbestimmten Bereich entlang der Achse 12 zu erlauben. Die Führung 128 wirkt mit dem inneren Rückhalterand 118 zusammen, um eine Trennung des knocheneingreifenden Abschnitts 108 vom Verbindungsabschnitt 106 zu verhindern. Das Zusammenwirken zwischen dem inneren Rückhalterand 118 und der Führung 128 bewirkt auch ein Stabilisieren des knocheneingreifenden Abschnitts 118, wodurch es die gleitende Bewegung des knocheneingreifenden Abschnitts 118 unterstützt, um das bevorzugte teleskopische Funktionieren des Transversalglieds 102 bereitzustellen. Da der Verbindungsabschnitt 106 den knocheneingreifenden Abschnitt 108 vorübergehend in einer gefesselten, teleskopischen Beziehung hält, bleibt die Ausrichtung des knocheneingreifenden Abschnitts 108 entlang der Achse 12 immer erhalten. Wenn daher verfahrensgemäß das Gewinde 122 durch den Hals 12b des Femurs 12 und in den Kopf 12c gedreht wird, wird der Kopf 12c in einer abgewinkelten Beziehung bezüglich des Transversalglieds 102 befestigt. Indem die abgewinkelte Ausrichtung zwischen dem Hals 12b und dem Kopf 12c erhalten bleibt, und es ihnen erlaubt wird, sich teleskopisch bezüglich einander zu bewegen, kann das System 100 sich an Änderungen während einer Bewegung des Patienten anpassen und den Knochenheilungsprozess beschleunigen.
Nachdem das Transversalglied 102 eingesetzt wurde, wird eine Öffnung, vorzugsweise durch Bohren, in den medullären Kanal hinein und allgemein in ihm entlang aus einer leicht medialen Position bezüglich der Spitze des großen Trochanter 12a gebildet und bemessen, den Nagel 14 in sich aufzunehmen. Der Nagel 14 wird durch das longitudinale Loch hindurch in den medullären Kanal eingesetzt. Der Nagel 14 passiert durch das Durchgangsloch 120 des Verbindungsabschnitts 106. Das Durch gangsloch 120 des Transversalgliedes 102 nimmt den Nagel 14 in engem Gleitsitz auf, wodurch es beschränkte axiale und rotationale Bewegungen des Transversalgliedes 102 entlang der Achse L₁ des Nagels 14 erlaubt. Das Transversalglied 102 wird longitudinal auf dem Nagel 14 so positioniert, dass der Durchgang 112 des Verbindungsabschnitts 106 in die Öffnung 26 des Nagels 14 einrastet. Falls gewünscht, wird der knocheneingreifende Abschnitt in diesem Arbeitsgang weiter in den Knochen vorgeschoben.
Danach wird der Stift 103 axial durch den Durchgang 112 vorgeschoben, indem mit einem angemessenen Werkzeug in die Sechskant-Vertiefung 144 eingegriffen und in eine zugeordnete Richtung gedreht wird. Wenn der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 137 des Stifts 103 in den mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 114 des Verbindungsabschnitts 106 eingreift, wird der führende Abschnitt 132 verschiebbar innerhalb der Öffnung 26 aufgenommen, um in eine oder mehrere Oberflächen 31b, 32b einzugreifen. Selbst dann, wenn der Durchgang 112 und die Öffnung 26 falsch ausgerichtet sind, erlaubt es die abgeschrägte Spitze 136 dem Stift 103 in vielen Fällen, sich selbst zu zentrieren, wodurch sie beim Einsetzen des führenden Abschnitts 132 in die Öffnung 26 hilft. Wird der Stift 103 verschiebbar innerhalb des Pfades 34 der Öffnung 26 aufgenommen und entlang der Transversalachse T₂ geführt, bildet der führende Abschnitt 132 eine aneinander angrenzende Beziehung mit einem oder mehreren der abgewinkelten Oberflächen 31b, 32b. Der Stift 103 wird daher im Winkel α₂ bezüglich der Achse L₁ ausgerichtet, wodurch er die Fixierung des Transversalgliedes 102 bezüglich des Nagels 14 unterstützt. Wird der Stift 103 weiter durch den Durchgang 112 vorgetrieben, wird die eingreifende Oberfläche 135 fest gegen den Nagel 14 gedrückt und das Transversalglied 102 wird in einer proximalen Richtung gezogen. Dementsprechend wird eine innere Oberfläche des Transversalglieds 102, die an das Durchgangsloch 120 grenzt, gegen eine äußere Oberfläche des Nagels 14 geklemmt, während sie allgemein einen Winkel α₂ des Transversalgliedes 102 bezüglich der Achse L₁ aufrecht erhält.
Nachdem das Transversalglied 102 und der Nagel 14 sicher zusammengeklemmt sind, werden allgemein parallele Passagen, vorzugsweise durch Bohren durch den Femur 12 transversal zum medullären Kanal, gebildet und mit den transversalen Bohrlöchern 24a, 24b des Nagels 14 ausgerichtet. Der Nagel 14 wird weiter in seiner Position verriegelt, indem die verriegelnden Knochenschrauben 22a, 22b durch den Femur 12 und in die Transversalbohrlöcher 24a, 24b des Nagels 14 eingesetzt werden.
Bezug nehmend auf 9, wird das System 160 in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; wobei sich Referenzzeichen ähnlich derer voriger Ausführungsformen auf ähnliche Merkmale beziehen. Das System 160 beinhaltet ein Transversalglied 102', welches mit dem Transversalglied 102 identisch ist, außer, dass der Stift 103' anstelle des Stifts 103 verwendet wird. 10a, 10b, 11a und 11b veranschaulichen ausgewählte Details des Stifts 103'. Stift 103' beinhaltet einen führenden Abschnitt 162 und einen nicht-integralen folgenden Teil 164. Der führende Abschnitt 162 hat vorzugsweise einen allgemein kreisförmigen, länglichen Körper und ist bemessen, innerhalb der Öffnung 26 des Nagels 14 aufgenommen zu werden. Der führende Abschnitt 162 beinhaltet auch eine abgewinkelte, kranzförmige eingreifende Oberfläche 165, die konfiguriert ist, mit einer Oberfläche des Nagels 14 zusammenzuwirken. Die eingreifende Oberfläche 165 ist in einem Winkel α₄ bezüglich der Achse L₄ des Stifts 103' ausgerichtet. Der führende Abschnitt 162 beinhaltet zusätzlich eine abgeschrägte Spitze 166.
Der führende Abschnitt 162 ist beweglich zum folgenden Abschnitt 164, um eine Drehbewegung des Abschnitts 162 bezüglich des Abschnitts 164 zu ermöglichen. Der folgende Abschnitt 164 beinhaltet einen mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt 167, der konfiguriert ist, in den mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 114 des Verbindungsabschnitts 106 eingeschraubt zu werden. Eine Sechskant-Vertiefung 168 wird von einem folgenden Abschnitt 164 begrenzt, um ein Betätigungswerkzeug (nicht gezeigt), wie einen Inbusschlüssel, aufzunehmen, um den Stift 103 axial entlang des Verbindungsabschnitts 106 vorzuschieben. In anderen Ausführungsformen ist Stift 103' alternativ oder zusätzlich mit unterschiedlichen Mitteln ausgestattet, um axial durch den Verbindungsabschnitt 106 vorgeschoben zu werden, wie ein Klinkenmechanismus oder eine Kabelanordnung. In noch anderen Ausführungsformen werden Techniken verwendet, wie sie einem Fachmann bekannt wären.
Der führende Abschnitt 162 hat eine longitudinale Mittelachse L₄ und der folgende Abschnitt 164 hat eine longitudinale Mittelachse 15. Anders als beim Stift 103 sind der führende Abschnitt 162 und der folgende Abschnitt 164 nicht integral und miteinander gekoppelt, um es dem führenden Abschnitt 162 zu erlauben, relativ zum folgenden Abschnitt 164 zu schwenken. Dieses Schwenken oder Beugen erlaubt eine winklige Veränderung des Abschnitts 162 bezüglich der Achse ₁₂ _. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der führende Abschnitt 162 ein Kugelgelenk 170, um die winklige Anpassungsfähigkeit bereitzustellen.
Der hintere Abschnitt des führenden Abschnitts 162 begrenzt eine konkave Oberfläche 174, die allgemein um die Achse 14 zentriert ist. Proximal von der konkaven Oberfläche 174 steht der Schaft 178 hervor. Der Schaft 178 hat einen allgemein kreisförmigen Querschnitt, begrenzt jedoch auch vorzugsweise ein Paar paralleler, einander gegenüberliegender Flächen 180a, 180b. Ein Kugelglied 182 ist am Ende des Schafts 178 positioniert und allgemein sphärisch geformt. Der hintere Abschnitt 164 begrenzt eine konvexe Oberfläche 184, die allgemein um die Achse L₅ zentriert und konfiguriert ist, eng mit der konkaven Oberfläche 174 des führenden Abschnitts 162 überein zu stimmen. Der nachfolgende Abschnitt 164 begrenzt auch einen transversalen Sockel 186, der sich teilweise durch ihn hindurch erstreckt und allgemein senkrecht zur Achse 15 ausgerichtet ist.
Der Transversalsockel 186 hat einen leicht größeren Durchmesser als der Durchmesser des Kugelgliedes 182. Der Transversalsockel 186 schließt mit der konkaven unteren Oberfläche 188 ab. Die konkave untere Oberfläche 188 stimmt im Wesentlichen mit der äußeren Oberfläche des Kugelgliedes 182 überein. Der nachfolgende Abschnitt 164 begrenzt ebenfalls ein longitudinales Bohrloch 190, welches mit der Achse L₅ ausgerichtet ist. Das longitudinale Bohrloch 190 erstreckt sich von der konvexen Oberfläche 184 zum Transversalsockel 186. Das longitudinale Bohrloch 190 ist nach außen abgeschrägt, wobei das weitere Ende 190a die konvexe Oberfläche 184 schneidet und das engere Ende 190b den Transversalsockel 186 schneidet, wodurch ein Abschrägwinkel α₅ bezüglich der Achse L₅ begrenzt wird. Vorzugsweise liegt der Abschrägewinkel α₅ zwischen 5° und 20°. Am meisten bevorzugt ist ein Abschrägewinkel α₅ von ungefähr 10°. Der nachfolgende Abschnitt 164 begrenzt weiter eine Transveralaussparung 192, die sich teilweise durch diesen hindurch erstreckt und im Wesentlichen mit dem Transversalsockel 186 ausgerichtet ist. Die Aussparung 192 hat eine Breite W, die sich entlang des longitudinalen Bohrlochs 190 von der konvexen Oberfläche 184 bis zum Transversalsockel 186 erstreckt. Die Aussparung 192 hat eine Tiefe, die ausreichend ist, das schmale Ende 190b des Transversalbohrlochs 190 zu schneiden. Die Höhe H der Aussparung 192 ist leicht größer als der Abstand zwischen den Oberflächen 180a, 180b des Schafts 190. Zusammen sind der Sockel 186 und die Aussparung 192 konfiguriert, das Kugelglied 182 bzw. den Schaft 178 in sich aufzunehmen.
In einer anderen Ausführungsform des Stifts 103' ist ein flexibler, leicht verformbarer Zwischenabschnitt zwischen dem führenden Abschnitt 162 und dem folgenden Abschnitt 164 positioniert, der zusätzlich oder alternativ dazu verwendet werden kann, ein Mittel zum Ermöglichen einer winkligen Variation zwischen der Achse 14 und der Achse 15 bereitzustellen. In noch einer anderen Ausführungsform ist der Abschnitt 162 am Abschnitt 164 mittels eines Schafts durch ein Bohrloch verbunden, wodurch eine Drehung des Abschnitts 162 bezüglich des Abschnitts 164 ermöglicht wird. In anderen Ausführungsformen können andere passende Mittel zum Ermöglichen einer winkligen Variation zwischen den Achsen L₄ und L₅ alternativ oder zusätzlich dazu verwendet werden, wie sie einem Fachmann bekannt wären.
Wie in 9 veranschaulicht, wirkt der Stift 103' allgemein auf die gleiche Weise wie der Stift 103, der in Zusammenhang mit dem System 100 beschrieben wurde. Obwohl der Stift 103' in Fällen verwendet werden kann, in denen die Winkel α₂ und α₃ im Wesentlichen gleich sind (wie in 9 gezeigt), erwächst die bevorzugtere Anwendung in Konfigurationen, in denen α₂ und α₃ unterschiedlich sind. Die Gelenkverbindung des führenden Abschnitts 162 bezüglich des folgenden Abschnitts 164 ermöglicht ein sicheres Klemmen des Nagels 14 trotz eines Versatzes zwischen den abgewinkelten Oberflächen 31a, 32a oder 31b, 32b und der durch das Durchgangsloch 122 definierten winkligen Beziehung des Gliedes 102' zur Achse L₁. Beispielsweise zusätzlich Bezug nehmend auf 12 sind die Winkel α₂ und α₃ ungefähr 135° bzw. 140° bezüglich der Achse L₁. Vorzugsweise ermöglicht der Schwenkbereich des führenden Abschnitts 162 einen Bereich unterschiedlicher winkliger Ausrichtungen des Durchgangslochs 120, der α₃ entspricht. In einem bevorzugteren Bereich schwenkt der vordere Abschnitt 162, um eine Variation des Winkels α₃ von ungefähr 130° bis ungefähr 145° zu ermöglichen.
In einem bevorzugten Implantationsverfahren werden das Transversalglied 102' und der Nagel 14 in Übereinstimmung mit dem gleichen Verfahren zum Einsetzen des knocheneingreifenden Gliedes 108, des Verbindungsabschnitts 116 und des Nagels 14 implantiert, wobei der Stift 103' anstelle des Stifts 103 eingreift. Für den Stift 103' wird das Kugelglied 182 durch Ausrichten der Oberflächen 180a, 180b des Schafts 178 mit der Aussparung 192 in den Sockel 186 eingesetzt und dann das Kugelglied 182 innerhalb des Transversalsockels 186 geführt, bis das Kugelglied 182 in Nachbarschaft zur konkaven unteren Oberfläche 188 positioniert ist. Eine leichte Rotation oder Abwinklung des führenden Abschnitts 162 bezüglich des folgenden Abschnitts 164 bringt die beiden Abschnitte sicher in Eingriff. Daraus folgt, dass der führende Abschnitt 162 drehbar mit dem folgenden Abschnitt 164 durch das Kugelgelenk 170 gekoppelt ist. Daher kann der führende Abschnitt 162 frei über einen vorbestimmten Bereich, wie er durch den Abschrägewinkel α₅ begrenzt ist, innerhalb des Durchgangs 112 gedreht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform erlaubt der Abschrägewinkel α₅ eine winklige Variation zwischen dem führenden Abschnitt 162 und dem folgenden Abschnitt 164 von ungefähr 10° in jede Richtung. Der Zusammenbau des führenden Abschnitts 162 zum folgenden Abschnitt 164 kann während es Implantationsverfahrens unmittelbar vor dem Einsetzen in den Durchgang 112 oder bei Bedarf vor dem Verfahren durchgeführt werden.
Sobald der führende Abschnitt 162 und der folgende Abschnitt 164 montiert sind, wird der Stift 103' durch den Durchgang 112 des Verbindungsabschnitts 106 vorgeschoben, indem in die Sechskant-Vertiefung 186 eingegriffen und in die geeignete Drehrichtung gedreht wird. Stift 103' wird innerhalb der Bahn 34 der Öffnung 26 verschiebbar aufgenommen und der führende Abschnitt 162 wird entlang der Transversalachse T₂ geführt, um eine aneinander angrenzende Beziehung mit einem oder beiden der abgewinkelten Oberflächen 31b, 32b zu bilden. Falls, wie oben angemerkt, das Durchgangsloch 120 in Verbindung mit dem Abschnitt 106 entsprechend einem abweichenden Winkel L₃ bezüglich der Achse L₁ (wie 140°) angeordnet ist, wird der führende Abschnitt 162 gezwungen, bezüglich des folgenden Abschnitts 164 zu schwenken, wodurch er sich im Winkel α₂ (wie 135°) ausrichtet. Wird der nachfolgende Abschnitt 164 im Verbindungsabschnitt 106 gespannt, so bildet sich ein starres, sicheres Konstrukt zwischen dem Transversalglied 102' und dem Nagel 14, wie oben in Verbindung mit dem Verfahren des Systems 100 beschrieben wurde, außer, dass der Stift 103' schwenken kann, wobei er eine innere Oberfläche des Verbindungsabschnitts 106 berührt, wie in 12 veranschaulicht. Insbesondere können die Systeme 100 und 160, wie das System 10, rekonfiguriert werden, entweder an den linken oder an den rechten Femur oder einer antigraden oder retrograden Anwendung angepasst zu sein; in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jedoch der Stab 14 verändert werden, um nur einen allgemein linearen Pfad durch sich hindurch zu begrenzen.
Nun Bezug nehmend auf 13 wird das System 195 gemäß einem anderen vergleichbaren Beispiel veranschaulicht; wobei sich Referenzzeichen zuvor beschriebener Ausführungsformen auf ähnliche Merkmale beziehen. Vorzugsweise wird das System 195 in den Femur 12 wie gezeigt implantiert und beinhaltet eine intramedulläre Schiene oder einen intramedullären Nagel 14, einen Gewindestift 105, und verriegelnde Knochenschrauben 22a, 22b, 22c. In anderen Ausführungsformen kann das System 195 in Verbindung mit anderen Knochen verwendet werden, wie es einem Fachmann bekannt wäre, wie der Tibia, Numerus, Radius, Ulna oder Fibula, um nur einige zu nennen. Zusätzlich können die gleichen Komponenten des Systems 195 verwendet werden, entweder einen linken oder einen rechten Femur zu behandeln, indem einfach der Nagel 14 um 180° bezüglich der longitudinalen Achse L₁ gedreht wird. Anders als die Systeme 10, 100 und 160, positioniert das System 195 den Nagel 14 mit den proximalen und distalen Endabschnitten umgedreht innerhalb des Femurs 12 entsprechend der Implantation eines Nagels 14 in einer retrograden Richtung. Anders als bei existierenden Systemen braucht der Nagel 14 nicht verändert zu werden, um in einer retrograden Richtung angewendet zu werden. Tatsächlich kann der Nagel 14 entweder in einer antigraden Richtung verwendet werden, wie in Verbindung mit den Systemen 10, 100 und 160 veranschaulicht, oder in einer retrograden Richtung, wie in 13 veranschaulicht.
Ein bevorzugtes Implantationsverfahren für das System 195 beinhaltet das Bilden eines longitudinalen Lochs entlang des Femurs 12, welches den medullären Kanal aus einem Punkt allgemein in der Mitte seines distalen Endabschnitts 12d schneidet. Das longitudinale Loch ist bemessen, den Nagel 14 in sich aufzunehmen, und wird vorzugsweise durch Bohren in den Femur 12 gebildet. Der Nagel 14 wird durch das longitudinale Loch hindurch und in den medullären Kanal eingesetzt. Ein Paar allgemein paralleler, transversaler Gänge werden, vorzugsweise durch Bohren, durch den Femur 12 transversal zum medullären Kanal und diesen schneidend gebildet. Diese Gänge sind mit der Öffnung 26 bzw. dem transversalen Bohrloch 28 eingerastet. Der Nagel 14 wird in Position verriegelt, indem die verriegelnden Knochenschrauben 22a, 22b in die transversalen Gänge und entsprechend durch die Öffnung 26 und das transversale Bohrloch 28 eingesetzt werden. Ein weiterer transversaler Gang wird durch den Femur 12 quer zum Medullärkanal und diesen schneidend gebohrt, wobei der Gang allgemein mit dem transversalen Bohrloch 24, der im distalen Abschnitt 14b des Nagels 14 gebildet ist, ausgerichtet ist. Der Nagel 14 wird weiter in seiner Position verriegelt, indem die Verriegelungs-Knochenschraube 22c in diesen distalen Transversalgang und entsprechend durch das Transversalbohrloch 24c eingesetzt wird. Obwohl das System 195 keine Hülse erfordert, um die Knochenschrauben 22a, 22b in ihren Positionen bezüglich des Nagels 14 zu verriegeln, wie unten beschrieben wird, kann ein solches Merkmal optional verwendet werden.
Nun Bezug nehmend auf 14 ist ein Knochenbehandlungssystem 200 nach noch einem weiteren vergleichbaren Beispiel gezeigt; wobei sich Bezugszeichen zu vorbeschriebener Ausführungsformen auf ähnliche Merkmale beziehen. Das System 200 ist in den Femur 12 implantiert gezeigt und beinhaltet den intramedullären Nagel 14, die Hülse 202, die knocheneingreifenden Glieder 204, 205 und die Abstandshülse 202. Vorzugsweise wird das System 200 verwendet, um Frakturen des menschlichen Femurs zu behandeln, kann aber in Verbindung mit jedem anderen Knochen verwendet werden, wie dem Fachmann bekannt wäre. Während das System mit jeder Nagel- und Hülsen-Konfiguration verwendet werden kann, wird es darüber hinaus vorzugsweise in Verbindung mit einer retrograden Implantation des Nagels 14 verwendet, wie in Verbindung mit 13 beschrieben ist.
In 14 erstreckt sich die Öffnung 26 allgemein entlang der transversalen Mittelachse T₃ und das transversale Bohrloch 28 erstreckt sich allgemein entlang der transversalen Mittelachse T₄. Die Öffnung 26 wird durch eine Lagerfläche 26a abgegrenzt und das Bohrloch 28 wird durch eine Bohrloch-Oberfläche 28a abgegrenzt. Die Hülse 202 hat eine allgemein zylindrische Form und begrenzt ein proximales Ende 202a, ein distales Ende 202b, und eine Seitenwand 208. Die Hülse 202 ist bemessen, über den proximalen Endabschnitt 14a des Nagels 14 zu passen. Das distale Ende 202b ist daher offen, um einen Gang des proximalen Endabschnitts 14a zu berücksichtigen. Die Hülse 202 begrenzt eine nach innen abgeschrägte Kante 210, die am distalen Ende 202b endet, um eine Bewegung der Hülse 202 durch den Knochen zu ermöglichen. Das proximale Ende 202a ist auch offen, um den Durchgang von Instrumenten zum Einsetzen und Entfernen des Nagels (nicht gezeigt) zu ermöglichen. Die innere Oberfläche der Seiten 208 in unmittelbarer Nachbarschaft zum proximalen Ende 202a begrenzt einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 211. Die Seitenwand 208 begrenzt auch zwei Sätze von einander gegenüberliegenden Ausschnitten 212a, 212b und 214a, 214b. Die Ausschnitte 212a, 214a liegen den Ausschnitten 212b, 214b in einer Richtung entlang der Achsen T₃ bzw. T₄ gegenüber. Die Aussparungs-Sätze 212a, 212b und 214a, 214b sind allgemein kreisförmig und ausgerichtet und bemessen, jeweils knocheneingreifende Glieder 204, 205 durch sich hindurch aufzunehmen. Die Ausschnitte 212a, 212b begrenzen die umlaufenden eingreifenden Oberflächen 213a bzw. 213b, und die Ausschnitte 214a, 214b begrenzen die umlaufenden eingreifenden Oberflächen 215a bzw. 215b.
Das knocheneingreifende Glied 204 beinhaltet einen proximalen Endabschnitt 204a gegenüber einem distalen Endabschnitt 204b. Das knocheneingreifende Glied weist einen allgemein kreisförmigen Querschnitt auf und hat vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 5,5–6,5 mm für eine Femur-Anwendung. Der distale Endabschnitt 204b beinhaltet das Gewinde 216 zum Eingreifen und Klemmen des Knochens. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Glied 204 ein anderes knocheneingreifendes oder klemmendes Mittel, wie eine Knochenklinge, beinhalten, welche einen distalen Endabschnitt 204b aufweist, welcher mittels einer schraubenförmigen Drehung oder eines Expansionsgeräts aus einer Platte gebildet ist. Das knocheneingreifende Glied 205 beinhaltet ein proximales Ende 205a und ein distales Ende 205b und ist vorzugsweise so wie das knocheneingreifende Glied 204 konfiguriert.
Das System 200 beinhaltet die vorspannende Abschlusskappe 220. Die Abschlusskappe 220 ist allgemein kreisförmig und beinhaltet einen ersten mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 222, der konfiguriert ist, in den mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 211 der Hülse 202 eingeschraubt zu werden. Ein zweiter mit einem Gewinde versehener Abschnitt 224 ist konfiguriert, in das longitudinale Bohrloch 29 des Nagels 14 eingeschraubt zu werden. Die Abschlusskappe 220 endet proximal in einem vergrößerten, flachen Endabschnitt 226 mit vorstehendem Flansch 228. Der flache Endabschnitt 226 begrenzt auch eine Sechskant-Vertiefung 230 zur Aufnahme eines Betätigungswerkzeugs (nicht gezeigt).
Das System 200 wird gemäß einer der bevorzugten Femur-Implantationsverfahren verwendet, indem der Nagel 14, wie in Verbindung mit 13 beschrieben, eingesetzt wird, außer dass das proximale Ende 14a auch die Hülse 202 auf sich trägt, indem die Abschlusskappe 220 lose in die Hülse 202 und in den Stab 14 eingeschraubt wird. Dementsprechend lastet der vorstehende Flansch 228 des flachen Endabschnitts 226 gegen das proximale Ende 202a der Hülse 202. Ist die Hülse 202 so orientiert, befinden sich die Ausschnitte 212a, 212b allgemein in Ausrichtung mit dem Transversalbohrloch 28 entlang der Achse T₄, um den Gang 232 zu begrenzen. Dementsprechend sind die Ausschnitte 214a, 214b allgemein mit der Öffnung 26 entlang der transversalen Achse T₃ ausgerichtet, um den Gang 234 zu begrenzen.
Sobald der Nagel 14 und die Hülse 202 innerhalb des Femur 12 angeordnet sind, werden zwei transversale Durchgänge durch den Knochen gebildet, welche in die Durchgänge 232, 234 eingreifen. Anschließend werden die knocheneingreifenden Glieder 204, 205 durch den Knochen bzw. die Gänge 232, 234 aufgenommen. Sobald die knocheneingreifenden Glieder in Position sind, wird die Hülse 202 vorgespannt, indem die Abschlusskappe 220 angezogen wird. Wird die Abschlusskappe 220 angezogen, so bewegt sie die Hülse 202 und den Nagel 14 in entgegengesetzte Richtungen entlang der Achsen L₁. Dementsprechend bewegen sich die Oberflächen 213a, 213b, um gegen das knocheneingreifende Glied 204 zu lasten, und die eingreifenden Oberflächen 214a, 214b lasten gegen das knocheneingreifende Glied 205. Das knocheneingreifende Glied 204 wird wiederum fest gegen die tragende Oberfläche 26a der Öffnung 26 gepresst und das knocheneingreifende Glied 205 wird fest gegen die tragende Oberfläche 28 des Bohrlochs 28 geklemmt. Der feste Eingriff zwischen den knocheneingreifenden Gliedern 204, 205 und den tragenden Oberflächen 26a, 28a klemmt dadurch die knocheneingreifenden Glieder 204, 205 in Position bezüglich des Nagels 14 ein und verhindert laterales Wandern. Verriegelungsmuttern, die früher verwendet wurden, um ein solches laterales Wandern zu verhindern, sind allgemein nicht für das System 200 erforderlich, so dass zusätzliche chirurgische Einschnitte, die normalerweise erforderlich sind, um die Verriegelungsmuttern mit den knocheneingreifenden Gliedern in Eingriff zu bringen, nicht durchgeführt werden müssen und eine Reizung des weichen Gewebes, wie sie allgemein mit der Anwesenheit von Verriegelungsmuttern einhergeht, ebenfalls eliminiert ist. Die Vorbereitung und die Implantation eines oder mehrerer knocheneingreifender Glieder können optional am distalen Ende 14b des Nagels 14 durchgeführt werden.
In einer alternativen Ausführungsform beinhaltet die Abschlusskappe 220 keinen ersten mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 222. Daher kontaktiert, wenn der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 224 in das longitudinale Bohrloch 29 des Nagels 14 eingreift, der Flansch 228 des flachen Endabschnitts 226 das proximale Ende 202a der Hülse 202, um die Hülse 202 in einer distalen Richtung bezüglich des Nagels 14 vor zu schieben. In noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Abschlusskappe 220 keinen zweiten mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 224. Daher wird, wenn der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 222 in den mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 211 der Hülse 202 eingreift, das flache Ende 222a des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts 222 in Kontakt mit dem proximalen Ende des Nagels 14 gezwungen, wodurch die Hülse 202 in einer proximalen Richtung bezüglich des Nagels 14 vorgeschoben wird. In noch einer weiteren Ausführungsform des Systems 200 besteht das vorspannende Mittel aus einem Federmittel, welches zwischen dem Nagel 14 und der Hülse 202 wirksam eingeklemmt ist. Das Federmittel ist konfiguriert, die Hülse 202, den Nagel 14 oder beide klemmend gegen die knocheneingreifenden Glieder 204, 205 zu drängen.
Jetzt Bezug nehmend auf 15, wird das einem weiteren vergleichbaren Beispiel entsprechende System 300 veranschaulicht; wobei sich Referenzzeichen zuvor beschriebener Ausführungsformen auf ähnliche Merkmale beziehen. Das System 300 ist implantiert in den Femur 12 gezeigt und beinhaltet den länglichen intramedullären Nagel 302, das Positionierungsgerät 304, das knocheneingreifende Glied 306 und die Verriegelungs-Knochenschraube 308. Der Femur 12 beinhaltet eine Bruchstelle 301, welche den Femur 12 in die beiden Abschnitte 12f, 12e teilt. Bruchstelle 301 ist in einem zusammengepressten Zustand gezeigt (das heißt, die Abschnitte 12f, 12e werden zusammengedrückt). Obwohl das System 300 implantiert in den Femur 12 gezeigt ist, könnte das System 300 auch in Verbindung mit anderen Knochen, wie dem Tibia, Numerus, Radius, Ulna und Fibula, um nur einige zu nennen, verwendet werden. Zusätzlich können die gleichen Komponenten des Systems 300 verwendet werden, um entweder einen linken oder einen rechten Femur zu behandeln, indem einfach der Nagel 302 um 180° bezüglich der Achse L₆ gedreht wird. Obwohl 5 den Nagel 302 in einer retrograden Richtung in den Femur 12 implantiert zeigt, ist ersichtlich, dass das System 300 auch mit dem Nagel 302 in einer antigraden Richtung implantiert werden könnte.
Die 15 und 16 zeigen verschiedene strukturelle Details des Nagels 302. Es ist ersichtlich, dass der Nagel 302 eine Vielzahl unterschiedlicher Konfigurationen einnehmen kann, welche diejenigen des Nagels 14, die oben veranschaulicht und beschrieben wurden, beinhaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Nagel 302 jedoch wie unten beschrieben konfiguriert. Der Nagel 302 beinhaltet einen proximalen Endabschnitt 302a und einen distalen Endabschnitt 302b. Der Nagel 302 begrenzt außerdem eine longitudinale Achse L₆, die entlang der Länge des Nagels 306 zwischen dem proximalen Endabschnitt 302a und dem distalen Endabschnitt 302b verläuft. Der proximale Endabschnitt 302a hat vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 11 bis 12 mm für die Anwendung an einem Femur eines menschlichen Erwachsenen. Der Durchmesser des Rests des Nagels 302 kann in Abhängigkeit der Erfordernisse des Fixierungsverfahrens und der Vorlieben des Chirurgen variiert werden. Während der Nagel 302 einen allgemein kreisförmigen Querschnitt hat, werden andere passende Formen ebenfalls eingeschlossen, wie es einem Fachmann ersichtlich wäre.
Der Nagel 302 begrenzt einen Durchgang 309, der sich durch diesen hindurch entlang der Linie der Achse L₆ erstreckt, um die optionale Verwendung eines Führungsdrahtes (nicht gezeigt) zur Unterstützung des Einsetzens des Nagels 302 in den Femur 12 zu berücksichtigen. Der distale Endabschnitt 302b begrenzt parallele Transversalbohrlöcher 310b, 310c, die jeweils bemessen sind, die Verriegelungs-Knochenschrauben 308 aufzunehmen. Der distale Endabschnitt 302 begrenzt auch das Transversal-Bohrloch 310a, welches allgemein senkrecht zu den Transversalbohrungen 310b, 310c ausgerichtet und darüber hinaus bemessen ist, die Verriegelungs-Knochenschrauben 308 aufzunehmen.
Der proximale Endabschnitt 302a begrenzt eine längliche, longitudinale Öffnung 312, die durch die Seitenwände 313 abgegrenzt und bemessen ist, das knocheneingreifende Glied 306 in sich aufzunehmen. Die Öffnung 312 erstreckt sich lateral durch den Nagel 302 und ist Richtung der longitudinalen Achse L₆ verlängert. Die Öffnung 312 weist einen ersten Endabschnitt 312a und einen gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt 312b auf. Der proximale Endabschnitt 312a des Nagels 302 begrenzt auch eine longitudinale Passage 314, die sich allgemein entlang der Achse L₆ er streckt und einen allgemein kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die longitudinale Passage 314 schneidet die Öffnung 312 und endet in einer allgemein konkaven unteren Oberfläche 316. Ein mit einem Gewinde versehener Abschnitt 318 ist um einen Abschnitt des longitudinalen Durchgangs 314 begrenzt. Der proximale Endabschnitt 302a begrenzt auch ein transversales Bohrloch 320, welches sich durch den Nagel 302 allgemein senkrecht zur Achse L₆ erstreckt und mit der Öffnung 312 ausgerichtet ist. Das Bohrloch 320 ist bemessen, um das knocheneingreifende Glied 306 in sich aufzunehmen.
Bezug nehmend auf 17, ist darin der Nagel 302, das Positionierungsgerät 304 und das knocheneingreifende Glied 306 gezeigt, wie sie im System 300 montiert sind. Das Positionierungsgerät 304 ist innerhalb des longitudinalen Durchgangs 314 gezeigt und beinhaltet einen ersten Abschnitt 322 und einen zweiten Abschnitt 324. Der erste Abschnitt 322 beinhaltet einen Kopf 326 und einen mit einem Gewinde versehenen Schaft 328, der sich daraus allgemein entlang der longitudinalen Achse L₆ erstreckt. Der Kopf 326 ist im Wesentlichen kreisförmig und hat einen äußeren Durchmesser, der allgemein dem äußeren Durchmesser des Nagels 302 entspricht. Der Kopf 326 beinhaltet auch eine sechseckige Vertiefung 330 zur Aufnahme eines Betätigungswerkzeugs (nicht gezeigt), wie einen Inbusschlüssel. Der Durchmesser des mit einem Gewinde versehenen Schafts 328 ist kleiner als der Durchmesser des Kopfes 326, wodurch eine kranzförmige Schulter 332 begrenzt wird.
Der zweite Abschnitt 324 begrenzt einen allgemein kreisförmigen, länglichen Körper 333, der einen leicht kleineren Durchmesser als der Durchmesser des longitudinalen Durchgangs 314 hat. Der zweite Abschnitt 324 begrenzt auch einen mit einem Innengewinde versehenen Abschnitt 334, der sich allgemein entlang der longitudinalen Achse L₆ erstreckt und konfiguriert ist, in den mit einem Gewinde versehenen Schaft 328 des ersten Abschnitts 322 eingeschraubt zu werden. Das Ende des zweiten Abschnitts 324 gegenüber dem mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 334 endet in einer allgemein konvexen äußeren Oberfläche 336, die im Wesentlichen der konkaven unteren Oberfläche 316 des longitudinalen Durchgangs 314 entspricht. Der zweite Abschnitt 324 begrenzt auch eine transversale Öffnung 338, die sich durch sie hindurch allgemein senkrecht zur longitudinalen Achse L₆ erstreckt. Die Öffnung 338 ist durch die innere Oberfläche 339 abgegrenzt und bemessen, das knocheneingreifende Glied 306 in sich aufzunehmen.
17 veranschaulicht eine erste Funktionsposition des Systems 300. Das Positionierungsgerät 304 (den ersten und den zweiten Abschnitt 322, 324 beinhaltend) ist eingesetzt innerhalb des longitudinalen Durchgangs 314 des Nagels 302 gezeigt. Die Öffnung 338 des zweiten Abschnitts 324 ist benachbart zum zweiten Endabschnitt 312b der Öffnung 312 positioniert und allgemein mit der Öffnung 312 ausgerichtet, um einen Gang 340 zu begrenzen. Das knocheneingreifende Glied 306 ist durch den Gang 340 eingesetzt gezeigt. Der mit einem Gewinde versehene Schaft 328 des ersten Abschnitts 322 ist teilweise in den mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 334 des zweiten Abschnitts 324 eingeschraubt. Der erste Abschnitt 322 kann gedreht werden, indem ein Betätigungswerkzeug (nicht gezeigt) in die Sechskant-Vertiefung 330 eingesetzt und in einer Richtung im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn wie geeignet gedreht wird. Der zweite Abschnitt 324 wird durch das Eingreifen des knocheneingreifenden Gliedes 306 gegen die Seitenwände 313 der Öffnung 312 davon abgehalten, sich zusammen mit dem ersten Abschnitt 322 zu drehen. In einer Ausführungsform haben der mit einem Gewinde versehene Schaft 328 und der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 334 jeweils rechts-laufende Gewinde. In dieser Ausführungsform lastet, wenn der erste Abschnitt 322 im Uhrzeigersinn gedreht wird, die Schulter 332 des Kopfes 326 gegen den Nagel 302, und der zweite Abschnitt 324 bewegt sich entsprechend in Richtung des ersten Abschnitts 322 allgemein entlang der longitudinalen Achse L₆. Wird die Position des zweiten Abschnitts 324 entlang der Achse L₆ eingestellt, lastet die innere Oberfläche 339 der Öffnung 338 gegen das knocheneingreifende Glied 306 und stellt die Position des knocheneingreifenden Gliedes 306 entlang der Länge der Öffnung 312 entsprechend ein.
18 veranschaulicht eine zweite Funktionsposition des Systems 300, in welcher der erste Abschnitt 322 im Uhrzeigersinn gedreht wird, bis das knocheneingreifende Glied 306 in Nachbarschaft zum ersten Endabschnitt 312a der Öffnung 312 positioniert ist. Es ist jedoch ersichtlich, dass das knocheneingreifende Glied 306 variabel irgendwo entlang der Länge der Öffnung 312 positioniert werden kann. Es ist weiter ersichtlich, dass die Ausdrücke „erste Funktionsposition" und „zweite Funktionsposition" nicht notwendigerweise auf die ursprüngliche Position und die eingestellte Position des knocheneingreifenden Gliedes 306 hinweisen. Beispielsweise könnte das knocheneingreifende Glied 306 aus einer Position in Nachbarschaft des ersten Endabschnitts 312 stammen und variabel irgendwo entlang der Länge der Öffnung 312 positioniert werden.
In anderen Ausführungsformen des Systems 300 begrenzt der Nagel 302 eine Keilnut, die sich entlang der Länge des longitudinalen Durchgangs 314 allgemein parallel zur Achse L₆ erstreckt. Zusätzlich definiert der zweite Abschnitt 324 einen Keil entlang seiner Länge, der allgemein der im Nagel 302 begrenzten Keilnut entspricht.
Vorzugsweise wird der Keil radial derart positioniert, dass, wenn er verschiebbar innerhalb der Keilnut aufgenommen wird, die Öffnung 338 des zweiten Abschnitts 324 sich entsprechend mit der Öffnung 312 des Nagels 302 ausrichtet. Alternativ dazu könnte der Keil entlang der Länge des zweiten Abschnitts 324 begrenzt sein, und entsprechend könnte die Keilnut entlang der Länge des longitudinalen Durchgangs 314 des Nagels 302 begrenzt sein.
Nachdem ausgewählte strukturelle und Betriebsmerkmale des Nagels 302 und des Positionierungsgeräts 304 beschrieben wurden, wird nun die Betriebscharakteristik des Systems 300 detaillierter beschrieben. Unter Rückbezug auf 15, ist der Nagel 302 in den Femur 12 implantiert gezeigt. Das distale Ende 302b des Nagels 302 wird im Abschnitt 12e des Femurs 12 verankert, indem die Verriegelungs-Knochenschraube 308 in den Abschnitt 12e und durch das Transversalbohrloch 310a (nicht gezeigt) des Nagels 302 eingesetzt wird. Das proximale Ende 302a des Nagels 302 wird im Abschnitt 12f des Femurs 12 verankert, indem das knocheneingreifende Glied 306 in den Abschnitt 12f und durch den Gang 340 (der durch Ausrichten der Öffnung 338 mit der Öffnung 312 begrenzt wird) eingesetzt wird. Vorzugsweise wird das knocheneingreifende Glied 306 anfangs neben oder in der Nähe des zweiten Endabschnitts 312b der Öffnung 312 positioniert. Wird der erste Abschnitt 322 des Positionierungsgerätes 304 im Uhrzeigersinn gedreht, wird das knocheneingreifende Glied 306 entsprechend entlang der Länge der Öffnung 312 repositioniert und insbesondere in Richtung des ersten Endabschnitts 312a befördert. Weil das knocheneingreifende Glied 306 am Abschnitt 12f des Femur 12 verankert ist, wird der Abschnitt 12f entsprechend in Richtung des Pfeils „A" bewegt, während der Abschnitt 12e des Femurs 12 stationär bleibt, sicher im distalen Ende 302b des Nagels 302 verankert. Daher wird der Abschnitt 12f des Femurs 12 weg vom Abschnitt 12e repositioniert, wodurch die Bruchstelle 301 abgelenkt wird.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Implantieren des Systems 300 in den Femur 12 beinhaltet das Bilden eines longitudinalen Lochs entlang des medullären Kanals von einem Punkt allgemein in der Mitte des distalen Endabschnitts 12d des Femurs 12. Vorzugsweise wird dieses Loch durch Bohren gebildet und bemessen, um den Nagel 302 durch sich hindurch aufzunehmen. Das Positionierungsgerät 304 wird in den longitudinalen Durchgang 314 des Nagels 302 eingesetzt, und der Nagel 302 wird durch das longitudinale Loch in den medullären Kanal eingesetzt. Es ist ersichtlich, dass das Positionierungsgerät 304 alternativ in den longitudinalen Durchgang 314 eingesetzt werden kann, nachdem der Nagel 302 in den Femur 12 implantiert wurde. Ein erster Durchgang wird durch den Femur 12 transversal zu dem medullären Kanal gebildet und allgemein mit dem im distalen Abschnitt 302b des Nagels 302 ausgeformten Transversal-Bohrloch 310a (nicht gezeigt) ausgerichtet. Ein zweiter Durchgang wird durch den Femur 12 transversal zum medullären Kanal gebildet und allgemein mit dem Gang 340 ausgerichtet. Vorzugsweise werden diese transversalen Durchgänge durch Bohren gebildet. Die Verriegelungs-Knochenschraube 308 wird in den ersten Durchgang eingedreht, wobei sie durch das transversale Bohrloch 310a passiert. Das knocheneingreifende Glied 306 wird in den zweiten Durchgang eingedreht, wobei es durch den Gang 340 passiert. An diesem Punkt kann die Bruchstelle 301 abgelenkt werden, indem dem oben beschriebenen Betriebsverfahren gefolgt wird. Die gestrichelte Linie 301a in 15 entspricht der Position des gebrochenen Endes des Abschnitts 12f nach dem Ablenken entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nun Bezug nehmend auf 19, wird das intramedulläre System 400 gemäß noch einem weiteren vergleichbaren Beispiel veranschaulicht; wobei sich ähnliche Referenzzeichen zuvor beschriebener Ausführungsformen auf ähnliche Merkmale beziehen. Das System 400 ist implantiert in Femur 12 gezeigt und beinhaltet den länglichen intramedullären Nagel 302, das Positionierungsgerät 304, das knocheneingreifende Glied 306 und die Verriegelungs-Knochenschraube 308. Der Femur 12 beinhaltet eine Bruchstelle 301', die den Femur 12 in zwei Abschnitte 12f, 12e teilt. Die Bruchstelle 301' ist in einem abgelenkten Zustand gezeigt (das heißt, die Abschnitte 12a, 12b sind ein Stück voneinander entfernt). Obwohl das System 400 implantiert in den Femur 12 gezeigt ist, könnte das System 400 auch in Verbindung mit anderen Knochen verwendet werden, wie es einem Fachmann ersichtlich wäre, beinhaltend den Tibia, Numerus, Radius, Ulna und Fibula, um nur einige zu nennen. Zusätzlich können die gleichen Komponenten des Systems 400 verwendet werden, entweder einen linken oder einen rechten Femur zu behandeln, indem der Nagel 302 einfach um 180° bezüglich der Achse L₆ gedreht wird. Obwohl 19 den Nagel 302 in einer retrograden Richtung in den Femur implantiert veranschaulicht, ist offenbar, dass das System 400 auch mit dem Nagel 302 in einer antigraden Richtung implantiert werden kann.
Bezug nehmend auf 20, wird in dieser der Nagel 302, das Positionierungsgerät 304' und das knocheneingreifende Glied 306 gezeigt, wie sie innerhalb des Systems 400 montiert sind. Das Positionierungsgerät 304' ist innerhalb eines longitudinalen Durchgangs 314 positioniert gezeigt und beinhaltet einen ersten Abschnitt 402 und einen zweiten Abschnitt 404. Der erste Abschnitt 402 beinhaltet einen mit einem Gewinde versehenen oberen Abschnitt 406 und einen verlängerten unteren Abschnitt 408, der sich daraus entlang der longitudinalen Achse L₆ erstreckt. Der obere Abschnitt 406 ist konfiguriert, in den mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 318 des longitudinalen Durchgangs 314 eingeschraubt zu werden. Der obere Abschnitt 406 beinhaltet auch eine Sechskant-Vertiefung 410 zur Aufnahme eines Betätigungswerkzeugs (nicht gezeigt), wie einen Inbusschlüssel. Der untere Abschnitt 408 hat einen allgemein kreisförmigen Körper mit einem äußeren Durchmesser, der leicht kleiner ist als der Durchmesser des longitudinalen Durchgangs 314. Ein transversaler Durchgang 412 erstreckt sich durch den unteren Abschnitt 408 und ist allgemein senkrecht zur Achse L₆ ausgerichtet. Das Ende des unteren Abschnitts 408 gegenüber seines mit einem Gewinde versehenen Abschnitts endet in einer allgemein flachen Oberfläche 414.
Der zweite Abschnitt 404 hat einen kreisförmigen Körper mit einem äußeren Durchmesser, der allgemein dem äußeren Durchmesser des unteren Abschnitts 408 des ersten Abschnitts 402 entspricht. Der zweite Abschnitt 404 begrenzt einen mit einem Innengewinde versehenen Abschnitt 416, der sich allgemein entlang der Achse L₆ zum Aufnehmen von Einsetz-Instrumenten (nicht gezeigt) erstreckt. Ein Ende des zweiten Abschnitts 404 begrenzt eine allgemein flache Oberfläche 418, die der Oberfläche 414 des unteren Abschnitts 408 entspricht. Das gegenüberliegende Ende des zweiten Abschnitts 404 endet in einer allgemein konvexen äußeren Oberfläche 420, die allgemein der konkaven unteren Oberfläche 316 des longitudinalen Durchgangs 314 entspricht. Der zweite Abschnitt 404 begrenzt auch eine Transversalöffnung 422, die sich dadurch allgemein senkrecht zur Achse L₆ erstreckt. Die Öffnung 422 wird durch die innere Oberfläche 424 abgegrenzt und ist bemessen, das knocheneingreifende Glied 306 darin aufzunehmen.
20 veranschaulicht eine erste Funktionsposition des Systems 400. Das Positionierungsgerät 304' (beinhaltend den ersten und den zweiten Abschnitt 402, 404) ist innerhalb des longitudinalen Durchgangs 314 des Nagels 302 eingesetzt gezeigt. Die Öffnung 422 des zweiten Abschnitts 404 ist neben dem ersten Endabschnitt 312a der Öffnung 312 und allgemein mit der Öffnung 312 ausgerichtet positioniert, um einen Gang 426 zu begrenzen. Das knocheneingreifende Glied 306 ist durch den Gang 426 eingesetzt gezeigt. Der obere Abschnitt 406 des ersten Abschnitts 402 ist teilweise in den mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 318 des longitudinalen Durchgangs 314 eingeschraubt. Der erste Abschnitt 402 kann gedreht werden, indem ein Betätigungswerkzeug (nicht gezeigt) in die Sechskant-Vertiefung 410 platziert wird und der erste Abschnitt 402 in Richtung des Uhrzeigersinns oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. In einer Ausführungsform haben sowohl der mit einem Gewinde verse hene obere Abschnitt 406 als auch der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 318 rechts-laufende Gewinde. In dieser Ausführungsform wird der erste Abschnitt 402, wenn er in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht wird, durch den longitudinalen Durchgang 314 allgemein entlang der Achse L₆ vor geschoben. Wird der erste Abschnitt 402 vorgeschoben, greift die Oberfläche 414 in die Oberfläche 418 des zweiten Abschnitts 404 ein, wodurch der zweite Abschnitt 404 durch den longitudinalen Durchgang 314 allgemein entlang der Achse L₆ entsprechend vorgeschoben wird. Wird die Position des zweiten Abschnitts 404 entlang der Achse L₆ verstellt, lastet die innere Oberfläche 424 der Öffnung 422 gegen das knocheneingreifende Glied 306 und stellt die Position des knocheneingreifenden Gliedes 306 entlang der Länge der Öffnung 312 entsprechend ein.
21 veranschaulicht eine zweite Funktionsposition des Systems 400, in welcher der Abschnitt 402 in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht wird, bis das knocheneingreifende Glied 306 neben dem zweiten Endabschnitt 312b der Öffnung 312 positioniert ist. Es ist jedoch ersichtlich, dass das knocheneingreifende Glied 306 variabel irgendwo entlang der Länge der Öffnung 312 positioniert werden kann. Es ist weiter ersichtlich, dass die Bezeichnungen „erste Funktionsposition" und „zweite Funktionsposition" nicht notwendigerweise auf die ursprüngliche Position und die eingestellte Position des knocheneingreifenden Gliedes 306 hinweisen. Beispielsweise könnte das knocheneingreifende Glied 306 aus einer Position neben dem zweiten Endabschnitt 312b stammen und variabel irgendwo entlang der Länge der Öffnung 312 positioniert werden.
Wird das knocheneingreifende Glied 306 neben dem zweiten Endabschnitt 312b der Öffnung 312 positioniert, wird der transversale Durchgang 412 des oberen Abschnitts 406 mit dem transversalen Bohrloch 320 des Nagels 302 ausgerichtet, wodurch ein Gang 430 begrenzt wird. Ein zweites knocheneingreifendes Glied 306 kann dann durch den Gang 430 eingesetzt werden, um eine weitere Drehbewegung des ersten Abschnitts 402 bezüglich des Nagels 302 zu verhindern. Falls jedoch der transversale Durchgang 412 und das transversale Bohrloch 320 nicht ausgerichtet werden können, um den Gang 430 zu begrenzen, kann ein zweites knocheneingreifendes Glied 306 nicht verwendet werden. In diesem Fall, um den ersten Abschnitt 402 davon abzuhalten, sich mit dem Nagel 302 zu drehen und zu wandern, kann ein Verriegelungs-Gewindestift in Gewindeeingriff entlang des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts 318 des Nagels 302 vorgeschoben werden, bis es fest in den oberen Abschnitt 406 eingreift.
Nachdem ausgewählte strukturale und Betriebsmerkmale des Positionierungsgerätes 304' beschrieben wurden, wird nun die Betriebscharakteristik des Systems 400 detaillierter beschrieben. Sich rückbeziehend auf 19, ist der in Femur 12 implantiert gezeigt Nagel an zwei Abschnitten 12a und 12b im Wesentlichen in der gleichen Weise wie oben im System 300 beschrieben verankert. Vorzugsweise ist das knocheneingreifende Glied 306 ursprünglich neben oder in der Nähe des ersten Endabschnitts 312a der Öffnung 312 positioniert. Wird der erste Abschnitt 402 des Positionierungsgerätes 304' in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht, wird das knocheneingreifende Glied 306 entsprechend entlang der Länge der Öffnung 312 repositioniert und insbesondere in Richtung des zweiten Endabschnitts 312b der Öffnung 312 versetzt. Da das knocheneingreifende Glied 306 am Abschnitt 12f des Femurs 12 verankert ist, wird der Abschnitt 12f entsprechend in Richtung des Pfeils „B" bewegt, während der Abschnitt 12e des Femurs stationär bleibt, fest am distalen Ende 302b des Nagels 302 verankert. Daher wird der Abschnitt 12f des Femurs 12 in Richtung des Abschnitts 12e repositioniert, wodurch die Bruchstelle 301' zusammengedrückt wird. Die gestrichelte Linie 301b in 19 entspricht dem gebrochenen Ende des Abschnitts 12f nach einer Kompression entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Implantieren des Systems 400 innerhalb des Femurs 12 ist im Wesentlichen identisch zum Verfahren zum Implantieren des Systems 300, außer, dass eine Kompressionsbetätigung, wie oben beschrieben, durchgeführt wird, anstelle der Ablenkungsbetätigung, wie oben in Verbindung mit dem System 300 beschrieben.
Die Komponenten der Systeme 10, 100, 165, 195, 200, 300 und 400 können von jedem passenden starken, bio-kompatiblen Material, wie Edelstahl, Titan, Chrom-Kobalt, oder jedem anderen Material, welches dem Fachmann bekannt wäre, hergestellt werden.
Während die Erfindung in den Zeichnungen und in der vorangehenden Erörterung veranschaulicht und beschrieben wurde, sind beide als von veranschaulichendem, und nicht beschränkendem Wesen aufzufassen, wobei ersichtlich ist, dass nur die bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden sind, und dass alle Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Bereichs der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, geschützt werden sollen.

Claims

System zur Behandlung von Knochenfrakturen, umfassend: einen intramedullären Nagel (14), der eine Öffnung (26) begrenzt, wobei die Öffnung eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche aufweist; ein Transversalelement (102), welches einen in einen Knochen eingreifenden Abschnitt (108) und einen Verbindungsabschnitt (106) aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt (106) ein Durchgangsloch (120) begrenzt, und der Nagel so bemessen ist, dass er das Durchgangsloch passieren kann; einen selektiv mit dem Transversalelement verbundenen Stift (103, 103'); dadurch gekennzeichnet, dass das Transversalelement (102) einen das Durchgangsloch (120) kreuzenden und zur Aufnahme des Stifts (103, 103') in sich ausgebildeten Durchgang (112) begrenzt, und dadurch, dass der Stift (103, 103') verwendbar ist, das Transversalelement (102) am Nagel (14) starr zu befestigen, wenn der Nagel das Durchgangsloch passiert, um den Durchgang (112) mit der Öffnung (26) auszurichten, und wenn der Stift in den Durchgang (112) eingesetzt und in der Öffnung aufgenommen wird.
System nach Anspruch 1, wobei der Durchgang (112) einen Gewindeabschnitt (114) beinhaltet, der Stift (103, 103') einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt beinhaltet, wobei der vordere Abschnitt einen länglichen Teil aufweist, der ausgebildet ist, verschiebbar innerhalb der Öffnung (26) aufgenommen zu werden, und der hintere Abschnitt ein Außengewinde zum Eingreifen in den Gewindeabschnitt aufweist, um den Stift durch den Durchgang vorzutreiben.
System nach Anspruch 1, wobei der Stift (103, 103') eine eingreifende Oberfläche beinhaltet, die ausgebildet ist, in den Nagel einzugreifen und den Nagel gegen das Transversalelement (102) zu klemmen.
System nach Anspruch 1, wobei der Stift (103') einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt beinhaltet, einer von vorderem Abschnitt und hinterem Abschnitt ein Kugelelement (182) und ein anderer von vorderem Abschnitt und hinterem Abschnitt ein Pfannenelement (186) beinhaltet, wobei das Kugel- und das Pfannenelement zusammenwirken, um eine Winkelveränderung zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt zu erlauben.
System nach Anspruch 4, wobei der Nagel (14) eine erste Längsachse begrenzt und die Öffnung (26) eine im Wesentlichen gerade, in ungefähr 135° zur ersten Längsachse ausgerichtete Bahn begrenzt, wobei das Transversalelement (102) eine zweite Längsachse begrenzt und das Durchgangsloch in einem Bereich von ungefähr 130° bis 145° zur zweiten Längsachse ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsabschnitt (106) ausgebildet ist, den in den Knochen eingreifenden Abschnitt verschiebbar aufzunehmen.
System nach Anspruch 6, wobei der in den Knochen eingreifende Abschnitt (108) eine Führung (128) aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt einen inneren Rückhalterand (118) aufweist, wobei die Führung mit dem Rückhalterand zusammenspielt, um vorübergehend den in den Knochen eingreifenden Abschnitt und den Verbindungsabschnitt in verschiebbarem Eingreif zu halten.
System nach Anspruch 1, ferner einen neben dem Stift (103) positionierten Sperrmechanismus umfassend, um eine Bewegung des Stifts gegenüber dem Transversalelement (102) zu unterbinden.
System nach Anspruch 1, wobei der Nagel (14) eine Längsachse begrenzt und einen Längs-Durchgang (30) beinhaltet, der sich wenigstens teilweise durch ihn hindurch erstreckt und die Öffnung (26) kreuzt, wobei ein Abschnitt des Längs-Durchgangs ein Gewinde zum Eingreifen in eine Setzschraube (105) aufweist, wobei die Setzschraube einen Schaftabschnitt umfasst, der ausgebildet ist, verschiebbar im Längs-Durchgang aufgenommen zu werden, um verriegelnd in den Stift einzugreifen.
System nach Anspruch 1, wobei der Nagel (14) eine Längsachse begrenzt und die untere Oberfläche (31a, 31b) der Öffnung (26) einen ersten abgewinkelten Abschnitt zum Eingreifen mit dem Stift (103) in einer anliegenden Beziehung begrenzt, wobei der Stift (103, 103') in einem ersten schiefen Winkel zur Längsachse ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 10, wobei die obere Oberfläche (32a, 32b) der Öffnung (26) einen zweiten abgewinkelten Abschnitt allgemein gegenüber dem ersten abgewinkelten Abschnitt begrenzt, um in den Stift einzugreifen, wenn der Stift in dem ersten schiefen Winkel ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 11, wobei die untere Oberfläche (31a, 31b) einen dritten abgewinkelten Abschnitt zum Eingreifen in den Stift in einer weiteren anliegenden Beziehung begrenzt, wobei der Stift in einem zweiten schiefen Winkel zur Längsachse ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 12, wobei die obere Oberfläche (32a, 32b) einen vierten abgewinkelten Abschnitt allgemein gegenüber dem dritten abgewinkelten Abschnitt zum Eingreifen in den Stift begrenzt, wenn der Stift in dem zweiten schiefen Winkel ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 13, wobei die ersten und zweiten schiefen Winkel jeweils ungefähr 135° betragen.
System nach Anspruch 13, wobei sich die Öffnung (26) durch den Nagel (14) erstreckt, und wobei die ersten und dritten abgewinkelten Abschnitte eine erste Spitze begrenzen und die zweiten und vierten abgewinkelten Abschnitte eine zweite Spitze begrenzen, die der ersten Spitze gegenüber liegt.