DE60202695T2

DE60202695T2 - Externer knochendistraktor

Info

Publication number: DE60202695T2
Application number: DE60202695T
Authority: DE
Inventors: Daniel Labbe; Pierre Sabin; Jean-Michel Roisin
Original assignee: Obl (sa); OBL SAS
Current assignee: Obl (sa); OBL SAS
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2002-09-16
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: EP1435859B1; EP1435859A1; DE60202695D1; ES2236601T3; US20050043731A1; WO2003024341A1; FR2829684B1; ATE287240T1; FR2829684A1; US8211106B2

Description

Technologischer Hintergrund der Erfindung
Das Ersetzen eines Knochenteils, das nach einer Geschwulstresektion oder einem großen Trauma fehlt, greift oft auf Operationstechniken zurück, die erlauben das Wachsen oder die Entwicklung des Abschnitts des benachbarten gesunden Knochengewebes zu unterstützen.
Eine von ihnen besteht darin, an der Knochenschwiele zu ziehen, die von einer Osteotomie herstammt, um sie um eine Länge zu verlängern, die dem Knochenverlust entspricht.
Diese Technik, die beträchtlich durch den russischen praktizierenden Arzt Ilizarov entwickelt wurde, wurde anfangs für die langen Knochen verwendet, oder wenigstens für Knochenfragmente von allgemein zylindrischer Form.
Der externe Distraktor, der von diesem Autor in dem US-Patent 4,978,348, veröffentlicht am 18. Dezember 1990, beschrieben wird, scheint eine ausreichende Anpassungsmöglichkeit zu bieten, um sowohl für die Wiederherstellung der Form der Hand, durch Ausziehen von nach der Amputation verbleibenden Fingergliedern, als auch für die Wiederherstellung des Unterkiefers, beispielsweise, verwendet werden können.
Das System weist eine Anordnung von Gewindestangen auf, die zusammengesetzt werden können, um sich an die Form des Knochens oder der Gesamtheit der zu behandelnden Knochen anzupassen. Die Gewindestangen stützen Stiftträgerschlitten ab, deren einstellbare Abstände ermöglichen, die Knochendehnung bzw. Distraktion zu verwirklichen. Die Stifte eines jeden der Schlitten werden durch eine Mutter zwischen Scheiben geklemmt, die auf einem hohlen Bolzen aufgereiht sind, in Eingriff mit einer der Stangen. Diese weisen eine Abflachung auf, die mit Stiftbolzen der hohlen Bolzen zusammenwirken, um die Stiftträger bezüglich der Stangen zu immobilisieren.
Die Vorrichtung ist einfach, jedoch werden die Schlitten entlang der Stangen durch Gegenmuttern gehalten, wobei zwei Schlüssel notwendig sind, um sie zu bewegen. Darüber hinaus erfordert das Blockieren und Lösen einer Kontermutter eine relativ komplexe simultane Handhabung der beiden Schlüssel.
Der verbreitete äußere Knochenvereinigungsbefestiger in der Gebrauchsmusteranmeldung FR 2.671.479 auf den Namen der Fa. Hit Medica, veröffentlicht am 17. Juli 1992, ruht auf dem Ridoirprinzip. Die Beabstandung der zwei Stiftträger wird somit einfach durch Bedienung des Mittenabschnitts der Stange erhalten, deren Enden mit Gewinden in gegenläufiger Richtung versehen sind.
Basierend auf einem anderen Prinzip ist die Vorrichtung, die in dem US-Patent 4,848,368, veröffentlicht am 18. Juli 1989 auf den Namen von R. Kronner beschrieben ist, selbsthandhabbar durch einen einzigen Gabelschlüssel. Der Patient kann in diesem Fall die Bedienung selbst vornehmen.
Die beiden vorhergehenden Systeme können für das Ziehen von geraden, langen oder kurzen Knochen verwendet werden, sie passen jedoch nicht für gekrümmte Knochen, wie beispielsweise die Knochen des Schädels, der Unterkiefer oder der Rippen.
Eine Vorrichtung, die speziell auf gekrümmte Knochensegmente der Unterkiefer, des Gesichts oder des Schädels angepasst ist, ist in der deutschen Patentanmeldung DE 195 03 609 , veröffentlicht am 10. August 1995 auf den Namen der Fa. Normed Medizin Technik Vertriebs, beschrieben. Die Vorrichtung wird aus mehreren Zahnstangen gebildet, auf denen Stiftträgerschlitten befestigt sind. Die Zahnstangen sind untereinander gelenkig, damit die Anordnung sich außen an die Form des Knochens anschmiegt. Ein Schlitten kann entlang einer Zahnstange mittels einer Schraube in Eingriff mit dieser bewegt werden.
Die Gelenke zwischen den Zahnstangen weisen kugelförmige Verbindungen auf, was den Vorteil hat, dass der Anordnung eine jegliche Form verliehen werden kann. Jedoch haben diese Gelenke den Nachteil, das sie die Bewegung der Schlitten begrenzen.
Eine gekrümmte und kontinuierliche Gewindeschiene, die die Bewegung der Stiftträgerschlitten nicht begrenzt, ist in der japanischen Patentanmeldung JP 09-215699 beschrieben (der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert auf diesem Dokument), veröffentlicht am 19. August 1997 auf den Namen der Fa. Nagoya Rashi Seisakusho.
Gemäß der Ausführungsform, die in den der Anmeldung beigefügten Figuren dargestellt ist, weist die Schiene einen quadratischen Querschnitt auf und besitzt ein Gewinde an jeder ihrer Kanten. In dem angegebenen Verwendungsbeispiel ist die Schiene an der rechten Seite eines Unterkiefers befestigt und sie folgt deren Kontur von hinten nach vorne, ohne über den Anfang des Kinns überzustehen.
Es erscheint jedoch technisch unmöglich, dass die Schiene, die in der japanischen Anmeldung 09-215699 beschrieben ist, der Kontur des Unterkiefers über den Anfang des Kinns hinaus folgen kann. Der schwache Krümmungsradius im Bereich des Kinns hätte als evidente Folge die Verformung auf bedeutende Weise der Gewinde der Stange zur Folge und die Verhinderung des Drehens der Muttern, die die Bewegung der Schlitten kontrolliert.
Tatsächlich, in der in den Figuren der japanischen Patentanmeldung JP 09-215699 dargestellten Position, sind die zur Krümmung inneren Gewinde gefolgt von der Stange notwendigerweise komprimiert, während die Außengewinde ausgedehnt sind.
Es folgt daraus, dass die gekrümmte Schiene nur verwendbar erscheint für eine Reparatur eines Seitenabschnitts des Unterkiefers, wie das in der Hauptfigur dargestellt ist, und sicherlich nicht für eine Distraktion des Mittenabschnitts des Unterkiefers.
Es folgt also aus dem Stand der Technik, wie er in den vorgenannten Dokumenten beschrieben ist, dass die externen Knochendistraktoren, die für die Wiederherstellung von gekrümmten Knochensegmenten geeignet sind, insbesondere der Knochen des Kiefers, des Gesichts oder des Schädels, zwar bekannt sind, es jedoch bis heute keine einzige osteogene Distraktionsvorrichtung existiert, die Eigenschaften aufweist, die vollständig auf die Anforderungen der Kiefern-Gesichtschirurgie erfüllen kann.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft somit einen externen Knochendistraktor, der auf bekannte Weise aufweist:

– eine gekrümmte Gewindestange, die mehrere Abflachungen aufweist, die diametral gegenüberliegend angeordnet sind, wobei sie das Gewinde der Stange entlang von Längsbahnen schützen,
– wenigstens zwei Schlitten, die in Eingriff mit der Stange sind und mit Stiftträgern verbunden sind,
– Führungseinrichtungen, die mit den Abflachungen zusammenwirken, um jeden der Schlitten an einer Drehung um die Achse der Stange zu hindern,
– Einstelleinrichtungen der Position eines jeden der Schlitten entlang der Stange.

Die Erfindung hat genau einen Distraktor von diesem Typ zum Gegenstand, dessen wesentliches Kennzeichen ist, dass die Längsbahnen, entlang denen das Gewinde geschützt ist, sich nur in der Nähe der neutralen Fasern der Stange erstrecken.
Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Distraktors sind diese Längsbahnen nur in einer Anzahl von zwei vorhanden und diametral entgegengesetzt angeordnet.
Vorzugsweise bildet die Stange vereinfacht eine ebene Krümmung.
Vorteilhafterweise bildet die Stange eine Krümmung, die im Wesentlichen der Form des Unterkiefers folgt. Sie ist vorzugsweise gebildet aus einem Kreisbogen von 150°, dessen Enden durch zwei gerade Segmente verlängert sind.
In einer besonderen Ausführungsform des Distraktors weist die Gewindestange sechs diametral entgegengesetzt angeordnete Abflachungen auf, die derart ausgebildet sind, dass die Seiten des Querschnitts der Stange und ihre zu den Bahnen der neutralen Fasern benachbarten Verlängerungen ein Quadrat bilden.
Vorzugweise weisen die Führungseinrichtungen wenigstens eine Scheibe auf, die mit einem jeden der Schlitten verbunden ist, in Eingriff mit der Stange mit Hilfe einer axialen Ausnehmung von komplementärem Querschnitt zum Querschnitt der Stange.
Gemäß einer Variante des externen Knochendistraktors der vorliegenden Erfindung weisen diese Führungseinrichtungen wenigstens ein Paar von doppelkegeligen Rollen auf, deren Drehachsen mit einem jeden der Schlitten verbunden sind, wobei sie beidseitig an der Stange angeordnet und auf diesen rollend ausgebildet sind.
In Bezug auf die Einstelleinrichtungen weisen diese vorzugsweise eine Rändelmutter auf, die auf die Stange aufgeschraubt ist, wobei sie auf einen jeden der Schlitten mittels eines Bügels wirkt.
Vorteilhafterweise weisen die Führungseinrichtungen eines Schlittens zwei Positionen auf: die Richtung des Stiftträgers in einer der Stellungen ist senkrecht zur Richtung des Stiftträgers in der anderen Stellung.
Es ergibt sich weiterhin ein Vorteil aus der Tatsache, dass wenigstens zwei der Schlitten des externen Knochendistraktors fest sind, und dass wenigstens ein dritter entlang der Stange beweglich ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die 1, 3 und 4 zeigen eine schematische Ansicht von unten, von der Seite bzw. von links des erfindungsgemäßen Knochendistraktors.
Die 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt der Gewindestange, die der Distraktor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufweist.
Die 5a und 5b zeigen eine Ansicht von oben bzw. eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform von einem der Stiftträgerschlitten des erfindungsgemäßen Distraktors.
Die 6a und 6b zeigen eine Ansicht von oben bzw. eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante von einem der Stiftträgerschlitten des erfindungsgemäßen Distraktors, dessen Deckel entfernt wurde.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Die Bezugnahmen auf die 1 und 2 dienen zur Erklärung des allgemeinen Prinzips der Erfindung unter Bezugnahme auf ein Gerätemodell, das für die Unterkieferwiederherstellung durch zunehmende Knochendistraktion geeignet ist.
Die 1 zeigt auch auf vereinfachte Weise eine Ansicht von unten des Distraktors 1. Man erkennt die Schlitten 2, die Stiftträger 3 lagern, die in Eingriff auf eine Gewindestange 4 sind.
Zum Unterschied zu den bekannten Vorrichtungen, die eine oder mehrere geradlinige Stangen aufweisen, ist diese Gewindestange 4 kontinuierlich und ihre Form schmiegt sich im Wesentlichen außen an die Form des Unterkiefers an.
Sie weist einen Vorderabschnitt 5 in Form eines Kreisbogens von 150° und eines Radius von 70 mm auf, sowie zwei Seitenabschnitte 6, die aus geradlinigen Segmenten von 90 mm Länge gebildet sind.
Die 2 zeigt im Schnitt (Schnitt AA) die weitere wesentliche Eigenschaft der Gewindestange 4. Sechs Abflachungen 7, 8 ausgebildet in einer Gewindestange gemäß Standard ISO M6 schützen das Gewinde 9 nur in der Nähe der neutralen Fasern der Stange 4, d. h. die Fasern der Stange 4, die weder eine Dehnung noch ein Zusammendrücken erfahren und die somit in der Nähe einer jeden der beiden tangentiellen Ebenen zur Stange 4 sind, die parallel zu der Ebene verlaufen, in der sich die Stange erstreckt. Jeder geschützte Abschnitt 9 des Gewindes behält somit die nominalen Merkmale des Profils der Gewinde und der Steigung der Gewindestange 4 bei und kann folglicherweise mit einer Mutter von der entsprechenden Abmessung zusammenwirken. Diese Mutter, wie sie in Verbindung mit den 5 und 6 erklärt werden wird, bildet eine Einstelleinrichtung der Position eines Schlittens 2 entlang der Stange 4.
Wie es die 3 und 4 zeigen, sind die Schlitten 2 in der Lage, die Stiftträger 3 zu halten, entweder in einer senkrechten Stellung zur Ebene des Distraktors 1 (Schlitten 2 am vorderen Abschnitt 5), oder in einer parallelen Stellung (Schlitten 2 auf den seitlichen Abschnitten 6).
Um dies zu erreichen werden die Schlitten 2 auf der Stange 4 geführt und in ihrer Drehung auf dieser mittels Führungseinrichtungen blockiert, die der speziellen Form des Abschnitts (2) der Gewindestange 4 angepasst sind.
Die Seiten 7 dieses Querschnitts benachbart zu den geschützten Abschnitten 9 des Gewindes in der Nähe der neutralen Fasern und ihre Verlängerungen bilden tatsächlich ein Quadrat BCDE.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Distraktors 1 ist ein Schlitten 2 mit zwei ausgerichteten Scheiben 10 verbunden, deren axiale Ausnehmung 11 von quadratischem Querschnitt ist, wie dies deutlich die 5b zeigt, d. h. komplementär zur Stange 4, mit der sie in Eingriff stehen. Der Schlitten 2 kann somit auf der Gewindestange 4 gleiten, er weist jedoch nur zwei axiale Drehpositionen auf, die 90° versetzt zueinander sind, gemäß der Weise in der er auf die Stange 4 aufgeschraubt ist.
Gemäß einer Ausführungsvariante, die in den 6a und 6b dargestellt ist, wird der Kanal 12 von quadratischem Querschnitt, in dem sich die Gewindestange 4 im Inneren eines Schlittens 2 bewegt, mittels zweier doppelkegeliger Rollen 13 erhalten, die miteinander fluchten. Die Rollen 13 drehen sich in vier zylindrischen Aufnahmen des Blocks, der den Schlitten 2 bildet, was der Gewindestange 4 ermöglicht, unter Führung zu gleiten.
Der Schlitten ist "abgedeckelt" dargestellt, um die Rollen 13 in der 6a sichtbar zu machen.
Wie vorher kann der Schlitten 2 auf der Stange auf zwei unterschiedliche Weisen ausgerichtet sein.
Der Freiraum, der in dem Block des Schlittens 2 verblieben ist, zwischen den Scheiben 10 oder den Rollen 13, um eine Gewindemutter 14 aufzunehmen, die auf die Stange 4 aufgeschraubt ist, bildet einen Bügel 15, der auf dem Schlitten 2 die Bewegungen dieser Mutter 14 überträgt.
Diese kann leicht durch den Patienten selbst betätigt werden. Eine Klinke macht die Anzahl der ausgeführten Umdrehungen empfindbar.
Zylindrische Ausnehmungen 16 sind in den Blöcken der Schlitten vorgesehen, um die Stangen der Stiftträger 3 aufzunehmen, die durch Schrauben unbeweglich gemacht sind.
Diese sehr leichten und sehr einfachen Strukturen der Schlitten 2 erlauben somit in Übereinstimmung mit den Ansichten des Distraktors 1 gemäß der vorliegenden Erfindung der 1, 3 und 4, auf ideale Weise die Stifte 17 an den günstigsten Orten des Unterkiefers zu plazieren, um auf beste Weise eine Knochendistraktion ohne Störfall zu erzeugen.
Das Profil des Wegs der Schlitten 2, das auf beste Weise der Form des Unterkiefers angepasst ist, macht die Distraktion besonders progressiv.
Man erkennt, dass die Stange 4, die als Schiene dient, mit dem Unterkiefer verbunden gehalten werden muss, mittels Stiften der beiden Schlitten 2, die minimal befestigt sind. Wenigstens ein dritter Schlitten ist beweglich, um den Knochentransport zu erzeugen.
Die Vorteile der gekrümmten Form der Gewindestange 4 sind leicht übertragbar auf andere Fälle als jener des Unterkiefers; eine Stange mit Abmessungen und Profil angepasst an jene des Schädels würde die Basis eines Distraktionsgerätes der Schädeldecke bilden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die einzigen oben genannten technischen Spezifikationen eingeschränkt, die beispielhaft angegeben sind; sie umfasst im Gegenteil alle weiteren möglichen Ausführungsvarianten.
Insbesondere sind die Führungseinrichtungen 10, 13 der Schlitten 2 oder die Einstelleinrichtungen ihrer Positionen 14, wie oben ausgeführt, nicht eingeschränkt. Jedes andere mechanische Mittel das hierzu realisiert wird, ist eine mögliche Variante, die nicht das erfinderische Konzept des externen Knochendistraktors verlässt, dessen Merkmale nachfolgend spezifiziert sind.

Claims

Externer Knochendistraktor (1 ), mit: – einer gekrümmten Gewindestange (4), die mehrere Abflachungen (7, 8) aufweist, die diametral gegenüberliegend angeordnet sind, wobei sie das Gewinde (9) der Stange (4) entlang von Längsbahnen schützen, – wenigstens zwei Schlitten (2), die in Eingriff mit der Stange (4) sind und mit Stiftträgern (3) verbunden sind, – Führungseinrichtungen (10, 13), die mit den Abflachungen (7, 8) zusammenwirken, um jeden der Schlitten (2) an einer Drehung um die Achse der Stange (4) zu hindern, – Einstelleinrichtungen (14, 15) der Position eines jeden der Schlitten (2) entlang der Stange (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen sich nur in der Nähe der neutralen Fasern der Stange (4) erstrecken.
Externer Knochendistraktor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen (9) nur in einer Anzahl von zwei vorhanden und diametral entgegengesetzt angeordnet sind.
Externer Knochendistraktor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (4) eine ebene Krümmung bildet.
Externer Knochendistraktor (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (4) eine Krümmung bildet, die aussen im wesentlichen der Form des Unterkiefers folgt, vorzugsweise gebildet aus einem Kreisbogen (5) von 150°, dessen Enden durch zwei gerade Segmente (6) verlängert sind.
Externer Knochendistraktor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (4) sechs diametral entgegengesetzt angeordnete Abflachungen (7, 8) aufweist, die derart ausgebildet sind, dass die Seiten des Querschnitts (AA) der Stange und ihre zu den Bahnen der neutralen Fasern (9) benachbarten Verlängerungen ein Quadrat (BCDE) bilden.
Externer Knochendistraktor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtungen (10, 13) wenigstens eine Scheibe (10) aufweisen, die mit einem jeden der Schlitten (2) verbunden ist, in Eingriff mit der Stange (4) mit Hilfe einer axialen Ausnehmung (11) von komplementärem Querschnitt zum Querschnitt (AA) der Stange (4).
Externer Knochendistraktor (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtungen (10, 13) wenigstens ein Paar von doppelkegeligen Rollen (13) aufweisen, deren Drehachsen mit einem jeden der Schlitten (2) verbunden sind, wobei sie beidseitig an der Stange (4) angeordnet und auf dieser rollend ausgebildet sind.
Externer Knochendistraktor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtungen (14, 15) eine Rändelmutter (14) aufweisen, die auf die Stange (4) aufgeschraubt ist, wobei sie auf einen jeden der Schlitten (2) mittels eines Bügels (15) wirkt.
Externer Knochendistraktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine jede der Führungseinrichtungen (10, 13) zwei Positionen aufweist, wobei die Richtung des Stiftträgers (3) in einer der Positionen senkrecht verläuft zur Richtung des Stiftträgers (3) in der anderen der Positionen.
Externer Knochendistraktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schlitten (2) fest sind und dass wenigstens ein dritter entlang der Stange (4) beweglich ist.