Vorrichtung zum intraoperablen Reponieren und Retinieren von Knochenbruchfragmenten
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum intraoperablen Reponieren und Retinieren von Knochenbruchfragmenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Vorrichtungen bekannt, mit denen insbesondere bei Splitterbrüchen auftretende Knochenbruchfragmente in ihrer Lage fixiert und deren gegenseitiges Verwachsen durch eine Kompression gefördert werden sollen. Dabei werden insbesondere stab- oder drahtförmige Verbindungselemente eingesetzt, die durch die Fragmente hindurchgeführt und in einer Gegenkortikalis verankert werden.
So wird beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 51 505 AI eine Vorrichtung zur Fixierung und Retention von Knochenfrakturen beschrieben, bei der ein Verbindungselement in Form eines Drahtes, Stiftes oder Schraubnagels mittels einer Trokarspitze und einem Schneidgewinde in den fragmentierten Knochen hineinge- trieben und verankert wird. Durch die Spannwirkung einer auf dem Verbindungselement angeordneten Klemmscheibe wird eine komprimierende und stabilisierende Wirkung auf den fragmentierten Knochen ausgeübt. Die Verwendungsmöglichkeiten einer derartigen Vorrichtung sind jedoch nur auf solche Fälle beschränkt, in denen die das Schneidgewinde aufnehmende Gegenkortikalis eine ausreichende Festigkeit und Mate- rialstärke aufweist. Komplizierte Frakturen, bei denen keine ausreichend massive Gegenkortikalis vorhanden ist und der zu behandelnde Knochen in eine Vielzahl kleinere Fragmente aufgesplittert ist, bieten jedoch keine Möglichkeit, ein zusätzliche Zugkäfte aufnehmendes Schraubgewinde und damit ein wie in der oben genannten Druckschrift beschriebenes Verbindungselement aufzunehmen. Zudem kann durch die dort ange- gebene Klemmscheibe der für den fragmentierten Knochen erforderliche Kompressionsdruck relativ schlecht reguliert und eingestellt werden. Somit eignet sich eine derartige Vorrichtung nur als ein Dauerimplantat für einen relativ begrenzten Einsatzbe-
reich von Knochenfrakturen, nicht aber als ein intraoperables und damit nur vorübergehend in einem Heilungsprozess einsetzbares Hilfsmittel. Zudem ist mit einer derartigen Vorrichtung die Fixierung einer den Heilungsprozess des Knochens unterstützenden Knochenplatte nicht möglich.
Eine weitere Variante des obigen Prinzips wird in der deutschen Patentschrift DE 44 18 974 C2 erläutert. Dort wird ein Bohrdraht zum Stabilisieren von Knochenbruchfragmenten sowie ein Bohraufsatz und Spannschraubenzieher zum Verankern des Bohrdrahtes im Knochenmaterial beschrieben. Der Bohrdraht wird in den fragmentier- ten Knochen hineingetrieben und dort anstelle der vorerwähnten Klemmscheibe unter Verwendung einer Gewindehülse mit einem in das Knochenmaterial einschneidenden Außengewinde verankert. Die Gewindehülse kann mit einer Spannmutter zusätzlich stabilisiert werden. Es versteht sich, dass das zusätzliche Einbringen der Gewindehülse einen noch größeren Anteil ausreichend großer und unbeschädigter Knochenfrag- mente erfordert und somit für kompliziertere Frakturen mit einer größeren Anzahl kleinerer Fragmente nicht geeignet ist. Zudem ist der Aufbau der beschriebenen Vorrichtung und insbesondere die Verankerung des Bohrdrahtes mittels der erwähnten Gewindehülse als Dauerimplantat anzusehen, wobei wiederum die Anwendung einer Knochenplatte nicht möglich ist.
Eine ähnliche Vorrichtung wird in der US 4,456,005 beschrieben. Anstelle des erwähnten Bohrdrahtes ist dort die Anwendung einer Schraube und einer auf die Schraube aufgesetzten Hülse vorgesehen, wobei das Außengewinde der Schraube und das Außengewinde der Hülse in Verbindung mit einer Anordnung von Muttern eine Stabilisie- rung, Fixierung und Kompression der Knochenfragmente bewerkstelligt. Auch diese Vorrichtung ist vorzugsweise nur bei unkomplizierten Frakturen anwendbar, wobei die Ausführungsform der relativ großen Schraube ein entsprechend stabiles Knochenmaterial in der Gegenkortikalis erfordert. Die Verwendung einer Knochenplatte oder die Anwendung der Vorrichtung als intraoperables Hilfsmittel ist nicht vorgesehen.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für ein intraoperables Retinieren und Reponieren von Knochenbruchfragmenten anzugeben, die die beschriebenen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet, eine ausreichende Fixierung
und Kompression auch kleinerer Knochenbruchfragmente erlaubt und als ein intraoperables und damit vorübergehend in den Knochen eingesetztes Hilsmittel anwendbar ist. Zusätzlich soll die Anwendung einer Knochenplatte als Option möglich sein. Die geforderte Vorrichtung soll zusätzlich in einfacher und präziser Weise eine Einstellung und Regulierung des nötigen Kompressionsdruckes auf die Knochenfragmente bzw. die Frakturfuge ermöglichen.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum intraoperablen Reponieren und Retinieren von Knochenbruchfragmenten nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche zweckmäßige bzw. vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhalten.
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung wird auf einen Bohrdraht zurückgegriffen. Dieser weist einen unmittelbar einer Bohrspitze folgenden, ersten Gewindeabschnitt und einen zu dem ersten Gewindeabschnitt beabstandeten zweiten Gewindeabschnitt auf. In Verbindung damit ist auf dem ersten und/oder dem zweiten Gewindeabschnitt ein Befestigungselement aufgeschraubt, das den Knochen von außen komprimiert bzw. ein Gegenlager bildet.
Im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen muss der Bohrdraht nicht notwendigerweise in einer zu schwachen Gegenkortikalis verankert werden, sondern kann durch diese hindurch getrieben werden. In diesem Fall ragt der erste unmittelbar hinter der Bohrspitze gelegene erste Gewindeabschnitt aus der Gegenkortikalis heraus und kann ein erstes Befestigungselement aufnehmen, das in Verbindung mit einem auf dem zwei- ten Gewindeabschnitt angeordneten zweiten Befestigungselement die mittels des Bohrdrahtes durchbohrten Knochenfragmente komprimiert. Die angebohrte Knochenstruktur der Gegenkortikalis muss in diesem Fall kein Widerlager für die spannende Wirkung des Befestigungselementes auf dem zweiten Gewindeabschnitt ausbilden.
Erfindungsgemäß ist auch eine Verankerung des ersten Gewindeabschnittes unmittelbar in der Gegenkortikalis möglich. In diesem Fall bildet die Gegenkortikalis das Widerlager für die komprimierende Wirkung des Befestigungselementes auf dem zweiten Gewindeabschnitt, wobei mittels Dreheinstellung des auf den zweiten Gewindeab-
schnitt aufgeschraubten Befestigungsmittels der auf den Knochen ausgeübte Kompressionsdruck reguliert werden kann.
Zusätzlich dazu kann mindestens eine auf den Bohrdraht aufgeschobene, mindestens einen gewindefreien Abschnitt überbrückende und den Kompressionsdruck des auf dem zweiten Gewindeabschnitt angeordneten Befestigungselementes auf den Knochen übertragende Abstandshülse vorgesehen sein. Diese Ausführungsform ermöglicht es, einen Bohrdraht einer festen Länge bei unterschiedlich großen Knochen anzuwenden. Zusätzlich dazu gewährleistet diese zweckmäßige Ausgestaltung für den Operateur einen ausreichend großen Bewegungs- und Manipulationsspielraum.
Weiterhin kann zusätzlich eine erste und/oder eine zweite auf den Gewindebohrdraht aufgeschobene und durch das Befestigungselement oder die Abstandshülse fixierte, den Knochen pressende Knochenplatte vorgesehen sein. In diesem Fall dient die An- Ordnung aus Bohrdraht, Befestigungselement und Abstandshülse zusätzlich zu ihrer Kompressionswirkung dem Applizieren und genauen Fixieren der Knochenplatte.
Vorteilhafterweise kann in Verbindung damit das Befestigungselement und/oder die Abstandshülse einen mit einem Komplementärgewinde der Knochenplatte verschraub- baren Gewindeabschnitt aufweisen. Das Befestigungselement bzw. die Abstandshülse drücken in diesem Fall nicht nur kraftschlüssig auf die Oberfläche der Knochenplatte, sondern sind in der Knochenplatte fest verankert, wobei diese eine zusätzliche mit Abstandshülse bzw. Befestigungselement fest verbundene Druckfläche des Befestigungselementes bzw. der Abstandshülse auf die Knochenoberfläche ausbildet.
Das Gegengewinde bzw. der Gewindeabschnitt können zweckmäßigerweise als Teile eines konischen Gewindes ausgeführt sein. In diesem Fall wird eine optimierte Kraftübertragung zwischen Abstandshülse bzw. Befestigungselement und Knochenplatte sowie eine Lagestablisierung der Gesamtanordnung ermöglicht.
Das Befestigungselement ist vorteilhafterweise als eine Rändelmutter oder eine Flügelmutter ausgebildet. Die Form der Mutter gewährleistet eine besonders gut definierte Auflage- und Kontaktfläche zwischen Befestigungselement und Abstandshülse bzw.
Knochenplatte. Die Flügelform ermöglicht dem Operateur eine besonders einfache Betätigung des Befestigungs- und Spannelementes.
Zweckmäßigerweise weist der Bohrdraht an seinem der Trokarspitze entgegengesetz- ten Ende einen zu einer Aufnahme einer Antriebseinrichtung passenden Ansatz auf. Der Bohrdraht kann somit maschinell in das Knochenmaterial getrieben werden.
Die Vorrichtung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es werden für gleiche und gleichwirkende Teile die selben Bezugsziffern verwendet. Zur Verdeutlichung dienen die Figuren 1 bis 6. Es zeigen:
Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Bohrdrahtes,
Fig. 2 eine beispielhafte Ausführungsform eines Befestigungselementes in Form einer Flügelmutter,
Fig. 3 beispielhafte Ausführungsformen einer Abstandshülse ohne und mit einem konischen Gewindeabschnitt,
Fig. 4 eine erste beispielhafte Anordnung der Vorrichtung in einem fragmentierten Knochen,
Fig. 5 eine zweite beispielhafte Anordnung der Vorrichtung in einem fragmentierten Knochen mit einem Befestigungselement als Widerlager und
Fig. 6 eine dritte beispielhafte Anordnung der Vorrichtung in einem fragmentierten Knochen mit einem Befestigungselement als Widerlager und einer Abstandshülse mit konischem Gewindeabschnitt.
Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Bohrdraht 10. Dieser weist eine Bohrspitze 20 in Verbindung mit einem unmittelbar auf die Bohrspitze folgenden ersten Gewindeabschnitt 30 auf. Auf den ersten Gewindeabschnitt 30 folgt ein gewindefreier Abschnitt 40. Diesem schließt sich ein zweiter Gewindeabschnitt 50 an. Den Abschluß des Bohrdrahtes
bildet ein Endabschnitt HO. Der Bohrdraht besteht zweckmäßigerweise aus metallischem gezogenem Stabstahl, reinem Titan, Titanlegierungen oder aus dem Stand der Technik bekanntem rostfreiem Stahl wie chirurgischem Instrumentenstahl oder Implantatestahl. Der Durchmesser des Bohrdrahtes ist kleiner als 5 Millimeter und liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 1 bis 3 mm. Das als Bohrspitze ausgebildete Ende kann beispielsweise eine dreiflächige Trokarspitze oder eine andere vergleichbare Trokarvorrichtung sein.
Die Länge des Bohrdrahtes und insbesondere die Längen der Abschnitte 30, 40 und 50 sind prinzipiell beliebig. Zweckmäßigerweise ist der erste Gewindeabschnitt 30 als ein metrisches Gewinde mit einer Länge von mehr als 10mm ausgeführt. Die Länge des gewindefreien Abschnittes 40 kann in einem Bereich von ca. 70mm bis zu 170mm variiert werden, wobei kleinere bzw. größere Längen möglich sind. Der zweite Gewindeabschnitt 50 besteht aus einem weiteren vorzugsweise 20 bis 40mm langen metri- sehen Gewinde. Der Endabschnitt 110 besteht aus einem zylindrischen Stab bzw. Ansatz, dessen Durchmesser dem Kerndurchmesser des zweiten Gewindeabschnittes 50 entspricht oder kleiner ist. Er ist insbesondere für das Einspannen in eine entsprechende Vorrichtung einer Bohrmaschine ausgebildet. Die Gesamtlänge des Bohrdrahtes sollte zweckmäßigerweise 300mm nicht überschreiten. Vorzugsweise liegt diese im Bereich von 100 bis 250mm.
Fig. 2 zeigt ein beispielhaftes Befestigungselement in Form einer Flügelmutter 60 in einer Schnittdarstellung und einer Ansicht von links. Die Flügelmutter besteht aus einem eine Auflagefläche 65 enthaltenden Körper 61 und einem zum Betätigen und An- ziehen der Flügelmutter dienenden Flügelabschnitt 62. Die Auflagefläche 65 des Körpers 61 kann zweckmäßigerweise für einen direkten Kontakt mit der Knochenoberfläche ausgeführt sein. Die Flügelmutter weist mindestens abschnittsweise ein Innengewinde 63 auf. In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält die Flügelmutter eine gegenüber dem Innengewinde 63 erweiterte und im wesentlichen durch den Flü- gelabschnitt 62 geführte gewindelose Durchgangsbohrung 64.
Fig. 3 zeigt beispielhafte Ausführungsformen einer Abstandshülse 70. Diese besteht aus einem stabförmigen Hülsenkörper 71 beliebiger Form und die Auflageflächen der Abstandshülse bildenden Endköpfen 72. Die Endköpfe 72 sind vorteilhaft als für einen direkten Kontakt mit der Knochenoberfläche geeignet ausgeführt. Die Abstandshülse 70 kann somit auch unter Verzicht auf eine Knochenplatte mit einem der Endköpfe 72 auf dem Knochen aufliegen. Der Hülsenkörper 71 weist durch die Endköpfe 72 hindurchführend eine zentrische Innenbohrung 73 auf, deren Durchmesser größer als der größte Außendurchmesser der Abschnitte des Bohrdrahtes 10 sind, so dass die Abstandshülse 70 über die gesamte Länge des Bohrdrahtes verschoben werden kann. Bei einer speziellen Ausführungsform ist ein Endkopf der Abstandshülse 70 durch ein Gewindeabschnitt 100 ersetzt, der insbesondere als ein konisches Gewinde ausgebildet sein kann.
Nachfolgend werden einige Verwendungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrich- tung beschrieben. Obwohl bei allen nachfolgend behandelten Beispielen die Verwendung einer Knochenplatte vorgesehen ist, wird angemerkt, dass auch auf den Einsatz einer Knochenplatte verzichtet werden kann.
Fig. 4 zeigt eine erste beispielhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser ersten Verwendungsform ist der Bohrdraht 10 unter Nutzung der Bohrspitze 20 und des ersten Gewindeabschnittes 30 in einen fragmentierten Knochen 150 eingeschraubt und in der Gegenkortikalis 151 verankert. Eine Knochenplatte 80 wird sodann durch ein Schraubenloch über den Bohrdraht 10 in Richtung des fragmentierten Knochens 150 verschoben. Durch die nachfolgend aufgeschobene Abstandshülse 70 wird der gewindefreie Abschnitt 40 des Bohrdrahtes 10 überbrückt. Anstelle der in Fig. 4 dargestellten einzelnen langen Abstandshülse können auch mehrere kürzere Abstandshülsen verwendet werden. Schließlich wird auf den zweiten Gewindeabschnitt 50 ein Befestigungselement, beispielsweise die in Fig. 2 beschriebene Flügelmutter 60 aufgeschraubt und presst die Gesamtheit aus Abstandshülse 70 und Knochenplatte 80 gegen den fragmentierten Knochen 150. Durch den in der Gegenkortikalis 151 verankerten ersten Gewindeabschnitt 30 wird ein zu dieser Druckkraft entsprechendes Widerlager gebildet, wodurch die fragmentierten Knochenbestandteile unter dem Einfluß der Schraubbewegung der Flügelmutter 60 komprimiert werden. Durch die besondere
Gestaltung der Flügelmutter, insbesondere durch deren Flügelabschnitt und die krafttransformierenden Wirkungen des Gewindes sind zur Preßkrafterzeugung keine zusätzlichen Instrumente erforderlich.
Fig. 5 zeigt einer weitere beispielhafte Verwendungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierbei ist die Bohrspitze 20 in Verbindung mit dem ersten Gewindeabschnitt 30 durch die Gegenkortikalis 151 hindurchgeführt und durchstößt sie, so dass der erste Gewindeabschnitt 30 auf der entgegengesetzten Seite des fragmentierten Knochens 150 frei liegt. Auf den ersten Gewindeabschnitt 30 ist eine Flügelmutter 60 aufgeschraubt, die in Verbindung mit der Gegenkortikalis ein Widerlager für die in Verbindung mit Fig. 4 erläuterte Spann- und Komprimierwirkung der Anordnung aus Abstandshülse 70, Knochenplatte 80 und der auf dem zweiten Gewindeabschnitt 50 aufgeschraubten zweiten Flügelmutter 60 bildet.
Fig. 6 zeigt ein an die in Fig. 5 gezeigte beispielhafte Verwendungsform angelehntes weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Anordnung. Bei dieser Verwendungsform weist die Knochenplatte 80 ein konisches Innengewinde 90 auf, dass mit dem in Fig. 3 dargestellten konischen Gewindeabschnitt 100 der Abstandshülse 70 in Eingriff steht. Wie bereits vorhergehend erwähnt wird durch diese Ausgestaltung die von der auf dem zweiten Gewindeabschnitt 50 angeordneten Flügelmutter 60 ausgeübte
Druckkraft ohne Reibungsverluste gleichmäßig über die Flanken des konischen Gewindes in die Knochenplatte eingeleitet und es ergibt sich eine Stabilisierungsfunktion.
Die in den Figuren erläuterten Vorrichtungsbeispiele können darüber hinaus unter Verzicht auf eine Kompression des Knochens auch ausschließlich zu einer genauen Positionierung und Fixierung der Knochenplatte 80 verwendet werden. Zur Fixierung der Knochenplatte mit winkelstabilen Löchern wird die Richtung des einzubringenden Bohrdrahtes durch eine in die Platte eingeschraubte winkelstabile Bohrbuchse vorgegeben. Nach dem Fixieren der Knochenplatte wird die Anordnung aus Bohrdraht, Ab- standshülse und Flügelmutter in einer zu deren Montage umgekehrt ablaufenden Schrittfolge entfernt, sobald die über die Vorrichtung eingebrachte Knochenplatte dauerhaft mit der Knochenstruktur verschraubt oder in anderer Weise an dieser befestigt wurde. Das für die Durchführung des Bohrdrahtes bzw. für die Bohrbuchse ge-
nutzte Loch der Knochenplatte kann nun unter Ausnutzung der durch den Bohrdraht in die Knochenstruktur eingearbeiteten Kavität zu einem Besetzen mit einer weiteren Schraube genutzt werden. Ein zusätzliches Trauma wird in diesem Falle vermieden.
Bezugszeichenliste
10 Bohrdraht 20 Bohrspitze
30 erster Gewindeabschnitt 40 gewindefreier Abschnitt 50 zweiter Gewindeabschnitt
60 Flügelmutter
61 Körper
62 Flügelabschnitt 63 Innengewinde
64 Durchgangsbohrung
70 Abstandshülse
71 Hülsenkörper
72 Endkopf 73 Innenbohrung
80 Knochenplatte
90 konisches Innengewinde
100 Gewindeabschnitt
150 fragmentierter Knochen 151 Gegenkortikalis