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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der orthopädischen
und veterinären
Chirurgie. Insbesondere beschreibt sie Vorrichtungen zum extramedularen
und intramedularen Fixieren der Fraktur der langen Röhrenknochen.
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STAND DER TECHNIK
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Der
Ansatz für
die Pathophysiologie einer Knochenfraktur hat sich in den letzten
Jahrzehnten wesentlich verändert.
Die Kenntnis über
die Heilung einer Fraktur und den Umgang mit einer solchen haben
sich sowohl in veterinärer
als auch in traumatologischer Hinsicht verbessert. Bei Tieren ist
es von größter Wichtigkeit, dass
der beschädigte
Knochen so schnell wie möglich
heilt, da es nicht möglich
ist, das Tier über
die gesamte Heilungsperiode still zu halten. Je schneller und je
intensiver die Regeneration des Knochengewebes stattfindet, desto
besser ist die funktionale Genesung des Gliedes und desto geringer
sind die Komplikationen. Die wichtigsten Komponenten der Frakturbehandlung
sind eine genaue anatomische Reposition der Knochenfragmente, eine
stabile Fixation und eine frühe
Mobilisierung des Gliedes. Die Durchführung der Osteosynthese in der
Praxis erfordert eine spezielle Kenntnis, Erfahrung und technische
Fertigkeiten sowie spezifische Materialien und Instrumente. Verschiedene
Typen und Orte von Frakturen erfordern verschiedene chirurgische
Techniken und spezifische Fixiervorrichtungen. Auf dem gegenwärtigen Gebiet
besteht ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, die gleichzeitig
die folgenden Anforderungen erfüllen:
- – die
Knochenfragmente müssen
stark fixiert werden;
- – die
Anbringung der Fixierelemente muss minimal traumatisch sein, und
die Operation muss mit einer möglichst
minimalen Weichteilbeschädigung
ausgeführt
werden;
- – die
Fixierkonstruktion muss kompakt und stark sein und die Struktur
und die vitalen Funktionen des Knochengewebes weitestgehend aufrechterhalten;
- – die
Fixation darf die Regeneration von Knochengewebe, d. h. die Bildung
von Knochenkallus, weder verhindern noch hemmen, sie darf die umgebenden
Gewebe nicht reizen;
- – die
Fixierelemente müssen
dem Tier ermöglichen,
das beschädigte
Glied direkt nach der Operation zu verwenden, um die Möglichkeit
von Komplikationen zu verringern;
- – die
Fixiervorrichtung muss technisch einfach verwirklichbar sein, aus
universellen Konstruktionselementen bestehen, so dass sie einfach
zerlegt und wieder verwendet werden kann;
- – der
Entwurf der Fixiervorrichtung muss derart sein, dass sie in kleinen,
mittleren und großen
Größen gefertigt
werden kann;
- – die
Verwendung der Fixiervorrichtung muss einfach und schnell sein,
ohne längeren
Zeitaufwand und komplizierte Ausrüstungsteile;
- – vor
und nach der Osteosynthese muss die Fixiervorrichtung die Last zwischen
sich selbst und den Knochenfragmenten gleichmäßig aufteilen.
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In
den Beispielen wird die vorliegende Erfindung bei der orthopädischen
Chirurgie von Kleintieren verwendet, jedoch gelten die oben erwähnten Prinzipien
für alle
Säugetiere
einschließlich
großer
Haustiere und Menschen. Für
einen Fachmann sind die beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen
ohne weiteres auf größere Tiere
wie etwa größere Hunderassen
und auf den Menschen anwendbar.
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In
der modernen orthopädischen
Chirurgie von Kleintieren werden zurzeit neben der konservativen Behandlung
von Röhrenknochen
verschiedene chirurgische Verfahren einschließlich der intramedularen und extramedularen
Fixation angewandt.
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Dies
ist durch die unterschiedliche Natur von Knochenfragmenten bedingt,
womit irgendein gewähltes Verfahren
nicht für
alle Arten von Röhrenknochenfrakturen
maximal wirksam sein kann.
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Als
Beispiele einer intramedularen Fixation können die Patentanmeldungen
US2003069581A1 "Universal intramedullary
nails, systems and methods of use thereof" und
US20020183753A1 "Rod implant for osteosynthesis of long
bones" herangezogen
werden. Bei einer solchen Behandlung ist ein typisches Vorgehen die
Einsetzung oder Implantation eines Nagels oder Stabs in den intramedularen
Kanal des gebrochenen Knochens, derart, dass sich der Nagel oder
der Stab beiderseits des Frakturpunktes erstreckt. Danach werden Schrauben
durch Löcher
in dem Nagel (Stab) eingeschraubt, derart, dass sie an beiden Seiten
des Nagels (Stabs) in dem Knochen halten. Dadurch wird der Knochen
oder werden die Knochenfragmente fixiert und eine Drehung und eine
seitliche Bewegung verhindert.
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Dieses
Vorgehen besitzt Nachteile wie etwa die Zerstörung des Gefäßsystems,
die durch das Fräsen und
Bohren des Knochenkanals verursacht wird. In der klinischen Praxis
sind eine verzögerte
Heilung und eventuelle Komplikationen nachgewiesen worden.
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Die
extramedulare Fixation durch Knochenplatten ist in der veterinären Chirurgie
und Traumatologie weit verbreitet. Sie wurde in den 1960ern in Gebrauch
genommen. Bei diesem Verfahren bestehen einige Nachteile wie etwa
eine übermäßige Starrheit,
die zur Osteoporose beiträgt.
Außerdem
gibt es bei diesem Verfahren sehr viele Schritte, die es bei Zeitmangel
schwierig machen. Die Fixierung einer Vielzahl von Schrauben ist
außerdem
ein zusätzliches
Trauma für
das Gefäß- und das
Nervensystem. Zusätzlich
oder als Ersatz für die
die Schrauben kann ein intramedularer Nagel auch mit C-Klammern
an der Platte fixiert werden.
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1979
wurde von A. Seppo zum ersten Mal eine kombinierte Fixiervorrichtung
beim Menschen verwendet (
1). Der Zweck war, die genaue
Positionierung von Knochenfragmenten zu mechanisieren, ohne die
Stelle und die Umgebung der Fraktur zu scheuern und zu verletzen.
Sie erübrigte
außerdem
eine Gipsschiene. Die Letztere beeinträchtigt bei langzeitiger Verwendung
die korrekte Mineralisation von Gewebe. Sie unterstützte ferner
die kinästhetische
und stützende
Funktion des unverletzten Teils des Knochens unmittelbar nach der Operation.
Die Vorrichtung nutzt bogenförmige
Stäbe,
die im Tandem bzw. hintereinander angeordnet sind und mit ihren
Enden von innen auf Knochenrinde aufliegen. Für die beschriebene Vorrichtung
gibt es ein erteiltes Patent
US3680553 "Fixing apparatus
for osteosynthesis of fractures of long tubular bones". Dies ist der zur vorliegenden
Erfindung ähnlichste
Stand der Technik und offenbart die folgenden Merkmale: Fixiervorrichtung für kombinierte
Metall-Osteosynthese zur Reparatur von Frakturen langer Röhrenknochen,
wobei die Fixiervorrichtung eine periostale Verbindungskopplung
umfasst; die Kopplung enthält
schräg
verlaufende, geschlichtete Löcher,
wenigstens einen gebogenen Stab und wenigstens eine kortikale Schraube,
wobei der Durchmesser des gebogenen Stabs so gewählt ist, dass er durch das
schräg
verlaufende Loch der Verbindungskopplung passt; der gebogene Teil
des Stabs intramedular wird eingesetzt, während das andere Ende oder
hintere Ende des gebogenen Stabs an der Verbindungskopplung angebracht
wird; das hintere Ende des gebogenen Stabs enthält ein Loch für kortikale
Schrauben und besitzt einen ähnlichen
Durchmesser wie das Loch für
die kortikale Schraube in der Verbindungskopplung.
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Es
sei hier angemerkt, dass sich, wie oben angeführt worden ist, die postoperative
Behandlung bei Menschen und bei Tieren auf völlig verschiedenen Prinzipien
basiert.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben das Verfahren der kombinierten
periostalen und intramedularen Osteosynthese vervollkommnet. Im
Vergleich zu der Fixiervorrichtung von Seppo ist die Vorrichtung
einfacher und leichter zu handhaben gemacht. Vortests zeigen, dass
es ausreicht, lediglich einen bogenförmiges Stab anstelle eines
Tandems zu verwendet. Außerdem
kommt das Fixieren der Stäbe
an der Stützplatte
wesentlich einfacher zum Tragen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Fixiervorrichtung,
die in einer Technik zur Fixierung von Frakturen langer Röhrenknochen
bei Kleintieren verwendet wird. Zur Erprobung des Konzepts ist eine
spezielle Fixiervorrichtung konstruiert worden, die gleichzeitig
Elemente sowohl der intramedularen als auch der extramedularen Osteosynthese
enthält.
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Die
Fixiervorrichtung besteht aus einer periostalen Stützplatte,
zwei gebogenen Stäben
und zwei Kortikalisschrauben.
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Die
gebogenen Stäbe
werden in die intramedulare Höhle
eingesetzt, derart, dass die außen
liegenden hinteren Enden der gebogenen Stäbe an der Stützplatte
befestigt sind. Neben der Schraube-Platte-Schnittstelle fixiert
ein "Zangeneffekt" zwischen den gebogenen
Stäben
und der Platte den Knochen (die Knochenfragmente). Dadurch ist die
Wunde kürzer
als der Abstand zwischen den Enden der gebogenen Stäbe. Die
technischen Merkmale und die Anbringungstechnik sind an Kadavern
von Hunden und Katzen validiert und an Versuchstieren (Kaninchen)
getestet worden. Ein Fachmann kann die Erfindung ohne weiteres für größere Tiere und
Menschen anpassen. Die Teile der Fixiervorrichtung können den
verschiedenen Knochen entsprechend in verschiedenen Größen und
Formen hergestellt werden.
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Die
Erfindung fügt
dem bestehenden Fachgebiet eine einfache Vorrichtung hinzu, die
einfach herzustellen und anzuwenden ist. Patienten bietet sie ein
kleineres chirurgisches Trauma, eine schnellere Genesung und höheren Komfort.
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Die
Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch eine Fixiervorrichtung
nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
dargelegt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben,
worin:
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1 die
Fixiervorrichtung zeigt, die gleichzeitig die Elemente der intramedularen
und der extramedularen Osteosynthese kombiniert (das Photo zeigt
den Schenkelknochen einer Katze, wovon ein Teil geöffnet ist,
um den intramedularen Teil zu zeigen);
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2 zeigt
die Konstruktion der Fixiervorrichtung von 1;
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2a zeigt
die Stützplatte
und die gebogenen Stäbe
gemäß der Erfindung;
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3 zeigt
die Einsetzung eines gebogenen Stabs durch die Stützplatte
in den intramedularen Kanal;
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4 bis 8 zeigen
die nach einer Operation an einem Patienten (Kaninchen) zweiwöchentlich
angefertigten Radiogramme;
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9 bis 13 zeigen
die nach einer Operation an einem weiteren Patienten (Kaninchen)
zweiwöchentlich
angefertigten Radiogramme;
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14 zeigt
die Konstruktion einer überbrückten, kombinierten
Fixiervorrichtung;
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14a zeigt die Stützplatte und den gebogenen
Stab der Konstruktion einer überbrückten, kombinierten
Fixiervorrichtung;
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15 zeigt durch Radiogramme die Verwendung
einer überbrückten, kombinierten
Fixiervorrichtung bei der Behandlung der Schienbeinknochenfraktur
eines Hundes, wobei:
- a), b) Position der Fraktur
vor und nach der Anbringung der Fixiervorrichtung;
- c) nach 1 Monat
- d) nach 2 Monaten;
- e), f) nach 3 Monaten.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Der
Zweck der Beispiele der vorliegenden Erfindung war, die Wirksamkeit
der entwickelten Osteosyntheseprozedur und -vorrichtungen bei diaphysären Frakturen
zu untersuchen und die Wiederherstellungsfunktion des traumatischen
Gliedes und die Regenerationsintensität des Knochengewebes bei Versuchstieren
zu bewerten. Das Beispiel 1 beschreibt die Konstruktion der Osteosynthesevorrichtung;
das Beispiel 2 beschreibt die chirurgische Technik der Anbringung
der Vorrichtung; das Beispiel 3 beschreibt die Tests nach dem chirurgischen
Eingriff; das Beispiel 4 beschreibt eine verbesserte, überbrückte Osteosynthesevorrichtung.
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Die
Fixiervorrichtung hat sich bei der Verwendung bei Versuchstieren
als wirksam erwiesen. Selbst dann, wenn sich eine der Schrauben
gelöst
hatte, verschob sich der gebogene Stab in dem intramedularen Kanal
nur wenig, wobei die gesamte Konstruktion ihre fixierende und stabilisierende
Funktion beibehielt. Hierbei muss die Fragilität der Knochen bedacht werden.
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Die
Vorrichtung der Erfindung erfüllt
die folgenden Anforderungen für
die Behandlung von Röhrenknochenfrakturen:
- – die
Knochenfragmente werden stark fixiert, wobei die Last zwischen der
Vorrichtung und den Knochenfragmenten aufgeteilt wird;
- – die
Anbringung der Fixiervorrichtung ist weniger traumatisch und schont
die Weichteile;
- – die
Fixiervorrichtung ist kompakt und stark und hält die Struktur und die vitalen
Funktionen des Knochengewebes aufrecht;
- – die
Fixation unterdrückt
weder die Regeneration des Knochengewebes, d. h. die Bildung von
Knochenkallus, noch unterbricht sie diese und reizt die umgebenden
Gewebe nicht;
- – die
Fixierkonstruktion ermöglicht
dem Tier, die Verwendung seines Gliedes unmittelbar nach der Operation,
um die Möglichkeit
von Komplikationen zu verringern.
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Die
Fixiervorrichtung ist technisch einfach zu verwirklichen und zu
modifizieren, wobei die Konstruktionselemente ohne weiteres zerlegt,
ausgetauscht und wieder verwendet werden können.
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Ein
zusätzlicher
Vorteil ist das minimale erforderliche Training. Kurz gesagt bedeutet
es eine vollständigere
Genesung und einen höheren
Komfort für
den Patienten. Diese Merkmale verschaffen ihr im Vergleich zur herkömmlichen
Osteosynthese einen Vorteil.
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Die
Erfinder haben mit einer Modifikation der vorliegenden Erfindung
experimentiert, wobei zwei gebogene Stäbe mit nur einer Schraube an
der Stützplatte
befestigt werden. In diesem Fall muss dort, wo die Schraube angesetzt
wird, eine Ausbuchtung in das hintere Ende jedes gebogenen Stabs
geschnitten sein (die in der Mitte der Stützplatte liegt).
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Eine
solche Vorrichtung ist in einem Konferenzbericht offenbart worden.
Jedoch schlagen die Erfinder keine Verwendung einer solchen Lösung vor,
da Tierversuche nachgewiesen haben, dass sie mechanisch instabil
ist.
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Beispiel 1. Entwurf der kombinierten Fixiervorrichtung.
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Die
Fixiervorrichtung 1 ist aus Edelstahl gefertigt und umfasst
eine Stützplatte 2,
zwei gebogene Stäbe 3 und
zwei Kortikalisschrauben 4 (Zeichnung, 2).
Die Stützplatte 2 besitzt
eine Dicke von 2 mm und weist ein konvexes Querschnittsprofil auf.
Die Länge
der Stützplatte
beträgt
etwa 2/5 der Länge
des Schenkelknochens, während
die Breite etwa 2/3 des Knochendurchmessers beträgt. Innerhalb eines Abstands
von 10 mm von den Enden der Stützplatte
sind in einem Winke von 45 Grad zwei schräge Löcher gebohrt, die einen Durchmesser
von 3,5 mm besitzen und von der Mitte nach außen weisen. Der Durchmesser
des schrägen Lochs 5 sollte
dem Durchmesser des gebogenen Stabs 3 entsprechen. In der
Fachliteratur können
die gebogenen Stäbe
als "curved rode", "Anker" oder einfach "Stäbe" bezeichnet sein.
Der bogenförmige
Teil 6 des gebogenen Stabs 3, der in den intramedularen
Kanal geführt
wird, besitzt im Querschnitt eine ovale Form mit einer minimalen
Verjüngung
(von 0,5–0,8
mm) in Richtung des Umfangs. Eine solche Konstruktion erleichtert das
Herausziehen der gebogenen Stäbe 3 nach
der Heilung der Fraktur. Das andere Ende 7 (das hintere
Ende) der gebogenen Stäbe 3 mit
einer Abmessung von 15 × 6 × 1,5 mm
ist an der Stützplatte 2 angeordnet
und besitzt eine flache Form und eine ähnliche Konvexität wie die
Stützplatte 2.
In dem hinteren Ende 7 des gebogenen Stabs 3 befindet
sich ein Loch 8 mit einem Durchmesser von 3 mm, das für die Knochenschrauben 4 benötigt wird.
In der Stützplatte 2 befinden
sich ebenso die Löcher 9 mit
einem Durchmesser von 3 mm, wobei diese Öffnungen innerhalb von 8 mm
von der Mitte der Stützplatte 2 angeordnet
sind. Diese Öffnungen
sind für
ein gleichzeitiges Fixieren der gebogenen Stäbe 3 und der Stützplatte 2 an
dem Knochen 10 durch Knochenschrauben 4 erforderlich.
Es werden Knochenschraube 4 des kortikalen Typs mit einer
Länge von
18 mm und einem Durchmesser von 2,8 mm verwendet, wobei sie sich
durch die beiden Kortizes des Knochens 10 erstrecken müssen. Die
Abmessungen für
die oben erwähnte
Fixiervorrichtung 1 sind für ein Kaninchen mittlerer Größe (mit
einem Gewicht von 4–5
kg) berechnet, Wenn ein Tier anderer Größe verwendet wird, sollten die
Abmessungen proportional angeglichen werden. Dies geschieht auf
der Basis der Röntgenradiographie. Die
Abstände
zwischen den in die Stützplatte 2 gefrästen und
gebohrten Löchern
sind fest und entsprechen den Abmessungen des hinteren Endes 7 des
gebogenen Stabs 3. Dadurch können die gebogenen Stäbe 3 durch
andere gebogene Stäbe 3 ausgetauscht
oder ersetzt werden. Das Arbeiten mit der Fixiervorrichtung 1 ist
wesentlich einfacher und komfortabler, wenn der Chirurg mehrere
Stützplatten 2 und
gebogene Stäbe 3 mit verschiedenen
Maßen
besitzt.
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Die
vorliegende Fixiervorrichtung ist für die Verwendung an Langknochenfrakturen
im mittleren Drittel der Diaphyse vorgesehen. Die Verwendung ist
im Fall von sehr splittrigen Frakturen und im Fall von ausgeprägten Längsspaltungen
der Knochen begrenzt.
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Beispiel 2. Die chirurgische Technik der
Anbringung der kombinierten Fixiervorrichtung.
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Neben
dem gewöhnlichen
Satz für
Weichteilchirurgie werden die folgenden Instrumente für die Operation
verwendet: Plattenbiegevorrichtungen, 2 Stück, Knochenzangen, 2 Stück, Knochenbohrer
mit Durchmessern von 2,0 mm und 3,5 mm, eine Gewindeschneidbacke,
2,5 mm, für
kortikale Schrauben, zwei kortikale Schrauben mit einem Durchmesser
von 2,7 mm und einer Länge
von 18 mm, ein Schraubendreher, ein leichter Hammer und ein Bohrer.
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Die chirurgische Technik
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Die
Technik der Anbringung der Fixiervorrichtung 1 ist ziemlich
einfach. Eine Stützplatte 2 mit
geeigneten Abmessungen und gebogene Stäbe 3 wurden vor der
Operation auf der Basis der Röntgenradiographie vorbereitet.
Es wurde bedacht, dass das Profil der Stützplatte mit dem Profil des
tierischen Testschenkelknochens 10 in Übereinstimmung ist. Die beste
Art und Weise dies zu bestimmen, ist das Verwenden von Knochenmustern.
Die Länge
und der Radius der gebogenen Stäbe 3 wurden
auf der Grundlage der Röntgenradiographie
ausgewählt,
wobei bedacht wurde, dass sich der Durchmesser des intramedularen
Kanals so weit wie möglich über die
Fraktur hinaus erstreckt. Die Biegung ist korrekt, wenn sich der
gebogene Stab 3 an den folgenden drei Stellen an dem Knochenkortex
abstützt:
an der Spitze des gebogenen Stabs 3, am Mittelpunkt der
Krümmung 6 und
im Bereich des in die Stützplatte 2 gefrästen Lochs 5.
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Als
Anästetikum
(beim Kaninchen) wurde eine Kombination aus 400 μg/kg Domitor + 20 mg/kg Ketamin
gemeinsam in einer Spritze subkutan verwendet. Das Anästetikum
wirkte zwischen einer und eineinhalb Stunden (2). In die
Ohrvene wurde eine Kanüle
eingeführt,
die während
der Operation 0,9-%-iges NaCl bei einem Tropfen pro Sekunde eintröpfelte.
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Es
wurde eine seitliche Annäherung
an den Schenkelknochen angewandt, wobei die craniolaterale Seite
der Diaphyse von Weichteilen bedeckt war. Die Fixiervorrichtung
wurde an dem Schenkelknochen angelegt, wobei die umgebenden Weichteile
maximal bewahrt wurden (3). Die Diaphyse des Schenkelkno chens wurde
mit einer dünnen
Stichsäge
zertrennt. Die Enden der Fragmente wurden repositioniert, und die
Stützplatte 2 wurde
unter Fixierung mit Knochenzangen an dem Knochen 10 angebracht.
Die Biegung der Stützplatte 2 wurde
während
der Operation, falls erforderlich, mit Plattenbiegevorrichtungen
angeglichen. Die Knochenzange muss an dem Knochen 10 und
der Stützplatte 2 genau
vor dem gefrästen
Loch 5 platziert werden. Eine solche Platzierung der Knochenzange
behindert die nachfolgenden Manipulationen nicht. Ferner wurde in
einem der Fragmente unter einem Winkel von 45 Grad in Bezug auf
die Langsachse des Knochens ein Kanal 11 mit einem Durchmesser
von 3,5 mm in den Knochenkortex gebohrt. Beim Bohren durch die Stützplatte 3 wirkt
das Loch 4 als Führung.
Eine solche Technik ist sehr einfach und verschafft den richtigen
Winkel und die richtige Position für den Kanal 11. Ferner
wird das hintere Ende des gebogenen Stabs 3 mit einem Nadelhalter eingefangen,
wobei der gebogene Stab 3 mit leichten Hammerschlägen durch
die Stützplatte 2 geführt werden und
der Kanal 11 so tief in den Kortex gebohrt wird, dass das
hintere Ende 7 des gebogenen Stabs 3 die Stützplatte 2 erreicht
(Zeichnung, 3),
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Die
Biegung des gebogenen Stabs 3 kann erforderlichenfalls
mit Plattenbiegevorrichtungen so eingestellt werden, dass sich der
gebogene Teil 6 relativ frei durch den gebohrten Kanal
bewegt (ein mittlerer Druck mit einem Finger ist ausreichend) und
in dem gebogenen Stab 3 im intramedularen Kanal eine kleine
Spannung entsteht. Die Löcher 8 und 9,
die in dem hinteren Ende 7 des gebogenen Stabs 3 bzw.
an der Stützplatte 2 positioniert
sind, müssen übereinander
liegen. Durch die Löcher
wird ein Loch 12 mit einem Durchmesser von 2 mm gebohrt,
das beide Kortizes überspannt.
Ferner wird der Durchmesser des Knochens 10 gemeinsam mit
der Stützplatte 2 und
dem hinteren Ende 7 des gebogenen Stabs 3 gemessen,
um die erforderliche Größe der Knochenschrauben 4 zu
bestimmen. Der Kanal 11 wird mit einer Gewindeschneidbacke
geschnitten und die gesamte Konstruktion mit der Knochenschraube 4 an
dem Knochen 10 stark befestigt (4). Im Endstadium des
Einschraubens der Knochenschraube 4 drückt der gebogene Stab 3,
der sich in dem intramedularen Kanal befindet, gegen die Stützplatte 2.
Zwischen der Stützplatte 2 und
dem gebogenen Stab 3 wird ein "Zangeneffekt" hervorgerufen, was dazu führt, dass
die Fixiervorrichtung 1 an dem Knochen 10 fixiert
wird. Eine solche Fixierung gewährleistet
eine maximale Stabilität
der Konstruktion und verhindert eine Drehung sowie das Bilden von
Frakturen. Ähnlich
wird der andere gebogene Stab 3 in das andere Fragment
des Knochens geführt. Das
Schließen
der Wunde erfolgt wie gewöhnlich.
Nach der Operation wurde in der mediolateralen Projektion eine Kontroll-Röntgenradiographie
durchgeführt,
um die Reposition der Fragmente und die Position der Fixiervorrichtung 1 zu
bewerten. Als Analgetikum wurden 2,2 mg/kg Carophen (Rimadyl, Pfizer)
oral verwendet. Unbeweglich machende Konstruktionen oder zugeschnittene
Bandagen wurden nicht verwendet. Die operierten Tiere wurden in
ein Vivarium gesetzt, wo sie begannen, sich auf das traumatisierte
Glied zu stützen,
sobald der anästhetische
Effekt vorüber
war. In der beschriebenen Versuchsreihe wurden neun Kaninchen mittels
der gleichen Technik operiert.
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Beispiel 3. Postoperative Kontrolle.
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Während der
ersten postoperativen Woche wurde täglich eine klinische Bewertung
des Gliedes durchgeführt.
Alle zehn Tage wurden die Setons von der Wunde entfernt. Eine vollständige klinische
und radiographische Kontrolle wurde in der 2., 4., 6. und 8. Woche
nach der Operation durchgeführt.
Es wurden die Verbesserung der Funktion des Gliedes, die Knochenachse,
die Konsolidierung der Fragmente, die Bildung des Kallus und die
Position der Fixiervorrichtung 1 bewertet.
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Alle
neun beschriebenen Frakturen wurden im mittleren Drittel der Diaphyse
des rechten Schenkelknochens der Kaninchen künstlich modelliert. Die 4 und 9 der
Zeichnung zeigen Röntgenradiogramme
des Schenkelknochens von zwei Patienten zwei Wochen nach der Operation.
Die 5 bis 8 und 10 bis 13 der
Zeichnung sind Röntgenradiogramme
derselben Patienten nach 4, 6 und 8 Wochen. Die Ergebnisse der Genesung
waren: alle neun Kaninchen stützten
sich am nächsten
Tag recht stark auf das operierte Bein. Der Appetit und die allgemeine
Vitalität
waren etwas geringer als vor der Operation. Diese Parameter erholten
sich bei allen Versuchstieren während
der ersten Woche. Am fünften
Tag nach der Operation hörte
ein Kaninchen plötzlich
auf, sich auf das operierte Bein zu stützen, und begann, es in einer
unnormalen Position zu halten. Während
der klinischen und radiographischen Untersuchung wurde deutlich,
dass eine splittrige Fraktur des distalen Fragments bestand. Dieses
Kaninchen wurde von dem Experiment ausgeschlossen.
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Nach
zwei Wochen wurden keine funktionalen Störungen der Gliedmaßen der
acht Patienten während der
klinischen Bewertung beobachtet. Es trat keine erkennbare Muskelatropie
auf. Der Appetit und die Aktivität waren
normal. Bei der radiographischen Analyse wiesen fünf Kaninchen
einen minimalen endostalen und intramedularen Kallus in der Frakturzone
auf. Der Spalt zwischen den Fragmenten war deutlich sichtbar. Es
wurde keine Bildung von periostalem Kallus beobachtet. Alle Elemente
der Fixiervorrichtung 1 waren in ihrer Position (Zeichnung, 5).
Bei drei Kaninchen wurde eine teilweise Verschiebung der Knochenschraube
in dem proximalen Fragment beobachtet, wobei der gebogene Stab 3 geringfügig verlagert
war und eine Versetzung von 1–2
mm zwischen den Fragmenten ausgebildet war. In der Frakturzone war
nur endostaler Kallus sichtbar. Um das spitze Ende der proximalen
Knochenschraube und in der Nähe
des proximalen Randes der Stützplatte 2 wurde
ein Wachstum von periostalem Kallus beobachtet. Alle anderen Elemente
der Fixiervorrichtung waren in ihren korrekten Positionen.
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Nach
vier Wochen war das klinische Bild aller acht Patienten ohne Veränderungen
und vollkommen normal. Bei fünf
Tieren hatte gemäß der radiographischen
Analyse eine starke Bildung von endostalem Kallus in der Frakturzone
stattgefunden, wobei als Ergebnis der Spalt zwischen den Fragmenten
praktisch verschwunden war. In der Frakturzone war ein leichter
periostaler Kallus deutlich sichtbar. Die Position der Fixiervorrichtung 1 und
der Knochenschrauben 4 war ohne Veränderungen (Zeichnung, 6).
Bei drei Kaninchen verschob sich die Knochenschraube 4 in
dem proximalen Fragment etwas mehr, was dazu führte, dass sich das hintere
Ende 7 des gebogenen Stabs 3 2–3 mm von der Stützplatte 2 anhob
und die Versetzung der Fragmente um bis zu 3 mm zunahm. Es wurden
keine weiteren mechanischen Veränderungen
der Position der Stützplatte 2 beobachtet.
Auf dem Radiogramm konnte in der Nähe des proximalen Randes der
Stützplatte 2 und
auch an der Stützplatte
sowie um das spitze Ende der Knochenschraube 4 und in der
Zone der Fraktur deutlich ein starkes Wachstum von periostalem Kallus
gesehen werden. Ein endostaler Kallus hatte sich nicht entwickelt
(Zeichnung, 11).
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Nach
sechs Wochen war das klinische Bild ohne Veränderungen. Das Verhalten aller
acht Kaninchen war wie üblich.
Die radiographische Analyse zeigte, dass bei den fünf Kaninchen
die Konsolidierung normal war. Der Kallus war nicht massiv und umschloss
alle Knochenfragmente gut. Es wurde keine Versetzung registriert.
Der Spalt zwischen den Fragmenten war total verschwunden. Alle Elemente
der Fixiervorrichtung 1 waren in ihren korrekten Positionen
(Zeichnung, 7). Bei den drei Tieren hatte
sich die Verschiebung der Fixiervorrichtung 1 stabilisiert.
Die Knochenfragmente waren im Stillstand, bei einer Versetzung von
3 mm. Der periostale Kallus um die Frakturzone und das proximale
Ende der Stützplatte 2 war
sogar noch massiver und erstreckte sich bis zum hinteren Ende der
Fixiervorrichtung 1 (Zeichnung, 12).
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Nach
acht Wochen waren die Versuchstiere klinisch vollkommen gesund.
Die radiographische Analyse zeigte, dass bei den fünf Tieren
die Frakturen gut verheilt waren. Der Kallus in der Frakturzone
war gering, jedoch im Wesentlichen dicht. Alle Elemente der Fixiervorrichtung 1 waren
in ihren korrekten Positionen (Zeichnung, 8).
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Die
Radiogramme der drei restlichen Kaninchen zeigten, dass die Heilung
der Fraktur langsamer gewesen war und noch nicht die Endphase erreicht
hatte. Die örtliche
Begrenzung des Kallus war die gleiche, jedoch begann er dichter
zu werden. Die Elemente der Fixiervorrichtung 1 waren in
ihren korrekten Positionen. Die Achsen der Gliedmaßen waren
ohne Veränderungen,
und die Tiere stützten
sich frei auf ihr operiertes Bein (Zeichnung, 13).
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Zusammengefasst
zeigte die radiographische Analyse, dass die Fixiervorrichtung 1 keinerlei
Beeinträchtigung
der Knochenstrukturen mit sich brachte und in gleicher Weise, als
wäre sie
an dem Knochen angebracht, ihre Position beibehielt. Bei drei Tieren
veränderte
der gebogene Stab 3 teilweise seine Position in dem intramedularen
Kanal, jedoch behielt er seine Fixierfunktion bei. In jenen Fällen wurde
die Fixiervorrichtung 1 weder entfernt noch wurde eine
zusätzliche
Ruhigstellung verwendet. Trotzdem wurde die Funktion des Gliedes
wieder normal wiedererlangt. Es trat keine fortschreitende Versetzung
der Fragmente ein; auch wurde die Achse des Schenkelknochens nicht
verändert;
lediglich der gebildete Kallus war massiver.
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Als
wichtigster Faktor der Frakturheilung wird die maximal korrekte,
starke und stabile Fixation der Enden der gebrochenen Knochen betrachtet.
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Es
gibt mehrere Verfahren für
die Frakturreduktion (5). Jedes von ihnen besitzt positive
und negative Merkmale – komplizierte
chirurgische Technik, hohe Kosten der Fixiervorrichtung usw. Die
oben beschriebene Fixiervorrichtung 1 besitzt kombinierte
Merkmale und eine machbar einfache Konstruktion. Wenn sie genutzt wird,
erweitert sie die Behandlungsmöglichkeiten
für diaphysäre Knochenfrakturen.
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Ein
Vorteil der kombinierten Fixiervorrichtung sind die relativ niedrigen
Kosten; ein weiterer ist das Fehlen eines speziellen erforderlichen
Trainings. Die an dem Knochen angebrachte Stützplatte 2 ist ziemlich
kurz, wobei gleichzeitig die intramedular gebogenen Stäbe 3 die
Hebel der Fixiervorrichtung 1 proximal und distal praktisch
bis zur Metaphyse verlängern.
Im Vergleich zu einer Plattenfixation verlangt die Anwendung der
Fixiervorrichtung 1 keinen solch extensiven chirurgischen
Zugang. Dies ermöglicht
das Verkürzen
der Operationszeit und eine Verringerung der Verletzung an den Geweben,
womit optimale Bedingungen für
die Heilung der Fraktur geschaffen sind. Die gebogenen Stäbe 3 bilden
eine dynamische Fixation in dem intramedularen Kanal, ruhen an drei
Punkten auf dem Endostat und gewährleisten
einen extensiven und stabilen Kontakt mit dem Knochen (6).
Herkömmliche
intramedulare Nägel
gewährleisten
keinen ausreichenden Kontakt mit dem Knochen, weshalb sie den Drehkräften einen
geringeren Widerstand entgegenbringen. Die trifft speziell im Fall von
senkrechten Frakturen, die häufig
zusätzliche
Fixiervorrichtungen erfordern, zu (7).
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Jedoch
ist dies nicht notwendig, wenn die vorliegende Fixiervorrichtung
verwendet wird. Das besondere Merkmal der oben beschriebenen Fixiervorrichtung
ist das ursprüngliche
Prinzip der Fixation an dem Knochenkortex, wo zwischen der Stützplatte 2 und
den gebogenen Stäben 3 beim
Festziehen der Knochenschrauben 4 ein "Zangeneffekt" hervorgerufen wird, was dazu führt, dass
der Kortex zwischen den gebogenen Stäben 3 und der Stützplatte 2 zusammengepresst
wird. Dieser Fixiertyp, bei dem die Vektoren der Effektivkräfte gegeneinander
gerichtet sind, wird in der Mechanik als der festeste und stabilste
betrachtet. Gleichzeitig ist die Fixation der Fragmente nicht völlig starr.
Als Folge der Amortisierung der Stäbe tritt in der Frakturzone
während Verwendung
des Gliedes eine mikroskopisch kleine Bewegung auf (8).
Diese fördert
wiederum eine intensive Kallusbildung und eine schnellere Konsolidierung
des Knochens (9). In Fällen
der Anwendung sehr starrer Fixiervorrichtungen sind eine Osteoporose
und folglich Frakturen nach der Entfernung des Implantats beobachtet
worden (10).
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Wenn
mit Kaninchen als Versuchstiere gearbeitet wird, müssen die
Besonderheiten ihrer Anatomie bedacht werden. Die Behandlung eines
Röhrenknochens
eines Kaninchens ist sehr unüblich,
da die Kortikalschicht relativ dünn
ist und eine sehr empfindliche Struktur aufweist (11).
Daher kann selbst die geringste physische Überbeanspruchung während der
Operation oder ein minimaler Fehler bei der Wahl des Durchmessers der
Knochenschraube 4 zu weiteren Frakturen von Knochenfragmenten
und zu einem Fehlschlagen des Experiments führen.
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Beispiel 4. Der Entwurf einer überbrückten, kombinierten
Fixiervorrichtung.
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Nun
wird eine vervollkommnete kombinierte Fixiervorrichtung 1,
die überbrückt ist,
beschrieben.
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Der
Bedarf an einer vervollkommneten Fixiervorrichtung 1 entstand
aus der oben erwähnten
Beobachtung, dass sich ein gebogener Stab 3 bei manchen
Patienten verschieben kann. Dies konnte vorkommen, weil Kaninchenknochen
fragil sind und sich die Knochenschrauben 4 einfach lösten. Dank
der Konstruktion der Fixiervorrichtung 1 würden die
Enden von Knochenfragmenten in ihrer früheren Position bleiben und
der Knochen zusammenwachsen. Bei dem herkömmlichen Knochenplattenverfahren
kommt eine Versetzung von Fragmentenden häufig vor.
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Nichtsdestoweniger
wurde von uns versucht, den Entwurf stabiler zu machen, so dass
das Lösen
einer Schraube 4 nicht zu der unerwünschten Verschiebung der Elemente
führen
würde. 14 zeigt
den Entwurf einer überbrückten Fixiervorrichtung 1,
bei der ein zusätzliches
Element, die kleine Schraube 13 vorhanden ist. Sie wird
nicht in den Knochen 10 geschraubt, sondern verbindet beide
gebogenen Stäbe 3 mit
der Stützplatte 2.
In den gebogenen Stäben 3 ist
ein zusätzliches
Loch 13 vorhanden, während
in der Stützplatte 2 ein Gewindeloch 15 vorhanden
ist, das sich in der Mitte der Stützplatte 2 befindet.
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Das
Fixieren der zusätzlichen
Schraube 13 verbindet die gebogenen Stäbe 3, derart, dass
das Lösen einer
Schraube 4 kein Verschieben des gebogenen Stabs 3 zulässt. 15 zeigt ein Radiogramm einer überbrückten Fixiervorrichtung 1 im
Schienbeinknochen eines Hundes. Das Verfahren zum Anbringen einer solchen
Fixiervorrichtung 1 gleicht exakt der im Beispiel 2 eingeführten chirurgischen
Technik. Das Fixieren der weiteren Schraube 13 erfordert
keine zusätzlichen
Maßnahmen
oder Werkzeuge. Der einzige Unterschied bei der überbrückten Fixiervorrichtung 1 ist
der, dass stets beide gebogenen Stäbe 2 eingeführt werden
müssen. In
den Beispielen 1 und 2 könnte
der Chirurg mit lediglich einem gebogenen Stab 2 auskommen.
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QUELLENVERZEICHNIS:
-
- 1. Seppo, A., Ernits T., Mill, H., Möttus, J.,
Seppo, T., Truupöld,
U., Yuzbashev, G. The reponator-fixator of dr. A. Seppo for osteosynthesis
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1979.
- 2. Attila, M., Raekallio, M., Sandholm, M., Vaino, O. Veterinaaranestesioloogia. – Helsinki,
p. 269, 1998.
- 3. Piermattei, D. L., Greeley, R. G. An atlas of surgical approaches
to the bones of the dog and cat. W. B. Saunders Company Philadelphia
p. 162–164,
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- 4. Brinker, W. O., Hohn, R. B., Prieur, W. D. Manual of internal
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33–45,
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- 5. Brinker, W. O., Piermattei, D. L., Flo, G. L. Handbook of
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- 7. Vasseur, P. B., Paul, H. A., Crumley, L. Evaluation of fixation
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