DE9101321U1 - External fixator - Google Patents
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Description
HOEGER, STELLRECHT & PARTNERHOEGER, STELLRECHT & PARTNER
PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGART 1PATENT ATTORNEYS UHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGART 1
A 49810 u Anmelder:A 49810 u Applicant:
u - 234 Aesculap AGu - 234 Aesculap AG
25. Januar 1991 Möhringer Straße25 January 1991 Möhringer Strasse
7200 Tuttlingen7200 Tuttlingen
Die Erfindung betrifft einen Fixateur externe zur gegenseitigen Fixierung von Knochen oder Knochenfragmenten mit in die Knochen einsetzbaren Knochenschrauben, die einen aus dem Knochen herausragenden Schaft aufweisen, und mit einem Halterahmen, an welchem Halteeinrichtungen zur starren Festlegung der Schäfte der Knochenschrauben angeordnet sind.The invention relates to an external fixator for the mutual fixation of bones or bone fragments with bone screws that can be inserted into the bone and have a shaft protruding from the bone, and with a holding frame on which holding devices for rigidly fixing the shafts of the bone screws are arranged.
Derartige Geräte werden verwendet, um Knochenfragmente und Knochen des Körpers in einer Position festzulegen, in der diese wieder verheilen oder zu einer Einheit zusammenwachsen können, beispielsweise bei der Behandlung von offenen Brüchen oder bei der starren Verbindung von Wirbelkörpern. Zu diesem Zwecke werden bei bekannten Geräten mit einem Einschraubgewinde versehene Stäbe in die festzulegenden Knochenfragmente eingeschraubt, so daß die Schäfte dieser Stäbe aus dem Körper hervorstehen. Außerhalb des Körpers werden diese Schäfte mittels eines Halterahmens starr festgelegt, beispielsweise mittels auf dem Halterahmen festgelegter Klemmeinrichtungen. Ein Beispiel eines bekannten Fixateurs dieser Art ist in der DE-OS 28 34 891 beschrieben.Such devices are used to fix bone fragments and bones of the body in a position in which they can heal again or grow together to form a unit, for example in the treatment of open fractures or in the rigid connection of vertebral bodies. For this purpose, in known devices, rods provided with a screw thread are screwed into the bone fragments to be fixed so that the shafts of these rods protrude from the body. Outside the body, these shafts are fixed rigidly by means of a holding frame, for example by means of clamping devices fixed to the holding frame. An example of a known fixator of this type is described in DE-OS 28 34 891.
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Instrumente dieser Art sind sperrige Gegenstände, die für den Patienten sehr unangenehm zu tragen sind, insbesondere,
wenn diese Instrumente über einen längeren Zeitraum anzulegen sind. Insbesondere besteht die Gefahr, daß
durch die relativ große Länge der Knochenschrauben bei unbeabsichtigter Bewegung des Halterahmens große Hebelkräfte
auf die Knochenschrauben und damit auf die zu fixierenden Knochen ausgeübt werden, die unter Umständen zu Verletzungen
führen können. Andererseits ist es bei der Anlegung eines Fixateur externe häufig nicht möglich,
Knochenschrauben sehr kurz zu wählen, da dann eine Justierung der Knochen und Knochenfragmente nicht mit der erforderlichen
Genauigkeit erfolgen kann.Instruments of this type are bulky objects that are very uncomfortable for the patient to carry, especially if these instruments are to be used for a longer period of time. In particular, there is a risk that the relatively long bone screws may cause large leverage forces to be exerted on the bone screws and thus on the bones to be fixed if the holding frame is moved inadvertently, which may lead to injuries. On the other hand, when applying an external fixator, it is often not possible to
Bone screws should be very short, as then the adjustment of the bones and bone fragments cannot be carried out with the required precision.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen
Fixateur externe so auszubilden, daß ein problemloses Anlegen des Fixateurs möglich ist und daß andererseits im
Verlauf des Heilungsprozesses der Fixateur weniger sperrig gestaltet werden kann.It is the object of the invention to provide a generic
The external fixator must be designed in such a way that it can be applied without any problems and that, on the other hand,
During the healing process the fixator can be made less bulky.
Diese Aufgabe wird bei einem Fixateur externe der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Schäfte mit der in den Knochen eingesetzten Spitze der
Knochenschrauben lösbar verbunden sind. Diese Zweiteilung der Knochenschrauben ermöglicht es, beim Anlegen des
Fixateur externe und zum Zwecke der Justierung der
Knochenelemente mit langen Knochenschrauben zu operieren, die ein feinfühliges Einrichten ermöglichen. Sobald der
Heilungsprozeß gewisse Fortschritte gemacht hat oder wenn feststeht, daß die Knochenfragmente sich in der gewünschten
Lage befinden, so daß zum Beispiel der Patient
schmerzfrei ist, können die Knochenschrauben im Bereich
ihrer Spitzen mittels eines Halterahmens starr festgelegtThis object is achieved in an external fixator of the type described above in that the shafts with the tip of the
Bone screws are detachably connected. This division of the bone screws allows the
External fixator and for the purpose of adjusting the
Bone elements can be operated on with long bone screws, which allow for a delicate adjustment. As soon as the
The healing process has made some progress or when it is established that the bone fragments are in the desired position, so that, for example, the patient
is pain-free, the bone screws in the area
their tips are rigidly fixed by means of a holding frame
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werden. Die langen, für die Justierung notwendigen Schäfte können dann abgenommen werden, so daß der Fixateur externe nicht mehr im großen Abstand vom Körper angeordnet ist, sondern entweder dicht über der Oberfläche des Körpers, das heißt dicht an der Haut, oder aber in Spezialfallen auch nach chirurgischer Darstellung unterhalb der Haut.The long shafts required for adjustment can then be removed so that the external fixator is no longer positioned at a great distance from the body, but either close to the surface of the body, i.e. close to the skin, or in special cases, even below the skin after surgical exposure.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Knochenschrauben bei Beginn der Operation ohne chirurgische Eröffnung des interessierenden Bereiches durch die Haut hindurch in die Knochen eingeschraubt werden und daß erst nach richtiger Justierung und Festlegung der Position der Knochenschrauben durch einen äußeren Halterahmen der interessierende Körperbereich geöffnet und ein Halterahmen unmittelbar an die fixierten Knochen angelegt wird. Dieser Halterahmen kann dann bis zur endgültigen Heilung im Körper bleiben, während die aus dem Körper herausstehenden Schäfte der Knochenschrauben entfernt werden. Es ist somit ein Übergang von einem Fixateur externe zu einem Fixateur interne möglich.For example, it can be planned that the bone screws are screwed into the bones through the skin at the start of the operation without surgically opening the area of interest, and that only after the bone screws have been correctly adjusted and the position of the bone screws determined by an external holding frame is the area of the body of interest opened and a holding frame placed directly on the fixed bones. This holding frame can then remain in the body until the body has completely healed, while the shafts of the bone screws protruding from the body are removed. This makes it possible to switch from an external fixator to an internal fixator.
Die Knochenschrauben tragen vorzugsweise im Bereich ihrer Spitzen ein Außengewinde zum Einschrauben in den Knochen, prinzipiell wäre es aber auch möglich, die Spitzen der Knochenschrauben in anderer Weise im Knochen festzulegen, beispielsweis durch Einzementieren. Insofern beschränkt der Ausdruck "Knochenschrauben" die Ausbildung dieser Haltestifte nicht auf solche mit einem Außengewinde.The bone screws preferably have an external thread in the area of their tips for screwing into the bone, but in principle it would also be possible to fix the tips of the bone screws in the bone in another way, for example by cementing them in. In this respect, the term "bone screws" does not restrict the design of these retaining pins to those with an external thread.
Vorteilhaft ist es, wenn der Schaft durch Formschluß drehfest auf die Spitze der Knochenschraube aufgesteckt ist. Auf diese Weise kann die Einschraubbewegung der Knochenschraube über den Schaft auf die Spitze übertragen werden,It is advantageous if the shaft is attached to the tip of the bone screw in a rotationally fixed manner by means of a positive locking mechanism. In this way, the screwing movement of the bone screw can be transferred via the shaft to the tip,
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und es ist auch möglich, die Spitze nach Abschluß der Heilung durch Aufstecken eines entsprechenden Schaftes aus dem Knochen herauszuschrauben.and it is also possible to unscrew the tip from the bone after healing is complete by attaching a corresponding shaft.
Dieser Formschluß kann durch komplementär ausgebildete Mehrkante gebildet werden, beispielsweise durch einen Dreikant.This form-fitting connection can be formed by complementary multi-edges, for example by a triangular shape.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Schaft hohl ist und ein axiales Spannelement aufweist, welches den Schaft in axialer Richtung gegen die Spitze der Knochenschraube spannt. Dieses Spannelement ist vorzugsweise ein in die Spitze der Knochenschraube eingeschraubter Zuganker. Insbesondere im Zusammenhang mit der drehfesten Steckverbindung der beiden Teile ergibt sich somit eine sehr einfache Möglichkeit der starren Fixierung der beiden Bauteile der Knochenschraube aneinander, wobei diese Bauteile leicht gelöst werden können. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß über den Schaft Drehmomente in beiden Richtungen ausgeübt werden können.In the preferred embodiment, the shaft is hollow and has an axial tensioning element, which tensions the shaft in the axial direction against the tip of the bone screw. This tensioning element is preferably a tension anchor screwed into the tip of the bone screw. In particular in conjunction with the rotationally fixed plug connection of the two parts, this results in a very simple possibility of rigidly fixing the two components of the bone screw to one another, whereby these components can be easily released. It is particularly advantageous that torques can be exerted in both directions via the shaft.
Die Halteeinrichtung am Halterahmen kann beispielsweise ein Klemmelement sein, welches beispielsweise durch Festziehen einer Klemmschraube so gespannt wird, daß die Schäfte beziehungsweise der eingeklemmte Bereich der Spitze der Knochenschraube starr mit dem Halterahmen verbunden sind.The holding device on the holding frame can, for example, be a clamping element which is tightened, for example, by tightening a clamping screw so that the shafts or the clamped area of the tip of the bone screw are rigidly connected to the holding frame.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments of the invention serves to explain in more detail in conjunction with the drawing. They show:
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Figur 1 zwei zweiteilige Knochenschrauben, dieFigure 1 Two two-part bone screws, the
über Klemmstücke an einem gemeinsamen (geteilt dargestellten) Halterahmen festgelegt sind, undare secured to a common (shown split) holding frame by clamping pieces, and
Figur 2 eine Längsschnittansicht einer zweiFigure 2 is a longitudinal sectional view of a two
teiligen Knochenschraube.part bone screw.
Der in der Zeichnung dargestellte Fixateur externe umfaßt einen zylindrischen Haltestab 1, an dem zwei Klemmstücke 2, 3 im Abstand zueinander gehalten sind. Diese Klemmstücke 2 und 3 sind gleich aufgebaut und umfassen jeweils zwei zylindrische Scheiben 4, 5, zwischen denen sich eine Druckscheibe 6 befindet. Durch eine die beiden Scheiben 4 und 5 und die Druckscheibe 6 zentral durchsetzende Schraube 7 können die beiden Scheiben 4 und 5 gegeneinander gespannt werden, wobei sie die Druckscheibe 6 zwischen sich einspannen.The external fixator shown in the drawing comprises a cylindrical holding rod 1 on which two clamping pieces 2, 3 are held at a distance from one another. These clamping pieces 2 and 3 are constructed in the same way and each comprise two cylindrical disks 4, 5, between which there is a pressure disk 6. The two disks 4 and 5 can be clamped against one another by means of a screw 7 that passes centrally through the two disks 4 and 5 and the pressure disk 6, thereby clamping the pressure disk 6 between them.
In jeder der beiden Scheiben 4 und 5 befindet sich mindestens eine gegenüber der Mitte seitlich versetzte, parallel zur Grundfläche der Scheiben 4 und 5 verlaufende Bohrung 8, deren Querschnitt geringfügig über die der Druckscheibe 6 zugewandten Grundflächen der Scheiben 4 und 5 hervorsteht. Durch die Bohrung 8 an einer der beiden Scheiben 4 oder 5 ist der Haltestab 1 hindurchgeschoben, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Bohrung entspricht. Beim Spannen der Klemmstücke 2 durch Festziehen der Schraube 7 wird der geringfügig über die Bohrung 8 hervorstehende Haltestab 1 gegen die Druckscheibe 6 gepreßt und dadurch gegenüber dem gesamten Klemmstück 2 starr fixiert.In each of the two disks 4 and 5 there is at least one hole 8 which is offset laterally from the center and runs parallel to the base of the disks 4 and 5, the cross section of which protrudes slightly beyond the base of the disks 4 and 5 facing the pressure disk 6. The holding rod 1 is pushed through the hole 8 on one of the two disks 4 or 5, the outside diameter of which corresponds to the inside diameter of the hole. When the clamping pieces 2 are tightened by tightening the screw 7, the holding rod 1 which protrudes slightly beyond the hole 8 is pressed against the pressure disk 6 and is thereby rigidly fixed relative to the entire clamping piece 2.
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Durch die entsprechende Bohrung 8 der jeweils anderen Scheibe 4 beziehungsweise 5 ist der zylindrische Schaft 9 einer Knochenschraube 10 gesteckt. Dieser Schaft wird beim Spannen der Schraube 7 in gleicher Weise fixiert wie der Haltestab 1, so daß eine starre Festlegung dieser Knochenschraube 10 relativ zum Haltestab 1 erfolgt.The cylindrical shaft 9 of a bone screw 10 is inserted through the corresponding hole 8 of the other disk 4 or 5. This shaft is fixed in the same way as the holding rod 1 when the screw 7 is tightened, so that this bone screw 10 is rigidly fixed relative to the holding rod 1.
Jede Knochenschraube 10 umfaßt eine mit einem Außengewinde 11 versehene Spitze 12. Das Außengewinde 11 ist in der Zeichnung nur schematisch dargestellt, in der Praxis wird das Außengewinde nach Art einer Knochenschraube ausgebildet sein, so daß die Spitze fest in einen gegebenenfalls vorgebohrten Knochen eingeschraubt werden kann.Each bone screw 10 comprises a tip 12 provided with an external thread 11. The external thread 11 is only shown schematically in the drawing; in practice, the external thread will be designed in the manner of a bone screw, so that the tip can be firmly screwed into a bone that may have been pre-drilled.
An ihrem rückwärtigen Ende schließt sich an das Außengewinde 11 ein zylindrischer Fixierungsbereich 13 an, der in einem Mehrkant 14 endet, im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Dreikant. Dieser entsteht dadurch, daß die Spitze im rückwärtigen Bereich in radialer Richtung eben abgetragen ist, wobei die dabei entstehenden Flächen 15 unter 120° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. In die rückwärtige Stirnfläche ist eine zentrale Gewindebohrung 16 eingebracht.At its rear end, the external thread 11 is adjoined by a cylindrical fixing area 13 which ends in a polygon 14, in the embodiment shown in a triangle. This is created by the fact that the tip in the rear area is flattened in the radial direction, with the resulting surfaces 15 being offset from one another by 120° in the circumferential direction. A central threaded hole 16 is made in the rear end face.
Auf diese Spitze ist der als Zylinderhülse ausgebildete Schaft 9 in axialer Richtung aufgesteckt. Dieser Schaft 9 weist an seinem unteren Ende eine stirnseitige Ausnehmung 17 auf, deren Querschnitt komplementär zum Querschnitt des Mehrkants 14 ausgebildet ist. Damit umgreift der aufgesteckte Schaft 9 diesen Mehrkant 14 formschlüssig.The shaft 9, designed as a cylindrical sleeve, is placed axially on this tip. This shaft 9 has a frontal recess 17 at its lower end, the cross section of which is complementary to the cross section of the polygon 14. The attached shaft 9 thus grips this polygon 14 in a form-fitting manner.
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In den Schaft 9 ist eine Zugankerschraube 18 eingeführt, die mit einem Außengewinde 19 in die Gewindebohrung 16 der Spitze 12 einschraubbar ist (Figur 2). Der Kopf 20 der Zugankerschraube liegt in einer erweiterten Ausnehmung des Schaftes 9, so daß der Schaft 9 beim festen Einschrauben der Zugankerschraube 18 in axialer Richtung gegen die Spitze 12 gespannt wird. Die Zugankerschraube kann zum Einschrauben einen Innenmehrkant 22 im Kopf tragen. Das obere Ende des Schaftes 9 ist mit einem Außenmehrkant 23 versehen, an dem ein Schraubschlüssel angesetzt werden kann.A tie rod screw 18 is inserted into the shaft 9 and can be screwed into the threaded hole 16 of the tip 12 with an external thread 19 (Figure 2). The head 20 of the tie rod screw lies in an enlarged recess in the shaft 9 so that the shaft 9 is clamped against the tip 12 in the axial direction when the tie rod screw 18 is screwed in firmly. The tie rod screw can have an internal polygon 22 in the head for screwing in. The upper end of the shaft 9 is provided with an external polygon 23 to which a wrench can be attached.
Bei der Verwendung des beschriebenen Fixateur externe werden beispielsweise zweiteilige Knochenschrauben 10 durch die Haut eines Patienten hindurch in die festzulegenden Knochenfragmente eingeschraubt. Diese mehrteiligen Knochenschrauben umfassen eine Spitze, einen aufgeschobenen Schaft und eine Zugankerschraube, die die beiden genannten Teile verbindet.When using the external fixator described, for example, two-part bone screws 10 are screwed through the skin of a patient into the bone fragments to be fixed. These multi-part bone screws comprise a tip, a pushed-on shaft and a tension anchor screw that connects the two mentioned parts.
Die Schäfte der Schrauben durchsetzen je ein Klemmstück des Fixateur externe, diese Klemmstücke sind auf einem gemeinsamen Haltestab festgelegt.The shafts of the screws each pass through a clamping piece of the external fixator; these clamping pieces are fixed to a common holding rod.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fixateur externe besonders einfach ausgeführt. Der Haltestab könnte mehrere Klemmstücke 2 mit jeweils einer Knochenschraube enthalten, außerdem könnte beispielsweise zu einer besseren Festlegung der Haltestab doppelt ausgebildet sein, so daß an jeder Knochenschraube jeweils zwei Klemmstücke angreifen.In the embodiment shown, the external fixator is designed to be particularly simple. The holding rod could contain several clamping pieces 2, each with a bone screw. In addition, the holding rod could be designed twice for better fixation, so that two clamping pieces engage each bone screw.
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Nach der Justierung der Knochenstücke, die beispielsweise unter Röntgenbeobachtung erfolgen kann, werden die Schrauben 7 der Klemmstücke 2 angezogen, so daß zwischen den Knochenschrauben und den Haltestäben eine starre Verbindung hergestellt wird.After the adjustment of the bone pieces, which can be done under X-ray observation, for example, the screws 7 of the clamping pieces 2 are tightened so that a rigid connection is established between the bone screws and the holding rods.
Nach dieser Festlegung kann entweder der Heilungsprozeß beginnen oder es kann zunächst abgewartet werden, ob die erreichte Position der Knochenfragmente so beibehalten werden soll, beispielsweise dann, wenn durch die entsprechende Reposition der Knochen Schmerzfreiheit erreicht wird.After this determination, either the healing process can begin or it can be waited to see whether the position of the bone fragments achieved should be maintained, for example if the corresponding repositioning of the bones results in freedom from pain.
Nach Beginn der Heilung oder nach erfolgreicher Reposition ist es möglich, die Festlegung der Knochen gegeneinander zu vereinfachen, beispielsweise durch in den Körper eingesetzte Implantate, die unmittelbar an den Knochenteilen festgelegt werden. Diese Festlegung erfolgt bei angelegtem Fixateur externe, wobei die in den Knochen eingeschraubten Spitzen 12 im Körper verbleiben und gleichzeitig zur Festlegung der Implantate dienen. Es ist daher nicht notwendig, neue Knochenschrauben in die Körperfragmente einzusetzen, das heißt, die bereits in die Knochenteile eingeschraubten Spitzen bilden einen Teil der implantierten Knochenfixierung.Once healing has begun or after successful repositioning, it is possible to simplify the fixation of the bones to one another, for example by means of implants inserted into the body that are fixed directly to the bone parts. This fixation takes place with the external fixator in place, whereby the tips 12 screwed into the bone remain in the body and simultaneously serve to fix the implants. It is therefore not necessary to insert new bone screws into the body fragments, i.e. the tips already screwed into the bone parts form part of the implanted bone fixation.
Nachdem diese Knochenfixierung implantiert ist, können nach Lösung der Klemmstücke 2 und der Zugankerschrauben 18 die Schäfte 9 von den Spitzen 12 abgenommen werden. Wenn die Spitzen nur geringfügig aus den Knochenteilen hervorstehen, der Trennungsbereich zwischen Schaft und Spitze also nahe am Knochen liegt, ist es unter Umständen möglich, die Operationswunde so zu schließen, daß die Spitzen nicht aus dem Körper herausstehen.After this bone fixation has been implanted, after loosening the clamping pieces 2 and the tension anchor screws 18, the shafts 9 can be removed from the tips 12. If the tips only protrude slightly from the bone parts, i.e. the separation area between the shaft and the tip is close to the bone, it may be possible to close the surgical wound so that the tips do not protrude from the body.
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Nach Beendigung der Heilung können die in den Knochen eingeschraubten Spitzen aus diesem herausgeschraubt werden, wobei dies mittels eines auf die Spitzen aufgesetzten Schaftes 9 erfolgen kann oder mittels eines entsprechend komplementär zum Mehrkant 14 geformten Werkzeuges.After healing has been completed, the tips screwed into the bone can be unscrewed from it, whereby this can be done by means of a shaft 9 placed on the tips or by means of a tool shaped to complement the polygon 14.
Claims (7)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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