DE69815683T2

DE69815683T2 - Distraktionsvorrichtung

Info

Publication number: DE69815683T2
Application number: DE69815683T
Authority: DE
Inventors: Per Helland
Original assignee: Prototech AS
Current assignee: Prototech AS
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2018-07-08
Also published as: EP0996382B1; DE69815683D1; ATE243002T1; WO1999002097A1; AU8134798A; NO305733B1; NO973142L; EP0996382A1; NO973142D0; US6203548B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Distraktionsvorrichtung zum Halten eines Bruches beim Heilungsprozess, welche Schrauben oder Bolzen zum Einführen in Punkte eines Knochens, die proximal und distal von einer Bruchstelle liegen, sowie ein Paar Federn enthält, die zwischen den Schrauben oder Bolzen an mit Abstand versehenen Positionen daran angebracht werden können, wobei die Federn als eine Zugfeder bzw. eine Druckfeder zwischen den Schrauben oder Bolzen wirken.
Die Erfindung ist besonders in Verbindung mit den Problemen entwickelt worden, denen man in Fällen von Brüchen des Handgelenkes oder im untersten Bereich der Speiche, einer der Knochen des Unterarms, begegnet, was ein sehr häufiger Bruch ist. Gewöhnlich werden mit Gipsbehandlung ziemlich gute Ergebnisse erzielt, jedoch ist bekannt, dass sie in 10 bis 20% der Fälle zu einer unannehmbaren, fehlerhaften Ausrichtung oder zu einem fehlerhaften Zusammenwachsen, insbesondere zu einer Verkürzung führt. Wenn die Gefahr einer solchen Fehlausrichtung oder eines fehlerhaften Zusammenwachsens angenommen wird, wird bekannter Weise eine externe Fixierung benutzt. Transkutane Schrauben werden dann in die Speiche oberhalb des Bruches und in den zweiten Mittelhandknochen eingeschraubt und die Ausrichtung wird mittels verriegelbarer Universalverbindungen, Stangen usw. fixiert. In jedem Knochen werden mindestens zwei Schrauben benutzt. Wenn diese Technik angewendet wird, wird die Fraktur im untersten Bereich der Speiche indirekt fixiert, weil sowohl das Handgelenk als auch die Gelenke in der Handwurzel zwischen den Knochen liegen, die mit den Schrauben fixiert sind. Trotzdem hat sich dieses bekannte Verfahren als geeignet herausgestellt und es wird gewöhnlich eine Heilung mit einer guten Ausrichtung erzielt. Jedoch werden die Gelenke steif und Osteoporose ist eine übliche Komplikation. Dies verursacht beträchtliche Probleme bei der Rehabilitation und oft eine andauernde Einschränkung der Beweglichkeit in Hand- und Fingergelenken, und daher herrscht in medizinischen Fachkreisen ein gewisser Grad von Skepsis gegenüber dieser Methode.
Die oben hervorgehobenen Nachteile können vermieden werden, wenn eine Distraktionsvorrichtung oder Fixiereinheit benutzt wird, die es dem Patienten erlaubt, die Gelenke während der Behandlung zu bewegen.
Es sind verschiedene Fixiereinheiten oder Distraktionsvorrichtungen bekannt, die das zu erreichen versuchen. Zum Beispiel NO 170 513 macht eine externe Knochenfixiervorrichtung bekannt, die aus Fixierstangen, welche mit den Knochenfixierbolzen, die in den Knochen eingeführt werden können, verbunden sind und einem Verbindungsteil besteht, der die beiden Stangen zusammenfügt. Diese bekannte Fixiervorrichtung gestattet es dem Patienten mit dem gebrochenen Gelenk einige Bewegungsübungen auszuführen.
DE 43 13 767 legt eine Fixiervorrichtung offen, die ein Drehgelenkelement einschließt, das begrenzte Gelenksbewegungen gestattet.
US 4.628.919 stellt eine externe Fixiervorrichtung vor, die zwei gelenkartig verbundene Stäbe enthält, die an die jeweiligen Knochenbolzen angefügt sind. Diese bekannte Vorrichtung gestattet eine gewisse Bewegungsfreiheit im Handgelenk.
US 5.437.666 legt eine externe Fixierungsvorrichtung zum Zusammenwachsen von Knochen offen, die Knochenfixierbolzen und verbindende Stangen mit einer zentralen Verbindungscheibe enthält, wobei die Vorrichtung Handgelenksbewegungen um drei Achsen ermöglicht.
Ähnlich dazu legt US 5.437.667 eine Fixiervorrichtung für eine distale Fraktur der Speiche offen. Auch hier wird ein Drehgelenkmechanismus benutzt, der Bewegungsfreiheit gewährt, die sich nicht von der normalen kinetischen Bewegung des Handgelenkes unterscheidet.
US 5.047.865 veröffentlicht eine Distraktionsvorrichtung, wo zwei Knochenfixierbolzen mittels zweier Federn miteinander verbunden sind, die als eine Druckfeder bzw. als eine Zugfeder wirken. Die Vorrichtung ist insbesondere gedacht für Bruchverrenkungen von Fingern innerhalb der Gelenke.
Im Falle von Brüchen des Handgelenkes ist es sinnvoll, Zugkräfte an der Bruchstelle auszuüben, man hat aber herausgefunden, dass es ebenso sehr wichtig ist, die richtigen Momente am Handgelenksbruch aufbringen zu können.
Eines der Ziele der Erfindung ist es also, eine Distraktionsvorrichtung oder eine Fixiereinheit zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, das Verhältnis zwischen der Wahl der Federkräfte und der Abstände für die Befestigungspunkte so ins Gleichgewicht zu brin gen, dass Ausrichtungsmomente an dem Bruch entstehen. Solche Ausrichtungsmomente werden bei der verstärkten Ausrichtung und Heilung der Bruchstelle helfen.
Gemäß der Erfindung wird daher eine Vorrichtung vorgeschlagen, wie sie in der Einführung erwähnt wurde. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: ein distales und einen proximales Rahmenteil, die die Schrauben/Bolzen tragen, zwei einstellbare Schraubenfedern, wobei jedes Rahmenteil stationäre Aufnahmeelemente für die Enden der Schraubenfedern aufweist, die Schraubenfedern in Aufnahmeelementen aufgenommen und mit ihnen und dadurch mit den Rahmenteilen verbunden sind, die dem Knochen näher liegende Schraubenfeder die Druckfeder ist, wenn die Vorrichtung in Gebrauch ist, und die relativ zum Knochen und zur anderen Feder so geneigt ist, dass die Druckfeder, entlang der Schrauben/Bolzen gemessen, vom Knochen proximal einen größeren Abstand haben wird als distal, so dass Im Knochenbruch Ausrichtungsmomente erzeugt werden.
Obwohl die neue Vorrichtung in erster Linie für Brüche des Handgelenkes vorgesehen ist, wo die Art des Bruches dergestalt ist, dass der Einsatz von Momenten zusätzlich zur Zugkraft aus den Federn erwünscht ist, kann die Erfindung natürlich auch für alle anderen Brüche benutzt werden, wo die Vorrichtung passen könnte.
Es ist vorteilhaft in jedem Rahmenteil ein Buchsen-Aufnahmeelement für die Druckfeder und ein Einführ-Aufnahmeelement für die Zugfeder zu konstruieren.
Gemäß einer Variante kann vorteilhafter Weise in jedem Rahmenteil ein Buchsen-Aufnahmeelement für die Druckfeder und ein Haken-Aufnahmeelement für die Zugfeder sein.
Wenn ein Haken-Aufnahmeelement für die Druckfeder vorgesehen ist, kann dieses an einem zylindrische Körper, der in einer Bohrung des entsprechenden Rahmenteils verschiebbar angeordnet ist, befestigt oder als dessen integraler Bestandteil ausgebildet sein, wobei der zylindrische Körper eine schlüssellochartige Querbohrung zur Wechselwirkung mit einem verengten Abschnitt am Bolzen oder an der Schraube aufweist.
Der zylindrische Körper kann in der Bohrung federgespannt sein.
Jedes Rahmenteil kann vorteilhafter Weise eine Bohrung mit einem zugehörigen Zapfen zur sichernden Einwirkung mit einer Schraube oder einem Bolzen aufweisen.
Eine besonders praktische Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist eine, wo die Druckfeder eine Schraubenfeder umfasst, die in einem umschließenden geteilten Hülsengehäuse fixiert ist, worin ein erster Gehäuseteil in Gestalt einer unteren Hülse ausgebildet ist, in der ein äußeres unteres Ende zur Verbindung mit einem Ende der Feder entworfen ist, und ein zweiter Gehäuseteil teleskopartig im Verhältnis zum ersten Gehäuseteil in Gestalt einer Mutternhülse gemacht ist, die sich in Gewindewechselwirkung mit einem Gewindeabschnitt auf einer Stange befindet, dessen Ende zur Verbindung entworfen ist.
In einer praktischen Ausführungsform dieser Art kann die Zugfeder vorteilhafter Weise eine Schraubenfeder umfassen, die in einem umschließenden geteilten Hülsengehäuse befestigt ist, worin ein erster Gehäuseteil in Gestalt einer unteren Hülse ausgebildet ist, in der ein äußerer unterer Teil zur Verbindung mit einem Ende der Feder entworfen ist, und ein zweiter Gehäuseteil teleskopartig im Verhältnis zum ersten Gehäuseteil in Gestalt einer unteren Hülse gemacht ist, in dem ein äußerer unterer Teil zur Verbindung mit dem anderen Ende der Feder entworfen ist, und ein Mutternkörper auf den zweiten Gehäuseteil geschraubt ist, wobei der Mutternkörper einen Stift hat, der durch einen Schlitz in den zweiten Gehäuseteil vorsteht und an dem angebrachten Schraubenfederende befestigt ist.
Die Erfindung wird nun mit Bezug zu den Zeichnungen, die eine Ausführungsform als Beispiel zeigen, im Detail erklärt.
1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung;
2 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung in 1, wobei die Vorrichtung relativ zur Position in 1 gedreht wurde;
3 zeigt die Vorrichtung, wenn sie in Verbindung mit einer distalen Fraktur der Speiche, befestigt ist;
4 zeigt eine abgeänderte Vorrichtung gemäß Erfindung; und
5 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung in 4.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung enthält ein distales Rahmenteil 1, ein etwas schmaleres zweites proximales Rahmenteil 2 und Federmechanismen 3 und 4, die zwischen den Rahmenteilen angeordnet sind. Die Rahmenteile 1, 2 haben Bohrungen zur Aufnahme von Bolzen oder Schrauben 5, 6 bzw. 7, 8 (siehe auch 2). Diese Bolzen 5–8 sind dazu vorgesehen, wie in 3 gezeigt in die Knochen hineingetrieben zu werden. Wie besonders in 2 gezeigt wird, hat jeder Rahmenteil 1, 2 mindestens eine Bohrung 9, um einen Zapfen 10 aufzunehmen, der dazu dient, einen entsprechenden Bolzen zu sichern, in der Ausführungsform des Beispiels die Bolzen 5 und 8.
Der Federmechanismus 4 wirkt als eine Druckfeder während der Federmechanismus 3 als eine Zugfeder wirkt. Die Federkräfte der beiden Federmechanismen 3, 4 sind einstellbar. Demzufolge besteht der Druckfedermechanismus 4 aus einer Schraubenfeder 11, die in einem umschließenden geteilten Hülsengehäuse angeordnet ist. Das geteilte Hülsengehäuse besteht aus einem ersten Gehäuseteil 12, der in Gestalt einer unteren Hülse ausgebildet ist, in dem das untere Ende 13 zur Verbindung mit Rahmenteil 1 entworfen ist. In Rahmenteil 1 ist für den vorstehenden bolzenähnlichen unteren Teil 13 des Gehäuseteils 12 ein Buchsen-Aufnahmeelement 14 konstruiert. Der zweite Gehäuseteil 15 des geteilten Hülsengehäuses ist in Gestalt einer Mutternhülse ausgebildet, mit einem Mutternkörper 16, der in Gewindewechselwirkung steht mit einem Gewindeteil von einer Stange 17, wovon ein Ende 18 in Gestalt eines Bolzens gefertigt ist und in einem Buchsen-Aufnahmeelement 19 im Rahmenteil 2 ruht. Durch Drehung der Mutterhülse 15, 16 auf der Stange 17 rückwärts und vorwärts kann die Kraft der Druckfeder verändert werden.
Die Zugfeder in der Ausführungsform des Beispiels ist ebenfalls in Gestalt einer Schraubenfeder 20 ausgebildet, die in einem umschließenden geteilten Hülsengehäuse befestigt ist, wobei ein erster Gehäuseteil 21 in Gestalt einer unteren Hülse ausgebildet ist, in der ein unterer Teil 22 in Gestalt eines Bolzens gemacht ist, der in einem Einführ-Aufnahmeelement 23 im Rahmenteil 1 ruht. Die Feder 20 ist bei 22 im Gehäuseteil 21 befestigt. Ein zweiter Gehäuseteil 25 ist auch in Gestalt einer unteren Hülse ausgebildet, mit einem unteren Teil 26 in Gestalt eines Bolzens, der innerhalb eines Einführ-Aufnahmeelementes 27 im Rahmenteil 2 platziert ist. Dieser zweite Gehäuseteil 25 hat einen äußeren Gewindeabschnitt auf den ein Mutternkörper 28 aufgeschraubt ist, der mittels eines Bolzens 29 durch einen Schlitz 30 in das Gehäuseteil 25 vorsteht und auf das angebrachte Ende der Schraubenfeder 20 einwirkt. Durch Drehen des Mutternkörpers 28 auf dem Gehäuseteil 25 rückwärts und vorwärts kann die Kraft der Zugfeder geändert werden.
3 zeigt die Vorrichtung gemäß Erfindung im Einsatz für eine typische Fraktur des Handgelenkes. Die Bolzen 7, 8 sind in die Speiche 35 hineingetrieben, während die Bolzen 5, 6 in den Mittelhandknochen 36 hineingetrieben sind. Der Bruch befindet sich in der Speiche 35 und ist mit Bezugszeichen 37 gekennzeichnet. Wie erwünscht übt die Vorrichtung Zugkräfte auf den Bruch aus. Zusätzlich liefert sie Ausrichtungsmomente der Kräfte MP und MD. Diese Ausrichtungskraftmomente werden die Bruchstelle 37 veranlassen sich auszurichten. Wie offen gelegt wurde, ist die Schraubenfeder 4, d. h. die Druckfeder, dem Knochen am nächsten und so geneigt, dass die Druckfeder entlang der Bolzen oder Schrauben 5–8 gernessen vom Knochen proximal einen größeren Abstand als distal haben wird.
Die Vorrichtung in 4 und 5 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Vorrichtung im Wesentlichen darin, dass für die Zugfeder 3 ein Haken-Aufnahmeelement 38 vorgesehen ist. Jedes Haken-Aufnahmeelement dieser Art enthält einen zylindrischen Körper 39, der in einer Bohrung 40 im entsprechenden Rahmenteil 1, 2 verschiebbar angeordnet ist. In dem zylindrischen Körper 39 gibt es eine schlüssellochähnliche Querbohrung 41 für einen Bozen oder eine Schraube 6 oder 7. Der Bolzen 6, 7 hat einen verengten Abschnitt 42, der an die schlüssellochähnliche Öffnung 41 angepasst ist. Der zylindrische Körper 39 ist mittels einer Feder 43 in der Bohrung 40 federgespannt. Zum Zusammenwirken mit dem entsprechenden Haken 38 ist der erste Gehäuseteil 21 mit einem äußeren Teil 44 versehen, der mit einem Haken 45 ausgebildet ist. Ähnlich ist das Ende des Gehäuseteils 25 mit einem Haken 46 ausgebildet. Wenn die Zugfeder 3 verbunden ist, werden die entsprechenden Bolzen 6, 7 in dem entsprechenden Rahmenteil 1, 2 verriegelt sein.
Die Momente entstehen bei einer Momentenablesung distal und proximal. Das distale Moment ist offenbar gleich der Federkraft S × I, minus der Federkraft T × I₂ und das proximale Moment ist offenbar gleich der Federkraft T × I₃ minus der Federkraft S × I₁.
Die Federkräfte und Abstände sind so gewählt, dass am Bruch ein Schereffekt erzielt wird, der für diese Art von Bruch günstig ist.
Die Fixiereinheit ist dynamisch, indem eine Bewegung des Handgelenkes während des Heilungsprozesses des Bruches erlaubt wird, was für die gewünschte Heilung positiv ist.
Im Falle der beispielhaft dargestellten Ausführungsform wirkt im Bruch eine gewünschte Zugkraft von 2 kg. Um in Brüchen eine 2 kg Zugkraft zu erhalten, kann zu Beginn die Druckfeder 4 z. B. auf 4 kg und die Zugfeder 3 auf 2 kg eingestellt werden. Da die Federmechanismen einstellbar sind, kann die Federkraft z. B. zwischen 2,5 und 4 kg für die Druckfeder und zwischen 1,3 bis 2 kg für die Zugfeder gewählt werden. Damit ist die Federkraft in der Druckfeder größer als in der Zugfeder.
In der beispielhaften Ausführungsform gibt es distal und proximal eine unterschiedliche Hebelarmlänge für die Druckfeder. Eine positive Drehrichtung wird für den geschlossenen Verband distal und für die Speiche proximal erhalten, und so werden Kräfte U und R in ihren entsprechenden Richtungen erzielt. Gemäß der Frakturforschung zu Brüchen des Handgelenkes hat das eine medizinische Grundlage.
Natürlich ist es auch möglich den Hebelarm der Zugfeder zu verändern, da das ebenso eine Veränderung des Momentes verursachen wird.
In der beispielhaften Ausführungsform ist das proximate Ende der Vorrichtung das Ende mit der geringsten Differenz der Hebelarme. Natürlich ist es möglich, die Vorrichtung herumzudrehen, was in der Praxis aber von geringem Interesse sein wird, da Bruchverschiebungen tatsächlich nie entgegengesetzt zu der in 3 gezeigten verlaufen.

Claims

Distraktionsvorrichtung zum Halten eines Bruchs beim Heilen, die Schrauben oder Bolzen (5–8) zum Einführen in einen Knochen an Punkten proximal und distal von einer Bruchstelle sowie ein Paar Federn (3, 4) enthält, die zwischen den Schrauben oder Bolzen (5–8) an beabstandeten Positionen daran angebracht werden können, wobei die Federn (3, 4) als eine Zugfeder bzw. eine Druckfeder zwischen den Schrauben oder Bolzen (5–8) wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst: ein proximales und ein distales Rahmenteil (2, 1), die die Schrauben/Bolzen (5–8) tragen, zwei verstellbare Schraubenfedern (3, 4), wobei jedes Rahmenteil (2, 1) stationäre Aufnahmeelemente für die Enden von Schraubenfedern (3, 4) aufweist, die Schraubenfedern (3, 4) in den Aufnahmeelementen aufgenommen und mit ihnen und dadurch mit den Rahmenteilen (2, 1) verbunden sind, die Schraubenfeder (4), die sich näher an dem Knochen befindet, wenn die Vorrichtung in Funktion ist, die Druckfeder ist und in Bezug auf den Knochen und die andere Feder (3) so geneigt ist, dass die Druckfeder (4), an den Schrauben/Bolzen (5–8) gemessen, proximal einen größeren Abstand zu dem Knochen hat als distal, so dass Ausrichtmomente in dem Knochenbruch erzeugt werden.
Distraktionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Rahmenteil (1, 2) Buchsen-Aufnahmeelemente (14, 19) für die Druckfeder (4) und Einführ-Aufnahmeelemente (23, 27) für die Zugfeder (3) vorhanden sind.
Distraktionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Rahmenteil (1, 2) ein Buchsen-Aufnahmeelement (14, 19) für die Druckfeder (4) und ein Haken-Aufnahmeelement (38) für die Zugfeder (3) vorhanden sind.
Distraktionsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Haken-Aufnahmeelement (38) für die Zugfeder (3) an einem zylindrischen Körper (39), der in einer Bohrung (40) in dem entsprechenden Rahmenteil (2) angeordnet ist, befestigt ist oder einen integralen Teil desselben bildet, wobei der zylindrische Körper (39) verschiebbar in der Bohrung (40) angeordnet ist und eine schlüssellochartige Querbohrung (41) zur Wechselwirkung mit einem verschmälerten Abschnitt (42) eines Bolzens oder einer Schraube (5–8) aufweist.
Distraktionsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Körper (39) in der Bohrung (40) federgespannt (43) ist.
Distraktionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rahmenteil (1, 2) eine Bohrung (9) mit einem dazugehörigen Zapfen (10) zur sichernden Wechselwirkung mit einer Schraube oder einem Bolzen (5–8) aufweist.
Distraktionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (4) eine Schraubenfeder (11) umfasst, die in einer umschließenden Spannhülse fixiert ist, wobei ein erstes Hülsenteil (12) die Form einer Hülse mit einem unteren Ende (13) hat, das mit dem Ende der Feder verbunden ist, und ein zweites Hülsenteil (15), das in Bezug auf das erste Hülsenteil (12) teleskopartig angeordnet ist, die Form einer Mutternhülse hat, die in Gewindewechselwirkung (16) mit einem Gewindeabschnitt an einer Stange (17) ist, wobei ein Ende der Stange (17) mit dem anderen Ende der Feder verbunden ist.
Distraktionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfeder (3) eine Schraubenfeder (20) umfasst, die im Inneren einer umschließenden Spannhülse fixiert ist, wobei ein erstes Hülsenteil /21) die Form einer Hülse mit einem unteren Teil (22) hat, das mit einem Ende der Feder verbunden ist, und ein zweites Hülsenteil (25), das in Bezug auf das erste Hülsenteil (21) teleskopartig angeordnet ist, die Form einer Hülse mit einem unteren Teil (26) hat, wobei an dem zweiten Hülsenteil (25) ein Mutternkörper (28) angeschraubt ist und der Mutternkörper einen Bolzen (29) aufweist, der durch einen Schlitz (30) in dem zweiten Hülsenteil (25) vorsteht und mit dem angebrachten Schraubenfederende verbunden ist.