ITMI962335A1

ITMI962335A1 - EQUIPLANAR JOINT DEVICE TO BE APPLIED TO AN ILIZAROV FIXER

Info

Publication number: ITMI962335A1
Application number: IT96MI002335A
Authority: IT
Inventors: Roberto Maria Hofmann; Maurizio Catagni
Original assignee: Hofmann S A S Di Roberto Hofma
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1996-11-12
Publication date: 1998-05-12
Also published as: IT1287155B1; ITMI962335A0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale DESCRIPTION of the industrial invention

Il dispositivo dell'invenzione costituisce essenzialmente un accessorio da utilizzare in combinazione con "i già esistenti componenti del fissatore esterno di Ilizarov migliorandone in modo significativo le prestazioni. Come è noto, il fissatore di Ilizarov è un sistema di fissazione esterna utilizzato in ortopedia e traumotologia per la correzione di deformità congenite o post-traumatiche e per l’allungamento dei segmenti ossei. Tale metodica di applicazione consiste nel costruire attorno al segmento da trattare una sorta di impalcatura composta da elementi anulari i quali sono ancorati alle ossa per mezzo di fili o chiodi filettati e sono tra loro connessi -da elementi filettati con varia geometria che permettono di applicare forze compressive o distrattive, e di far compiere ai segmenti di frattura delle rototraslazioni secondo più assi al fine di correggere le deformità dell'arto trattato. The device of the invention essentially constitutes an accessory to be used in combination with "the already existing components of the Ilizarov external fixator, significantly improving its performance. As is known, the Ilizarov fixator is an external fixation system used in orthopedics and traumotology. for the correction of congenital or post-traumatic deformities and for the elongation of bone segments. This method of application consists in building around the segment to be treated a sort of scaffolding composed of annular elements which are anchored to the bones by means of wires or threaded nails and are connected to each other - by threaded elements with various geometries that allow to apply compressive or distracting forces, and to make the fracture segments perform rototranslations according to several axes in order to correct the deformities of the treated limb.

Nel compiere tali correzioni, il chirurgo deve necessariamente cercare di conservare il più possibile l'asse anatomico naturale del segmento al fine di favorire una distribuzione dei carichi naturali il più normale possibile. In making these corrections, the surgeon must necessarily try to preserve the natural anatomical axis of the segment as much as possible in order to favor a distribution of natural loads as normal as possible.

Il dispositivo secondo la presente invenzione si rivolge al caso in particolare dei montaggi atti a correggere deviazioni assiali con traslazione e nelle correzioni femorali distali. The device according to the present invention is aimed in particular at the case of assemblies suitable for correcting axial deviations with translation and in distal femoral corrections.

Mentre in segmenti in cui l'asse anatomico corrisponde all'asse meccanico l'applicazione dell'apparecchio di Ilizanov è relativamente semplice, più complessa è la correzione degli assi ove la deformità sia a livello dell'articolazione, come nel ginocchio varo artrosico, nel morbo di Blount e in molte deformità distali del femore. While in segments in which the anatomical axis corresponds to the mechanical axis, the application of the Ilizanov device is relatively simple, the correction of the axes is more complex where the deformity is at the level of the joint, as in the varus arthritic knee, in the Blount's disease and many distal femoral deformities.

In molti casi, sia nelle patologie congenite come l'emimelia o in quelle acquisite post-traumatiche, ci si può trovare nella necessità di correggere l'asse femorale nella sua parte distale. In many cases, both in congenital pathologies such as hemimelia or in acquired post-traumatic ones, there may be a need to correct the femoral axis in its distal part.

In tale evenienza non è sufficiente una semplice applicazione del fissatore di Ilizarov così come noto perchè, nel tentativo di correggere una deviazione, se ne può facilmente produrre un'altra non meno importante. Ad esempio nel caso di un valgismo femorale la risultante dell'applicazione del fissatore di Ilizarov è un allineamento dell'asse meccanico ma con alterazione dell'asse anatomico femorale con deformità cosiddetta a "mazza da golf". Ciò perchè viene corretto solo l'asse meccanico del femore, trascurando l'asse anatomico. In this case, a simple application of the Ilizarov fixator as known is not sufficient because, in an attempt to correct a deviation, another no less important one can easily be produced. For example, in the case of a femoral valgus, the result of applying the Ilizarov fixator is an alignment of the mechanical axis but with alteration of the anatomical femoral axis with so-called "golf club" deformity. This is because only the mechanical axis of the femur is corrected, neglecting the anatomical axis.

Allo scopo di risolvere i problemi sopra discussi, la presente invenzione propone un dispositivo di snodo da applicare al fissatore esterno di Ilizarov, particolarmente utilizzato per la riduzione delle fratture ossee, allo scopo di sostanzialmente aumentare i gradi di libertà dell'orientazione degli elementi di regolazione, quali aste filettate, telescopiche e simili, disposti tra gli anelli o i semianelli forati del fissatore, caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo maschio o femmina, quale rispettivamente un'asta filettata oppure una madrevite atta ad accogliere un'asta filettata, terminante con una testa a sfera atta ad essere almeno in parte accolta in uno dei fori di detti anelli o semianelli ed in -esso liberamente ruotabile, ed un mezzo di fissaggio e di immobilizzazione in una orientazione prescelta di detta testa sferica a detto anello o semianello, detto mezzo comprendendo almeno un foro di passaggio per detto corpo maschio o femmina ed una sede con svasatura emisferica per la libera rotazione di detta testa sferica. In order to solve the problems discussed above, the present invention proposes a joint device to be applied to the Ilizarov external fixator, particularly used for the reduction of bone fractures, in order to substantially increase the degrees of freedom of the orientation of the adjustment elements. , such as threaded, telescopic rods and the like, arranged between the rings or perforated half-rings of the fastener, characterized in that it comprises a male or female body, such as respectively a threaded rod or a nut screw adapted to receive a threaded rod, ending with a ball head able to be at least partially received in one of the holes of said rings or half-rings and freely rotatable therein, and a means for fixing and immobilizing in a preselected orientation of said spherical head to said ring or half-ring, said means comprising at least one passage hole for said male or female body and a seat with hemisphere countersink for the free rotation of said spherical head.

Per meglio descrivere caratteristiche e vantaggi To better describe features and advantages

dell'invenzione, se ne riporta di seguito un esempio of the invention, an example is given below

di pratica attuazione, non limitativo, con riferimento alle figure dei disegni allegati. practical, non-limiting, with reference to the figures of the attached drawings.

La figura 1 mostra schematicamente una vista in Figure 1 schematically shows a view in

alzata frontale di un fissatore di Ilizarov applicato front elevation of an applied Ilizarov fixator

ad un femore fratturato in una zona distale. to a fractured femur in a distal area.

La figura 2 mostra prospetticamente una vista di Figure 2 prospectively shows a view of

un particolare di fig. 1 in cui .è evidenziato il dispositivo secondo 1'invenzione. a detail of fig. 1 in which the device according to the invention is highlighted.

La figura 3 mostra infine una vista parzialmente Figure 3 finally shows a partial view

sezionata del dispositivo di fig. 2. section of the device of fig. 2.

Con riferimento alla fig. 1 è mostrato schematicamente un fissatore di Ilizarov 10 applicato ad un With reference to fig. 1 schematically shows an Ilizarov fixator 10 applied to a

femore 8 fratturato in 9 nella zona distale, in prossimità del ginocchio. femur 8 fractured in 9 in the distal area, near the knee.

Il fissatore di Ilizarov comprende secondo Ilizarov's fixator includes second

l’esempio una pluralità di anelli o semianelli 11, 12 -e 13 disposti orizzontalmente ed una pluralità di the example a plurality of rings or half rings 11, 12 -and 13 arranged horizontally and a plurality of

elementi di regolazione 14 e 15 con azione compressiva o distrattiva, disposti verticalmente e fissati su adjustment elements 14 and 15 with compressive or distracting action, arranged vertically and fixed on

detti anelli o semianelli in corrispondenza dei fori said rings or half rings in correspondence of the holes

passanti su di essi disposti. passers-by on them arranged.

Per semplicità, nel disegno - schematico - non For simplicity, in the drawing - schematic - not

sono mostrati altri elementi tipici del fissatore, quali i fili transossei. other typical elements of the fixator are shown, such as transosseous threads.

Per il fissaggio e la regolazione di detti elementi 14 sugli anelli 11, 12 e 13 agiscono delle coppie di elementi di fissaggio quali dadi 16. To fix and adjust said elements 14 on the rings 11, 12 and 13 there are pairs of fixing elements such as nuts 16.

Sull'anello 13 è posto un dispositivo secondo l'invenzione, indicato complessivamente con 7. Esso comprende un corpo maschio 15, ad esempio un'asta filettata, terminante con una testa sferica 18. La parte inferiore di tale testa sferica è adatta ad essere accolta in uno dei fori 19 di cui è dotato l'anello 13. Poiché il diametro della testa sferica 18 è maggiore di quello del foro 19, quest'ultimo la accoglie solo parzialmente come mostrato in fig. 3. Il bordo del foro 19 è ad esempio superiormente conformato secondo una svasatura emisferica 20 così da consentire la libera rotazione della testa sferica 18 quando questa è collocata nel foro, nonché secondo diversi angoli di inclinazione rispetto al piano dell'anello" 13, come ad esempio mostrato in fig. 1. On the ring 13 there is a device according to the invention, indicated as a whole with 7. It comprises a male body 15, for example a threaded rod, ending with a spherical head 18. The lower part of this spherical head is suitable for being received in one of the holes 19 with which the ring 13 is provided. Since the diameter of the spherical head 18 is greater than that of the hole 19, the latter only partially accommodates it as shown in fig. 3. The edge of the hole 19 is, for example, shaped at the top according to a hemispherical countersink 20 so as to allow free rotation of the spherical head 18 when this is placed in the hole, as well as according to different angles of inclination with respect to the plane of the ring "13, such as for example shown in Fig. 1.

La rotazione della testa sferica è comandata attraverso un dado esagonale 17, che consente così l'avvitamento del corpo 15. The rotation of the spherical head is controlled by means of a hexagonal nut 17, which thus allows the screwing of the body 15.

Il corpo 15 viene fissato all'anello 13 mediante un mezzo 21 costituito ad esempio da una piastra. Tale piastra comprende una sede cava 22 per accogliere la parte superiore della testa sferica 18 quando questa inferiormente collabora con il foro 19 dell'anello 13. The body 15 is fixed to the ring 13 by means of a means 21 constituted for example by a plate. Said plate comprises a hollow seat 22 to receive the upper part of the spherical head 18 when this inferiorly cooperates with the hole 19 of the ring 13.

Come si vede in fig. 3, tale sede 22 è superiormente rastremata secondo un diametro minore di quello della testa sferica 18, così da bloccarla superiormente. Si tratta in sostanza di una sezione anulare rastremata che impedisce lo sfilamento dall'alto della testa sferica in posizione operativa. As can be seen in fig. 3, this seat 22 is tapered at the top according to a diameter smaller than that of the spherical head 18, so as to lock it at the top. It is essentially a tapered annular section which prevents the spherical head from being pulled out from above in the operating position.

A tale scopo la sede cava 22 è dotata di una apertura 23 frontale per l'inserimento della testa 18 che viene posizionata all'interno della sede 22 facendo passare il collo 24 superiore della testa stessa attraverso l'apertura di passaggio 23. For this purpose the hollow seat 22 is equipped with a front opening 23 for the insertion of the head 18 which is positioned inside the seat 22 by passing the upper neck 24 of the head itself through the passage opening 23.

Allorché la testa sferica 18 è alloggiata all'interno della sede cava 22 della piastra 21 si può collocare la piastra sopra il foro 19 in modo che la parte inferiore 18 della sfera sia in quest'ultima~ accolta. La detta rastremazione della sede 22 sulla piastra 21 è lungo il perimetro conformata secondo una coppia di smussature 25 e 26 emisferiche per consentire, così come la simile svasatura circolare 20 sul foro 19, la rotazione della testa sferica secondo diversi assi di orientazione. La piastra 21 è dotata di un foro passante 27 che è allineato alla sede cava 22 in modo che quando quest*ultima è posizionata in corrispondenza di un foro 19 dell'anello 13, il foro 27 è esattamente posizionato in corrispondenza del foro adiacente sull'anello, come mostrato in fig. 3. When the spherical head 18 is housed inside the hollow seat 22 of the plate 21, the plate can be positioned over the hole 19 so that the lower part 18 of the sphere is accommodated in the latter. The said tapering of the seat 22 on the plate 21 is shaped along the perimeter according to a pair of hemispherical bevels 25 and 26 to allow, as well as the similar circular countersink 20 on the hole 19, the rotation of the spherical head according to different orientation axes. The plate 21 is provided with a through hole 27 which is aligned with the hollow seat 22 so that when the latter is positioned in correspondence with a hole 19 of the ring 13, the hole 27 is exactly positioned in correspondence with the adjacent hole on the ring, as shown in fig. 3.

In tal modo con una vite 28 e un dado 29 è possibile serrare la piastra 21 all'anello 13. Quando tale serraggio è completo, la testa sferica 18 (e il corpo 15) 'vengono ad essere bloccati tra il foro 19 e la piastra 21. In this way with a screw 28 and a nut 29 it is possible to tighten the plate 21 to the ring 13. When this tightening is complete, the spherical head 18 (and the body 15) 'are locked between the hole 19 and the plate 21.

Il funzionamento del dispositivo secondo l'invenzione può essere così riassunto. The operation of the device according to the invention can be summarized as follows.

Con particolare riferimento alla fig. 1, il dispositivo 7 dell'invenzione viene collocato su un anello 13 del fissatore Ilizarov in un punto che corrisponde sostanzialmente all'intersezione tra l'asse meccanico e l'asse anatomico dell'osso che è necessario correggere, quindi del femore nel caso di fig. 1. Dopo avere disposto l'elemento 15 nel foro 19 dell'anello 13 come sopra spiegato e fissandolo all'altra estremità sull'anello 12, si può procedere ad un blando serraggio della piastra 21 sull'anello, e quindi si regola sia la traslazione sia l'inclinazione del corpo 15 agendo sul comando 17 per determinare un allungamento o un accorciamento dell'asta 15, nonché orientando la stessa asta nello spazio, grazie alla testa sferica 18. Scelta la posizione voluta, si opera il fissaggio definitivo dell’asta in tale posizione agendo sulla vite 28 e il dado 29 così da determinare un serraggio totale della piastra 21 sull’anello 13. With particular reference to fig. 1, the device 7 of the invention is placed on a ring 13 of the Ilizarov fixator in a point which substantially corresponds to the intersection between the mechanical axis and the anatomical axis of the bone that needs to be corrected, therefore of the femur in the case of fig. 1. After having placed the element 15 in the hole 19 of the ring 13 as explained above and fixing it at the other end on the ring 12, it is possible to proceed to a gentle tightening of the plate 21 on the ring, and then adjust both the translation and inclination of the body 15 by acting on the control 17 to determine an elongation or shortening of the rod 15, as well as by orienting the rod itself in space, thanks to the spherical head 18. Once the desired position has been chosen, the final fixing of the rod in this position by acting on the screw 28 and the nut 29 so as to determine a total tightening of the plate 21 on the ring 13.

Dunque, lo snodo dell'invenzione viene ancorato ai semianelli o anelli componenti l'apparato di Ilizarov impiegando uno dei fori già presenti sugli stessi per alloggiare la sfera,dello snodo stesso, mediante fissaggio ad un altro foro adiacente. Therefore, the joint of the invention is anchored to the half-rings or rings making up the Ilizarov apparatus by using one of the holes already present therein to house the ball, of the joint itself, by fixing it to another adjacent hole.

Tali snodi secondo l'invenzione vengono generalmente impiegati in coppia così da permettere la realizzazione di un giunto a cerniera tra i due tronconi del montaggio. These joints according to the invention are generally used in pairs so as to allow the creation of a hinged joint between the two parts of the assembly.

Grazie a questa connessione diretta ai semianelli, il centro di rotazione della cerniera cosi realizzata viene approssimatamente a coincidere con il piano superiore del semianello, sicché lo snodo del- _ l'invenzione può dirsi equiplanare. Thanks to this direct connection to the half-rings, the center of rotation of the hinge thus made is approximately coincident with the upper plane of the half-ring, so that the joint of the invention can be said to be equal.

In precedenza, per tale funzione, venivano impiegati giunti maschio o femmina che distanziavano, Previously, for this function, male or female joints were used that distanced,

nella migliore delle ipotesi, l'asse di rotazione di almeno 17 mm rispetto al piano dell'anello. at best, the axis of rotation of at least 17 mm with respect to the plane of the ring.

Dunque l'invenzione permette in sostanza non solo una correzione di deviazione assiale, ma anche una traslazione di un segmento. Therefore the invention essentially allows not only a correction of axial deviation, but also a translation of a segment.

Per una ideale applicazione del punto di rotazione, nelle correzioni e traslazioni è preferibile produrre un disegno dell'osso su carta trasparente e, segnato il punto previsto di corticotomia, provare varie volte la correzione, sino ad ottenere un risul-tato ottimale. For an ideal application of the pivot point, in corrections and translations it is preferable to produce a drawing of the bone on transparent paper and, having marked the expected point of corticotomy, try the correction several times, until an optimal result is obtained.

Nella<' >osteotomia tibiale alte si usa secondo la tecnica anteriore un sistema di snodi, applicando astine oblique sull'anello prossimale, sistema certo accettabile da un punto di vista geometrico ma non sufficientemente stabile nel caso di una correzione progressiva . In the high tibial osteotomy a joint system is used according to the prior technique, applying oblique rods on the proximal ring, a system that is certainly acceptable from a geometric point of view but not sufficiently stable in the case of a progressive correction.

Con l'uso dello snodo secondo l'invenzione si aumenta la stabilità del sistema, e si ha la possibilità di correzioni progressiva con traslazione in maniera meccanicamente più valida. With the use of the joint according to the invention the stability of the system is increased, and there is the possibility of progressive corrections with translation in a mechanically more valid way.

Claims

CLAIMS 1. Joint device to be applied to the Ilizarov external fixator, particularly used for the reduction of bone fractures, in order to substantially increase the degrees of freedom of the orientation of the adjustment elements, such as threaded rods, telescopic rods and the like, arranged between the rings or the perforated half-rings of the fixator, characterized in that it comprises a male or female body, such as a threaded rod or a nut screw adapted to receive a threaded rod, ending with a ball head able to be at least partially accommodated in one of the holes of said rings or half-rings and freely rotatable therein, and a means for fixing and immobilizing said spherical head in a preselected orientation to said ring or half-ring, said means comprising a seat for the free rotation of said spherical head.

2. Device according to claim 1, characterized in that said fixing means consists of a plate in which said seat has a tapered annular section to prevent the upper extraction of said spherical head in the operative position.

3. Device according to claim 2, characterized in that said tapered annular section is shaped according to hemispherical bevels.

4. Device according to claim 1, characterized in that said fixing means is provided with a hole or an opening to allow the access of said spherical head into said seat.

5. Device according to claim 1, characterized in that said fixing means comprises in a position aligned with said seat a hole which in the operative position is centered on the hole of said ring or half-ring of the fixator adjacent to that of said holes of the ring which it accommodates said spherical head, so as to allow the passage of a tightening screw of said means to said ring.

6. Device according to claim 1, characterized in that said male or female body carries an adjustment element, such as a nut the screwing of said threaded rod or of said female mine.