EP1635720A1 - Elastisch schliessende doppelbacken zu externem fixateur - Google Patents

Elastisch schliessende doppelbacken zu externem fixateur

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Publication number
EP1635720A1
EP1635720A1 EP03729780A EP03729780A EP1635720A1 EP 1635720 A1 EP1635720 A1 EP 1635720A1 EP 03729780 A EP03729780 A EP 03729780A EP 03729780 A EP03729780 A EP 03729780A EP 1635720 A1 EP1635720 A1 EP 1635720A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rod
clamping
jaws
jaw
longitudinal axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03729780A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Brunner
Marcel Fuhrer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Synthes GmbH
Original Assignee
Synthes AG Chur
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Synthes AG Chur filed Critical Synthes AG Chur
Publication of EP1635720A1 publication Critical patent/EP1635720A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/60—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors
    • A61B17/64—Devices extending alongside the bones to be positioned
    • A61B17/645—Devices extending alongside the bones to be positioned comprising a framework
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/60—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors
    • A61B17/64—Devices extending alongside the bones to be positioned
    • A61B17/6466—Devices extending alongside the bones to be positioned with pin-clamps movable along a solid connecting rod

Definitions

  • the invention relates to a device for releasably clamping fasteners within a surgical fixation or
  • a double jaw connection for elements of an external fixator is known from DE 295 12 917 JAQUET.
  • This known hinge connection consists of a layered arrangement of two pairs of jaws, which consists of an upper outer jaw and an upper inner jaw and a lower, inner jaw and a lower, outer jaw.
  • the four jaws are arranged on a central clamping shaft.
  • a coil spring is inserted, which causes the two inner jaws are pressed apart and against the outer jaws.
  • Notches are provided on the clamping surfaces between each pair of jaws which form a passage for fixing rods or connectors of the external fixator transversely to the clamping shaft. These passages are open to the outside and allow the insertion of the mounting rods or connectors by applying pressure to the opening of the jaw in the respective passage against the action of the elastic means. After snapping the mounting bars or connectors into the passageways, they are held in place by the action of the resilient means before the hinge connection is definitively blocked.
  • the invention aims to remedy this situation.
  • the invention has for its object to provide a device for releasably clamping fasteners such as rods, retractors, rings or bone screws, which a) has one elastic element per pair of jaws, so that an independent operation of the two jaw pairs is possible; b) has fewer components compared to the prior art, so that a simple operation and cleaning is possible; and c) has a constant spring force (without nut / screw operation).
  • the invention solves the stated object with a device for releasably clamping fasteners within a surgical fixation or reduction device, which has the features of claim 1.
  • the jaws have continuous, coaxial to the longitudinal axis holes. These holes serve to receive the rod so that the jaws are arranged axially displaceably on the rod.
  • the rod has radial clearance in the bore of at least one jaw of each jaw pair, so that at least one jaw per jaw pair can be tilted out of the position coaxial with the longitudinal axis of the rod.
  • the rod has a diameter d in the axial region of the clamping jaws and the bore of at least one clamping jaw has a diameter D per clamping jaw pair, and that D> d.
  • the ratio (D-d) / d may be between 0.01 and 0.10.
  • the rod has at least one notch in the axial region of the clamping jaws, so that the rod has a minimum thickness b at the notches.
  • the bore of at least one jaw per jaw pair has a diameter D, where b ⁇ D.
  • the at least one notch may for example also be designed as an annular groove.
  • notches are provided on the clamping surfaces which lie between on opposite sides of the two jaws each belonging to a jaw pair. By these notches channels are formed for receiving rod-shaped fastening means.
  • the indentations are transverse and eccentric to the longitudinal axis of the rod.
  • the channels each have a channel axis which is perpendicular to the longitudinal axis of the rod and has a distance A to this.
  • the elastic means with respect to the longitudinal axis, are arranged on the side of the clamping jaws opposite the channel.
  • the elastic means are spaced from the longitudinal axis of the rod with a distance B between the central axis of the elastic means and the longitudinal axis of the rod.
  • the elastic means are designed as a rod-shaped element with a central axis parallel to the longitudinal axis of the rod.
  • the elastic means it is preferable to use those made of a material having a non-linear stress-strain diagram.
  • the elastic means may advantageously be made of a memory metal alloy, preferably nitinol, but without their clamping effect being due to the memory effect. For this reason, the memory metal alloy can have a transition temperature higher than
  • the transition temperature is higher than 100 °, preferably higher than 120 °. Also suitable are so-called pseudoelastic materials.
  • the elastic means may consist not only of metallic materials but also of a plastic, preferably polyetheretherketone (PEEK) or a carbon fiber reinforced PEEK.
  • PEEK polyetheretherketone
  • at least one clamping means of a threaded connection wherein preferably a nut is screwed on a thread on the rod.
  • a screw could also be screwed into a hole having an internal thread.
  • the second clamping means may be a head fixedly connected to the rod or a second threaded connection.
  • annular disc is arranged between the inner clamping jaws of the two jaw pairs.
  • the disk can be displaceable coaxially with the longitudinal axis on the rod, or be integral with the rod.
  • the channels are preferably cylindrical or prismatic, which can produce an increased clamping effect on the rod-shaped attachment means. This is all the more so when the channels, viewed in the cross-section orthogonal to the channel axis, surround the rod-shaped fastening elements at an angle of ⁇ > 180 °.
  • the ratio B / LW between the minimum width B of a channel at the orthogonal to the channel axis opening on the side surfaces of the jaws of the LW LW Channels preferably between 70% and 90%.
  • Show it: 1 shows a longitudinal section through an embodiment of the inventive device.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through another embodiment of the inventive device.
  • FIG. 3a shows a side view of the embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 2;
  • FIGS. 2 and 3a is a front view of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3a of the inventive device.
  • the embodiment shown in Fig. 1 comprises a bar 1 having two bar segments 19, 20 with a longitudinal axis 2 and on each bar segment 19, 20 axially displaceable each a pair of jaws 4; 5.
  • Each of the two jaw pairs 4, 5 comprises an inner jaw 6, 7 and an outer jaw 8, 9.
  • the jaws 6, 7, 8, 9 are coaxial with the longitudinal axis bores 16; 17 provided and in pairs on each a bar segment 19, 20 axially displaceable.
  • the inner clamping jaws 6, 7 rest on the end faces 22, 23 which are orthogonal to the longitudinal axis 2 and have an annular disc 37 fixedly arranged between the rod segments 19, 20.
  • the outer jaws 8, 9 are by means of clamping means 10, 11 against the inner jaws 6, 7 can be pressed.
  • the tensioning means 10; 11 are nuts 18, which are screwed on terminally arranged thread 24 on the two bar segments 19, 20.
  • both the two clamping jaws 6, 8 of the first clamping jaw pair 4 and the two clamping jaws 7, 9 of the second clamping jaw pair 5 each have a clamping surface 29, 30, 31, 32 which is transverse to the longitudinal axis 2.
  • a rod-shaped fastening means 12 can be disposed transversely to the longitudinal axis 2; Insert 13 and when tightening the clamping means 10; 11 between each an inner and an outer jaw 6, 7, 8, 9 block.
  • notches 25 are attached to two mutually opposite clamping surfaces 29, 30, 31, 32.
  • the notches 25 are orthogonal to the longitudinal axis 2 and are spaced therefrom.
  • the cross-sectional area of Notches 25 is here circular segment-shaped, but may also be triangular.
  • the notches 25 each form a between the two jaws 6, 7, 8, 9 of each jaw pair 4, 5 extending, against the side surfaces 28 of the jaws 6, 7, 8, 9 open channel 33, 34 with an orthogonal to the longitudinal axis 2 and of this spaced channel axis 35; 36.
  • the two channels 33, 34 have a cross-sectional area orthogonal to the channel axis 35, 36 in the form of a unilaterally flattened circular area, the width LW of each channel 33, 34 being greater than the width B of the respective channel axis 35 36 orthogonal standing opening of the corresponding channel 33, 34 on the side surfaces of the jaws 6, 7, 8, 9.
  • each jaw pair 4, 5 comprises elastic means 40, whereby the two jaws 6, 7, 8, 9 belonging to a jaw pair 4, 5 are held axially at a certain distance.
  • the distance between the two clamping jaws 6, 7, 8, 9 belonging to a clamping jaw pair 4, 5 is dimensioned such that between the adjoining clamping surfaces 29, 30, 31, 32 of each clamping jaw pair 4, 5 a rod-shaped fastening means 12; 13 transversely to the longitudinal axis 2 by hand can be inserted.
  • the in this way with dissolved clamping means 10; 11 inserted rod-shaped fastening means 12; 13 are then clamped by the elasticity of the elastic means 40 between the clamping surfaces 29, 30, 31, 32 so that they are still displaceable parallel to their central axes 26, 27 by hand.
  • Nitinolstäbe 41 As elastic means 40 two Nitinolstäbe 41 are inserted between the two jaws 6, 7, 8, 9 of each of the jaw pairs 4, 5 spaced from the rod 1.
  • the Nitinolstäbe 41 have central axes 42 and are pressed into holes 43.
  • For introducing the rod-shaped fastening means 12; 13 in the channels 33, 34 are each two corresponding jaws 6, 7, 8, 9 of each of the jaw pairs 4, 5 spread on their provided with the notches 25 sides, so that the two Clamping jaws 6, 7, 8, 9 of each clamping jaw pair 4, 5 are pressed against one another on their side provided with the elastic means 40 and the nitinol rods 41 are elastically deformed.
  • the respective outer clamping jaws 8, 9 are provided with bores 17 coaxial with the longitudinal axis 2, whose diameter D is greater than the diameter d of the bar 1 in FIG this axial area.
  • FIGS. 2, 3a and 3b show an embodiment which differs from the embodiment shown in FIG.
  • first clamping means 10 is designed as a threaded connection with a screwed on the thread 24 at the first end 14 of the rod 1 nut 18, while the second clamping means 11 comprises a second end 15 of the rod 1 fixed head 60.
  • the outer jaw 9 of the second jaw pair 5 then comes to the head 60 axially to the plant;
  • the two jaw pairs 4, 5 can be pressed against the head 60 and the rod-shaped fastening elements 12, 12 inserted between the jaws 6, 7, 8, 9 of each clamping jaw pair 4, 5. 13 in the channels 33, 34 clamp.
  • the rod-shaped fastening element 12 is pushed so far into the channel 33 transversely to the longitudinal axis 2, that the two adjacent to the channel 33 Jaws 6, 8 with a spread angle ß of about 2 ° to 3 ° maximum spread.

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Abstract

Die Vorrichtung dient zum lösbaren Festklemmen von Befestigungsmitteln (12;13) innerhalb einer chirurgischen Fixations- oder Repositionsvorrichtung. Sie umfasst: A) einen zylindrischen oder prismatischen Stab (1), welcher eine Längsachse (2), ein erstes Ende (14), ein zweites Ende (15) sowie ein endständig an das erste Ende (14) angrenzendes erstes Stabsegment (19) und ein endständig an das zweite Ende (15) angrenzendes zweites Stabsegment (20) umfasst; B) ein erstes, auf dem ersten Stabsegment (19) koaxial zur Längsachse (2) verschiebbares Klemmbackenpaar (4); C) ein zweites, auf dem zweiten Stabsegment (20) koaxial zur Längsachse (2) verschiebbares Klemmbackenpaar (5); wobei; D) die beiden Klemmbackenpaare (4;5) je eine innere Klemmbacke (6;7) und eine, gegen die Enden (14;15) gerichtete, äussere Klemmbacke (8;9) umfassen und die jeweils zwei Klemmbacken (6;7;8;9) jedes Klemmbackenpaares (4;5) gegeneinander gerichtete Spannflächen (29;30;31;32) aufweisen; E) ein Spannmittel (10;11) zum lösbaren Festklemmen von Befestigungsmitteln (12;13) einer chirurgischen Fixations- oder Repositionsvorrichtung zwischen je zwei gegeneinander gerichteten Spannflächen (29;30;31;32); und F) ein jeweils zwischen einer inneren und einer äusseren Klemmbacke (6;8;7;9) angeordnetes elastisches Mittel (40), welches die innere und äussere Klemmbacke (6,8;7,9) verbindet.

Description

Elastisch schliessende Doppelbacken zu externem Fixateur
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum lösbaren Festklemmen von Befestigungselementen innerhalb einer chirurgischen Fixations- oder
Repositionsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Doppelbackenverbindung für Elemente eines externen Fixators (fixateur externe) ist aus der DE 295 12 917 JAQUET bekannt. Diese bekannte Gelenkverbindung besteht aus einer lageweisen Anordnung von zwei Paaren von Klemmbacken, welche aus einer oberen äusseren Klemmbacke und einer oberen inneren Klemmbacke sowie aus einer unteren, inneren Klemmbacke und einer unteren, äusseren Klemmbacke besteht. Die vier Klemmbacken sind auf einer zentralen Spannwelle angeordnet. Zwischen den Paaren von Klemmbacken, d.h. zwischen beiden inneren Klemmbacken ist eine Schraubenfeder eingefügt, welche bewirkt, dass die beiden inneren Klemmbacken auseinander und gegen die äusseren Klemmbacken gepresst werden. Mit Hilfe einer Arretierung werden die Klemmbacken gegen die Wirkung der elastischen Mittel ständig zusammengehalten. An den Spannflächen zwischen jedem Paar von Klemmbacken sind Einkerbungen angebracht, welche quer zur Spannwelle je einen Durchgang für Befestigungsstangen oder Steckverbinder des externen Fixators bilden. Diese Durchgänge sind gegen aussen offen und ermöglichen das Einstecken der Befestigungsstangen oder Steckverbinder durch Ausüben von Druck in die Öffnung der Klemmbacke in dem jeweiligen Durchgang gegen die Wirkung der elastischen Mittel. Nach dem Einschnappen der Befestigungsstangen oder Steckverbinder in die Durchgänge werden sie durch die Wirkung der elastischen Mittel festgehalten, bevor die Gelenkverbindung definitiv blockiert wird.
Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist, dass die Schraubenfeder zwischen den Paaren von Klemmbacken angeordnet ist und dadurch schlecht zugänglich ist. Im weiteren besitzt diese bekannte Vorrichtung keine konstante Federkraft, da diese abhängig ist von der Stellung der Mutter. Schliesslich unterliegt die Schraubenfeder einer hohen Ermüdung. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum lösbaren Festklemmen von Befestigungselementen wie Stäbe, Retraktoren, Ringe oder Knochenschrauben zu schaffen, welche a) je ein elastisches Element pro Klemmbackenpaar aufweist, so dass eine unabhängige Bedienung der beiden Klemmbackenpaare möglich ist; b) weniger Bauelemente aufweist im Vergleich zum Stand der Technik, so dass eine einfacher Bedienung und Reinigung möglich ist; und c) eine konstante Federkraft (auch ohne Mutter/Schrauben-Betätigung) besitzt.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung zum lösbaren Festklemmen von Befestigungselementen innerhalb einer chirurgischen Fixations- oder Repositionsvorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Klemmbacken durchgehende, zur Längsachse koaxiale Bohrungen auf. Diese Bohrungen dienen zur Aufnahme des Stabes so, dass die Klemmbacken axial verschiebbar auf dem Stab angeordnet sind. Der Stab hat in der Bohrung von mindestens einer Klemmbacke jedes Klemmbackenpaares radiales Spiel, so dass mindestens eine Klemmbacke pro Klemmbackenpaar aus der zur Längsachse des Stabes koaxialen Lage abkippbar ist.
Dieses Spiel ist vorzugsweise dadurch herstellbar, dass der Stab im axialen Bereich der Klemmbacken einen Durchmesser d aufweist und die Bohrung von mindestens einer Klemmbacke pro Klemmbackenpaar einen Durchmesser D aufweist, und dass D > d ist. Das Verhältnis (D-d)/d kann zwischen 0,01 und 0,10 liegen.
In einer anderen Ausführungsform weist der Stab im axialen Bereich der Klemmbacken mindestens eine Einkerbung auf, so dass der Stab bei den Einkerbungen eine minimale Dicke b aufweist. Ferner weist die Bohrung von mindestens einer Klemmbacke pro Klemmbackenpaar einen Durchmesser D auf, wobei b < D ist. Die mindestens eine Einkerbung kann beispielsweise auch als ringförmige Nute ausgeführt sein. In einer Ausführungsform sind auf den Spannflächen, welche zwischen auf den einander gegenüberliegenden Seiten der je zwei zu einem Klemmbackenpaar zählenden Klemmbacken liegen, Einkerbungen angebracht. Durch diese Einkerbungen werden Kanäle zur Aufnahme von stabförmigen Befestigungsmittel gebildet. Die Einkerbungen verlaufen quer und exzentrisch zur Längsachse des Stabes. Vorzugsweise weisen die Kanäle je eine Kanalachse auf, welche senkrecht zur Längsachse des Stabes steht und zu dieser einen Abstand A aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform sind die elastischen Mittel, bezüglich der Längsachse, auf der dem Kanal gegenüberliegenden Seite der Klemmbacken angeordnet. Vorzugsweise sind die elastischen Mittel von der Längsachse des Stabes beabstandet, wobei zwischen der Zentralachse der elastischen Mittel und der Längsachse des Stabes ein Abstand B liegt.
In einer anderen Ausführungsform sind die elastischen Mittel als stabförmiges Element mit zur Längsachse des Stabes paralleler Zentralachse ausgeführt.
Als elastische Mittel werden vorzugsweise solche verwendet, welche aus einem Material bestehen, das ein nicht-lineares Spannungs-Dehnungs-Diagramm aufweist. Das elastische Mittel kann vorteilhafterweise aus einer Gedächtnismetallegierung, vorzugsweise aus Nitinol hergestellt werden, ohne dass jedoch ihre Klemmwirkung auf dem Memory-Effekt beruhen würde. Aus diesem Grund kann die Gedächtnismetallegierung eine Übergangstemperatur von höher als
50°, vorzugsweise von höher als 80° aufweisen. Typischerweise ist die Übergangstemperatur höher als 100°, vorzugsweise höher als 120°. Ebenfalls geeignet sind sogenannte pseudoelastische Materialien.
Das elastische Mittel kann insbesondere aus einer Nickel-Titanlegierung bestehen, wobei 45 % < Ni < 55 %, 45 % < Ti < 55 % und x + y = 100 % ist. Ein solches Material ist besonders bioverträglich und hochelastisch.
Das elastische Mittel kann neben metallischen Materialien auch aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus Polyetheretherketon (PEEK) oder einem kohlefaserverstärkten PEEK bestehen. In einer anderen Ausführungsform besteht mindestens ein Spannmittel aus einer Gewindeverbindung, wobei vorzugsweise eine Mutter über ein Gewinde auf dem Stab schraubbar ist. Anstelle der Mutter könnte auch eine Schraube in eine ein Innengewinde aufweisende Bohrung eingeschraubt werden. Das zweite Spannmittei kann ein fest mit dem Stab verbundener Kopf oder eine zweite Gewindeverbindung sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen den inneren Klemmbacken der beiden Klemmbackenpaare eine ringförmige Scheibe angeordnet. Die Scheibe kann je nach Ausführungsform koaxial zur Längsachse auf dem Stab verschiebbar sein, oder mit dem Stab einstückig sein. Durch die fest mit dem Stab verbundene Scheibe zwischen dem ersten und dem zweiten Stabsegment wird erreicht, dass die Klemmbackenpaare so getrennt werden, dass sie in ihrer Wirkung unabhängig sind.
Die Kanäle sind vorzugsweise zylindrisch oder prismatisch, wodurch sich eine erhöhte Klemmwirkung auf die stabförmigen Befestigungsmittel erzeugen lässt. Dies umso mehr, wenn die Kanäle die stabförmigen Befestigungselemente im zur Kanalachse orthogonalen Querschnitt betrachtet mit einem Winkel von α > 180° umschliessen.
Damit die stabförmigen Befestigungselemente im nichtfixierten Zustand der Vorrichtung quer zur Längsachse der Vorrichtung in die Kanäle einschnappbar sind, beträgt das Verhältnis B/LW zwischen der minimalen Breite B eines Kanals an der zur Kanalachse orthogonal stehenden Öffnung an den Seitenflächen der Klemmbacken zur Lichten Weite LW desselben Kanals vorzugsweise zwischen 70 % und 90 %.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässe Vorrichtung;
Fig. 3a eine Seitenansicht der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemässe Vorrichtung; und
Fig. 3b eine Frontansicht der in den Fig. 2 und 3a dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform umfasst einen zwei Stabsegmente 19;20 aufweisenden Stab 1 mit einer Längsachse 2 sowie auf jedem Stabsegment 19;20 axial verschiebbar je ein Klemmbackenpaar 4;5. Jedes der beiden Klemmbackenpaare 4;5 umfasst eine inneren Klemmbacke 6;7 und eine äussere Klemmbacke 8;9. Die Klemmbacken 6;7;8;9 sind mit zur Längsachse koaxialen Bohrungen 16; 17 versehen und je paarweise auf je einem Stabsegment 19;20 axial verschiebbar. Die inneren Klemmbacken 6;7 liegen auf den zur Längsachse 2 orthogonalen Stirnflächen 22;23 einer zwischen den Stabsegmenten 19;20 fest angeordneten, kreisringförmigen Scheibe 37 auf. Die äusseren Klemmbacken 8;9 sind mittels Spannmitteln 10;11 gegen die inneren Klemmbacken 6;7 pressbar. Die Spannmittel 10; 11 sind Muttern 18, welche über endständig angeordnete Gewinde 24 an den beiden Stabsegmenten 19;20 schraubbar sind. Einander gegenüberliegend weisen sowohl die beiden Klemmbacken 6;8 des ersten Klemmbackenpaares 4 sowie die beiden Klemmbacken 7;9 des zweiten Klemmbackenpaares 5 je eine quer zur Längsachse 2 stehende Spannfläche 29;30;31 ;32 auf. Zwischen je zwei zu einem der Klemmbackenpaare 4;5 gehörenden Spannflächen 29;30;31 ;32 lassen sich quer zur Längsachse 2 je ein stabförmiges Befestigungsmittel 12; 13 einschieben und beim Anziehen der Spannmittel 10; 11 zwischen je einer inneren und einer äusseren Klemmbacke 6;7;8;9 blockieren.
Ferner sind an je zwei einander gegenüberliegenden Spannflächen 29;30;31 ;32 Einkerbungen 25 angebracht. Die Einkerbungen 25 verlaufen orthogonal zur Längsachse 2 und sind von dieser beabstandet. Die Querschnittsfläche der Einkerbungen 25 ist hier kreissegmentförmig, kann jedoch auch dreieckförmig sein. Die Einkerbungen 25 bilden je einen zwischen den zwei Klemmbacken 6;7;8;9 jedes Klemmbackenpaares 4;5 verlaufenden, gegen die Seitenflächen 28 der Klemmbacken 6;7;8;9 offenen Kanal 33;34 mit einer zur Längsachse 2 orthogonalen und von dieser beabstandeten Kanalachse 35;36.
Wie in Fig. 2 gezeigt weisen die beiden Kanäle 33;34 eine zur Kanalachse 35;36 orthogonale Querschnittsfläche in Form einer einseitig abgeflachten Kreisfläche auf, wobei die Lichte Weite LW jedes Kanals 33;34 grösser ist als die Breite B der zur jeweiligen Kanalachse 35;36 orthogonal stehenden Öffnung des entsprechenden Kanals 33;34 an den Seitenflächen der Klemmbacken 6;7;8;9.
Durch diese Ausgestaltung werden die einmal quer zur Längsachse 2 in die Kanäle 33;34 eingeschobenen stabförmigen Befestigungsmittel 12; 13 gegen ein Herausrutschen aus den Kanälen 33;34 quer zur Längsachse 2 gesichert.
Ferner umfasst jedes Klemmbackenpaar 4;5 elastische Mittel 40, wodurch die beiden zu einem Klemmbackenpaar 4;5 gehörenden Klemmbacken 6;7;8;9 axial auf einer bestimmten Distanz gehalten werden. Die Distanz zwischen den beiden zu einem Klemmbackenpaar 4;5 gehörenden Klemmbacken 6;7;8;9 ist derart bemessen, dass zwischen die aneinandergrenzenden Spannflächen 29;30;31 ;32 jedes Klemmbackenpaares 4;5 ein stabförmiges Befestigungsmittel 12; 13 quer zur Längsachse 2 von Hand einschiebbar ist. Die auf diese Weise bei gelösten Spannmitteln 10; 11 eingeschobenen stabförmigen Befestigungsmittel 12; 13 werden dann durch die Elastizität der elastischen Mittel 40 zwischen den Spannflächen 29;30;31 ;32 so festgeklemmt, dass sie noch parallel zur ihren Zentralachsen 26;27 von Hand verschiebbar sind.
Als elastische Mittel 40 sind zwischen den je zwei Klemmbacken 6;7;8;9 jedes der Klemmbackenpaare 4;5 vom Stab 1 beabstandet zwei Nitinolstäbe 41 eingefügt. Die Nitinolstäbe 41 weisen Zentralachsen 42 auf und sind in Bohrungen 43 eingepresst. Zum Einführen der stabförmigen Befestigungsmittel 12; 13 in die Kanäle 33;34 werden die je zwei entsprechenden Klemmbacken 6;7;8;9 jedes der Klemmbackenpaare 4;5 auf ihren mit den Einkerbungen 25 versehenen Seiten gespreizt, so dass die zwei Klemmbacken 6;7;8;9 jedes Klemmbackenpaares 4;5 auf ihrer mit den elastischen Mitteln 40 versehenen Seite gegeneinander gepresst werden und die Nitinolstäbe 41 elastisch deformiert werden. Damit die zwei Klemmbacken 6;7;8;9 jedes Klemmbackenpaares 4;5 die Spreizbewegung ausführen können, sind die jeweils äusseren Klemmbacken 8;9 mit zur Längsachse 2 koaxialen Bohrungen 17 versehen, deren Durchmesser D grösser als der Durchmesser d des Stabes 1 in diesem axialen Bereich ist.
In den Fig. 2, 3a und 3b ist eine Ausführungsform dargestellt, welche sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform darin unterscheidet, dass
a) nur das erste Spannmittel 10 als Gewindeverbindung mit einer über das Gewinde 24 am ersten Ende 14 des Stabes 1 schraubbaren Mutter 18 ausgeführt ist, während das zweite Spannmittel 11 einen am zweiten Ende 15 des Stabes 1 festen Kopf 60 umfasst. Die äussere Klemmbacke 9 des zweiten Klemmbackenpaares 5 kommt dann am Kopf 60 axial zur Anlage;
b) keine Scheibe 37 (Fig. 1 ) zwischen den inneren Klemmbacken 6;7 der beiden Klemmbackenpaare 4;5 angeordnet ist; und
c) die Möglichkeit zur Spreizung der äusseren Klemmbacken 8;9 jedes Klemmbackenpaares 4;5 beim Einführen der stabförmigen Befestigungsmittel 12; 13 ist durch eine Einkerbung 50 am Stab 1 in Form einer ringförmigen Nute im axialen Bereich der jeweils äusseren Klemmbacke 8;9 gegeben. Der Durchmesser d der Einkerbung 50 ist kleiner als der Durchmesser D der Bohrungen 17 in den jeweils äusseren Klemmbacke 8;9.
Durch Anziehen der ersten Spannmittel 10 lassen sich die beiden Klemmbackenpaare 4;5 gegen den Kopf 60 pressen und die zwischen den Klemmbacken 6;7;8;9 jedes Klemmbackenpaares 4;5 eingelegten stabförmigen Befestigungselemente 12; 13 in den Kanälen 33;34 festklemmen.
Ferner ist das stabförmige Befestigungselement 12 quer zur Längsachse 2 so weit in den Kanal 33 geschoben, dass die beiden an den Kanal 33 angrenzenden Klemmbacken 6;8 mit einem Spreizwinkel ß von etwa 2° bis 3° maximal gespreizt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum lösbaren Festklemmen von Befestigungsmitteln (12; 13) innerhalb einer chirurgischen Fixations- oder Repositionsvorrichtung, mit
A) einem zylindrischen oder prismatischen Stab (1), welcher eine Längsachse (2), ein erstes Ende (14), ein zweites Ende (15) sowie ein endständig an das erste Ende (14) angrenzendes erstes Stabsegment (19) und ein endständig an das zweite Ende (15) angrenzendes zweites Stabsegment (20) umfasst;
B) einem ersten, auf dem ersten Stabsegment (19) koaxial zur Längsachse (2) verschiebbaren Klemmbackenpaar (4);
C) einem zweiten, auf dem zweiten Stabsegment (20) koaxial zur Längsachse (2) verschiebbaren Klemmbackenpaar (5); wobei
D) die beiden Klemmbackenpaare (4;5) je eine innere Klemmbacke (6;7) und eine, gegen die Enden (14; 15) gerichtete, äussere Klemmbacke (8;9) umfassen und die jeweils zwei Klemmbacken (6;7;8;9) jedes Klemmbackenpaares (4;5) gegeneinander gerichtete Spannflächen (29;30;31 ;32) aufweisen; und
E) die Vorrichtung mindestens ein Spannmittel (10;11 ) zum lösbaren Festklemmen von Befestigungsmitteln (12; 13) einer chirurgischen Fixations- oder Repositionsvorrichtung zwischen je zwei gegeneinander gerichteten Spannflächen (29;30;31 ;32) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
F) jeweils zwischen einer inneren und einer äusseren Klemmbacke (6;8;7;9) ein elastisches Mittel (40) angeordnet ist, welches die innere und äussere Klemmbacke (6,8;7,9) verbindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (6;7;8;9) durchgehende, zur Längsachse (2) koaxiale Bohrungen (16;17) zur axial verschiebbaren Aufnahme des Stabes (1 ) aufweisen, wobei der Stab (1 ) in der Bohrung (16; 17) von mindestens einer Klemmbacke (6;7;8;9) jedes Klemmbackenpaares (4;5) radiales Spiel hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (1 ) im axialen Bereich der Klemmbacken (6;7;8;9) einen Durchmesser d aufweist und die Bohrung (16;17) von mindestens einer Klemmbacke (6;7;8;9) jedes Klemmbackenpaares (4;5) einen Durchmesser D aufweist, und dass das radiale Spiel darin besteht, dass D > d ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (1 ) im axialen Bereich der Klemmbacken (6;7;8;9) mindestens eine Einkerbung (50) aufweist, so dass der Stab (1 ) bei den Einkerbungen (50) eine Dicke b aufweist, und die Bohrung (16;17) von mindestens einer Klemmbacke (6;7;8;9) jedes Klemmbackenpaares (4;5) einen Durchmesser D aufweist, und dass das radiale Spiel darin besteht, dass b < D ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannflächen (29;30;31 ;32) der Klemmbacken (6;7;8;9) mit Einkerbungen (25) versehen sind, welche je einen zwischen einer inneren Klemmbacke (6;7) und einer äusseren Klemmbacke (8;9) das jeweilige Klemmbackenpaars (4;5) quer und exzentrisch zur Längsachse (2) durchdringenden Kanal (33;34) zur Aufnahme eines stabförmigen Befestigungselementes (12; 13) bilden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kanäle (33;34) je eine Kanalachse (35;36) aufweisen, welche senkrecht zur Längsachse (2) des Stabes (1) verläuft und einen Abstand A zu dieser aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (40), bezüglich der Längsachse (2), auf der dem Kanal (33;34) entgegengesetzten Seite der Klemmbacken (6,8;7,9) angebracht ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (40) ein stabförmiges, im wesentlichen parallel zur Längsachse (2) angeordnetes Element ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (40) aus einem Material besteht, welches ein nicht-lineares Spannungs-Dehnungs-Diagramm aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (40) aus einer Gedächtnismetallegierung, vorzugsweise aus Nitinol besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (40) aus einer Nickel-Titanlegierung besteht, wobei 45 % < Ni < 55 %, 45 % < Ti < 55 % und x + y = 100 % ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gedächtnismetallegierung eine Übergangstemperatur von höher als 50°, vorzugsweise von höher als 80° aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangstemperatur höher als 100°, vorzugsweise höher als 120° ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (40) aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus PEEK oder aus kohlefaserverstärktem PEEK besteht.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spannmittel (10) eine Schraubverbindung umfasst.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung ein Gewinde (24) auf dem Stab (1 ) sowie eine über dieses Aussengewinde (24) schraubbare Mutter (18) umfasst.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Klemmbackenpaaren (4,5) eine ringförmige Scheibe (37) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (37) auf dem Stab (1) koaxial verschiebbar ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (37) einstückig mit dem Stab (1 ) ist und zwischen dem ersten Stabsegment (19) und dem zweiten Stabsegment (20) angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (33;34) prismatisch sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kanal (33;34) eine Lichte Weite LW und an seiner zur Kanalachse (35;36) orthogonal stehenden Öffnung eine Breite B zwischen den angrenzenden Klemmbacken (6;7;8;9) aufweist, und dass das Verhältnis B/LW zwischen 70 % und 90 % liegt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (40) aus einem pseudoelastischen Material besteht.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (D-d)/d zwischen 0,01 und 0,10 liegt.
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