DE102013016171A1

DE102013016171A1 - Vorrichtung zum Einbringen von Befestigungselementen in Knochen sowie Befestigungselemente

Info

Publication number: DE102013016171A1
Application number: DE201310016171
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung 1 zum Einbringen von Befestigungselmenten 12, wie insbesondere Titannägel, in Knochen unter Einschluss von natürlichen, künstlichen oder autologen Knochen von menschlichen oder tierischen Körpern. Um eine Vorrichtung geschaffen zu haben, mit der Befestigungselemente sicher und zeitoptimiert in Knochen festgelegt werden können, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine in einem Gehäuse 2 vorgesehene Befestigungsaufnahme aufweist, die an einem translatorisch entlang einer Gehäuseführung 11 bewegbaren Kolben 9 angeordnet ist, wobei der Kolben 9 von einer Antriebseinrichtung 3, 5, 6, 3, 15 aus einer Ausgangsbetriebsstellung in eine das Befestigungselement 12 in den Knochen einschießende oder einpressende Endbetriebsstellung überführbar ist und wobei das Befestigungsmittel 12 in der Endbetriebsstellung des Kolbens von der Befestigungsaufnahme entkoppelbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einbringen von Befestigungselementen wie insbesondere Titannägel in Knochen unter Einschluss von natürlichen, künstlichen oder autologen Knochen von menschlichen und/oder tierischen Körpern. Des Weiteren hat die Erfindung ein Befestigungsmittel zum Gegenstand, das in einer Vorrichtung der vorgenannten Art Einsatz finden soll.
In der defekt auffüllenden Chirurgie, insbesondere in der dentalen Chirurgie, insbesondere in Kieferknochen, werden Membrane und andere dentale Mittel verwendet, die mit speziellen Befestigungsmitteln am gesunden Knochen, aber auch an künstlichen oder autologen Knochen, die anwachsen sollen, verwendet.
Herkömmlicherweise hat der Operateur im Knochen Vorbohrungen vorzusehen, eine entsprechende Membran aufzulegen und dann in diese Vorbohrungen mit manueller Kraft die Befestigungselemente, also in aller Regel die Titannägel einzubringen. Diese dienen in der Zahnheilkunde im Bereich der knochenaufbauenden Paradentologie und der Implantologie dazu, um Knochendefekte abzubauen.
Bei solchen chirurgischen Eingriffen, die auch im Bereich von orthopädischen Eingriffen Anwendung finden, kommt es oft zu Problemen, weil Platz und Übersicht fehlen. Oftmals kommt es zu Blutungen, da sich die Membrane nach den durchgeführten Vorbohrungen örtlich verschieben kann. Die Vorbohrungen unter den Membranen sind außerordentlich schlecht zu finden. Das führt zu sehr zeitaufwendigen Arbeiten mit darüber hinaus noch einem Ergebnis, bei dem die entsprechenden Befestigungsmittel nicht fest und sicher angebracht sind mit dem Erfordernis, diese nachträglich wieder zu entfernen und die entsprechenden Eingriffe nochmals durchführen zu müssen. Dies verursacht nicht nur unerheblich weitere Kosten, sondern dieses ist auch für die Patienten schmerzhaft und damit unangenehm.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und ein Gerät sowie ein entsprechendes Befestigungsmittel vorzuschlagen, mit dem derartige Befestigungsmittel sicher und lagegenau in einen Knochen einzubringen sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Vorrichtung zum Einbringen von Befestigungselementen wie insbesondere Titannägel zunächst durch eine in einem Gehäuse vorgesehene Befestigungselementaufnahme auf, die an einem translatorisch entlang einer Gehäuseführung bewegbaren Kolben angeordnet ist, wobei der Kolben von einer Antriebseinrichtung aus einer Ausgangsbetriebsstellung in eine das Befestigungselement in den Knochen einschießende oder einpressende Endbetriebsstellung überführbar ist und das Befestigungsmittel in der Endbetriebsstellung des Kolbens von der Befestigungsaufnahme entkoppelbar ist.
Damit ist eine Vorrichtung geschaffen, bei der der behandelnde Zahnarzt bzw. der Operateur mit der Vorrichtung das Befestigungselement, also insbesondere den Titannagel in der Befestigungsaufnahme anbringt und mit der Vorrichtung über die Antriebseinrichtung und den Kolben dieses Befestigungselementes direkt in den Knochen einschießt oder es in diesen einpresst unter Zwischenlage von z. B. der Membran. Auf eine Vorbohrung kann dabei gänzlich verzichtet werden. Bei dieser Vorrichtung, also dem Werkzeug, kann der Operateur das Befestigungselement genau positionieren und in vorgegebener Tiefe in dem Knochen festlegen bzw. in diesen eindringen lassen. Dabei kann der Operateur DVT-Verfahren (dreidimensionale Darstellungs- und Vermessungsverfahren des Knochens und des Gewebes einschließlich der Knochendichte) einsetzen, diese auf eine Maske, beispielsweise auf einen Bildschirm übertragen und danach die Befestigungselemente, wie z. B. die Titannägel lagegenau positionieren.
Die Vorrichtung kann dabei mit pneumatisch, hydraulisch und/oder elektromechanisch arbeitenden Antriebsvorrichtungen arbeiten. Besonders bevorzugt wird allerdings, wenn die Vorrichtung eine pneumatisch arbeitende Antriebsvorrichtung ist, die mit Druckluft betrieben werden kann. Druckluftbetriebene Turbinen stehen an jedem Behandlungsstuhl in einer Zahnarztpraxis zur Verfügung.
Die Vorrichtung nach der Erfindung mit der druckluftbetriebenen Vorrichtung kann daher so ausgebildet sein, dass diese Vorrichtung mit einer Anschlussverbindung ausgestattet ist, die es ermöglicht, dass diese Vorrichtung mit der druckluftbetriebenen Turbine in Verbindung gebracht wird. Über die Druckluft der Turbine kann dann der Kolben aktiviert werden, wobei derartige Drücke aufzubauen sind, dass der Kolben mitsamt der so gebildeten Antriebsvorrichtung wie ein Drucklufthammer wirkt und das Befestigungselement, also beispielsweise den Titannagel in Abhängigkeit des eingestellten Druckes in den Knochen, beispielsweise den Kieferknochen, schießt, der dann lagegenau und mit der eingestellten Länge dort zu platzieren ist. Innerhalb des Gehäuses können auch noch lageveränderliche Anschläge vorgesehen sein, um beispielsweise die einzustellende Länge bzw. die Einbringtiefe des Befestigungselementes auch mechanisch durch das so gebildete Widerlager abgesichert zu haben. Die Lageveränderung kann beispielsweise durch ein mechanisches Einstellen des Widerlagers erfolgen, aber auch durch einen elektrischen Antrieb, z. B. entlang eines Einstellgewindes.
Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, beispielsweise mit Hilfe eines elektromotorischen Spindelantriebes den Kolben mitsamt den daran befestigten Befestigungselementen aus der Ausgangsbetriebsstellung in die Endbetriebsstellung zu überführen, indem beispielsweise über die Spindel der Kolben vorgetrieben wird, wobei dann das Befestigungselement in den Knochen eingepresst wird. Vorbohrungen sind hierbei allerdings auch nicht möglich und die entsprechende Eindringtiefe kann sehr genau eingestellt werden und auch beispielsweise visuell durch Kontrolle an einem Bildschirm mittels des DVT-Verfahrens verfolgt und überprüft werden. Alternativ ist auch noch eine andere hydraulisch arbeitende oder pneumatisch arbeitende Variante mithilfe von einer Membran möglich, die oberhalb oder unterhalb jeweilige Druckräume vorsieht.
Besonders bevorzugt wird für auch eine möglichst zeitoptimierte Durchführung der Gesamtbefestigungsarbeiten, wenn auch das Befestigungselement so ausgebildet ist, dass es schnell und sicher mit der Befestigungselementaufnahme der Vorrichtung bzw. des zu adaptierenden Gerätes zu verbinden ist. Die entsprechenden Nägel sind beispielsweise in einem Nagelmagazin angeordnet. Diese können dann entsprechende Köpfe haben, die in der Befestigungsaufnahme zu platzieren und dort lösbar zu befestigen sind. Dazu kann die entsprechende Befestigungsmittelaufnahme der Vorrichtung eine Selbstzentrieraufnahme haben, so dass sich lagegenau das Befestigungselement in der Befestigungsmittelaufnahme ausrichtet und damit zentriert. So können beispielsweise entsprechende Wandbereiche zumindest bereichsweise konisch ausgebildet sein und eine sonstige Geometrie haben, wobei ein Befestigungsmittelkopf des Befestigungsmittels entsprechend komplementär ausgebildet ist, um die Selbstzentrierung durchzuführen. Zusätzlich kann die Befestigungsmittelaufnahme der Vorrichtung auch noch eine Schnellverschlusseinrichtung aufweisen, beispielsweise mit einer mechanisch oder elektromagnetisch arbeitenden Verriegelung, wobei nach Zentrierung bzw. Selbstzentrierung des Befestigungsmittels in der Befestigungsmittelaufnahme die Verriegelung aktiviert wird, wonach der Nagel sicher platziert und befestigt ist. Nach entsprechendem Einschießen bzw. Einpressen des Befestigungselementes kann durch Aktivierung der Schnellverschließeinrichtung die Vorrichtung vom Befestigungselement abgenommen werden.
Dies ist baulich mit einfachen Mitteln durchzuführen, wobei die sichere Platzierung in optimierter Zeit außerordentlich große Vorteile sowohl für den Patienten als auch für den behandelnden Arzt bzw. Operateur darbietet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigen:
1 eine erstes Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach der Erfindung mit einer pneumatisch arbeitenden Antriebsvorrichtung, mit der das Befestigungselement (dort Titannagel) in den Knochen einzuschießen ist;
2 ein zu 1 alternatives Ausführungsbeispiel mit einem Spindelantrieb, mit dem der dortige Titannagel in den Kiefer einzupressen ist, und
3 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel mit einer hydraulisch arbeitenden Membran, mit der der Kolben und damit der Titannagel als Befestigungselement in den Knochen zu bewegen ist.
In den Zeichnungen sind grundsätzlich gleichwirkende Teile mit übereinstimmenden Bezugsziffern versehen.
Die allgemein mit 1 bezifferte Vorrichtung zum Einbringen von Befestigungselementen in einen Knochen ist in dem Ausführungsbeispiel nach 1 als Vorrichtung ausgebildet mit einem Gehäuse 2, das einen Adapter 2.1 mit einem Innengewinde 2.2 aufweist, das mit einer handelsüblichen Turbine als zahnärztliches Behandlungsgerät zu verbinden ist. Von dieser Druckluftturbine kommt Druckluft, die mit 3 beziffert ist über den Kanal 4 in den Druckraum 5, der nach unten von einer Druckplatte 6 begrenzt ist mit entsprechenden Dichtungen 7 und 8, die translatorisch bewegbar an den Innenwandungen des Gehäuses geführt ist. An der Druckplatte 6 ist ein Kolben 9 abgestützt, der bei Druckluftbeaufschlagung gegen die Kraft der Druckfeder 10 nach unten zu bewegen ist, und zwar entlang der Gehäuseführungen 11 des Gehäuses 2. In einer in 1 nicht im Einzelnen näher dargestellten Befestigungsmittelaufnahme ist das Befestigungsmittel 12 gehalten, und zwar über eine im Einzelnen nicht dargestellte Selbstzentrieraufnahme und eine entsprechende Schnellverschlusseinrichtung mit aktivierbarer Verriegelung, so dass bei Druckluftbeaufschlagung die Druckluft 3 in den Raum 5 strömt, wobei die Druckluftzugabe vom Operateur je nach der Eindringtiefe des Lagers, der festgestellten Knochendichte, der Art des Befestigungsmittels steuerbar ist.
Nach Druckluftbeaufschlagung bewegt sich die Druckplatte 6 mitsamt dem Kolben und dem Titannagel 12 nach unten, wobei der Titannagel 12 in den Knochen unter Zwischenlage z. B. einer Membran eingeschossen wird. Ist der Titannagel 12 entsprechend platziert, aktiviert der behandelnde Arzt bzw. der Operateur die Schnellverschlusseinrichtung, so dass der Kolben 9 vom eingeschossenen Titannagel 12 deaktiviert wird und abgenommen werden kann. Die Druckplatte 6 mitsamt dem Kolben 9 bewegt sich unter dem Einfluss der Druckfeder 10 wieder in die Ausgangsbetriebsstellung. Danach kann der Operateur aus einem Magazin den nächsten Titannagel entnehmen, wobei dieser über die nicht im Einzelnen sichtbare Selbstzentrieraufnahme zentriert und über die Schnellverschlusseinrichtung wieder mit der Befestigungsmittelaufnahme des Kolbens 9 gekoppelt ist.
Bei ansonsten analogem Aufbau ist in dem Ausführungsbeispiel nach 2 die Antriebsvorrichtung als Spindelantrieb 13, der elektromotorisch arbeitet, ausgebildet. Hier wird entlang der Spindel 14 der Kolben bei entsprechende Aktivierung auf- und abbewegt, wodurch der Titannagel 12 in den Knochen einzupressen ist.
3 zeigt bei ansonsten analogem Aufbau ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, wobei dort eine Membran 15 mit dem Kolben 9 verbunden ist. Oberhalb der Membran ist ein Druckraum 16 und unterhalb der Membran ist ein Druckraum 17, wobei über die Zuleitungen 18 und 19 und die Abflussleitungen 20 und 21 ein hydraulisches oder ein pneumatisches Medium zugeführt und abgeführt werden kann, so dass durch die Druckdifferenzen in den Druckräumen 16 und 17 der Kolben mitsamt dem Titannagel 12 nach unten in Richtung auf den Knochen bewegt werden kann und umgekehrt der Kolben 9 nach entsprechende Entkopplung von dem eingepressten Nagel 12 wieder in seine Ausgangsbetriebsstellung gebracht wird.
Die entsprechenden Befestigungsmittel sind wie in den Ansprüchen ausgeführt, mit einem entsprechenden Befestigungsmittelkopf versehen, der so angepasst ist, wie es die Schnellaufnahme und die Selbstzentrieraufanhme der Befestigungsmittelaufnahme der Vorrichtung erfordert.

Claims

Vorrichtung (1) zum Einbringen von Befestigungselementen (12) wie insbesondere Titan-nägel in Knochen unter Einschluss von natürlichen, künstlichen oder autologen Knochen von menschlichen oder tierischen Körpern, gekennzeichnet durch eine in einem Gehäuse (2) vorgesehene Befestigungselementaufnahme, die an einem translatorisch entlang einer Gehäuseführung (11) bewegbaren Kolben (9) angeordnet ist, wobei der Kolben (9) von einer Antriebseinrichtung (3, 5, 6, 13, 15) aus einer Ausgangsbetriebsstellung in eine das Befestigungselement (12) in den Knochen einschießende oder einpressende Endbetriebsstellung überführbar ist und das Befestigungsmittel in der Endbetriebsstellung des Kolbens (9) von der Befestigungsaufnahme entkoppelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbetriebsstellung des Kolbens (9) einstellbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (3, 5, 6, 13, 15) pneumatisch, hydraulisch und/oder elektrisch mechanisch arbeitend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einer pneumatisch arbeitenden Antriebsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (9) an einer von einer Druckfeder (10) belasteten Druckplatte (6) abgestützt ist mit einem oberhalb der Druckplatte (6) und einem unterhalb der Druckplatte (6) angeordneten Luftraum (5), wobei der eine Druckraum (5) an eine Druckluftquelle (3) angeschließbar ist und der andere Luftraum (5.1) eine Entlüftungsleitung (5.2) aufweist und bei Druckluftbeaufschlagung der Kolben (9) über die Druckplatte (6) entgegen die Kraft der Druckfeder (10) aus seiner Ausgangsbetriebsstellung in die das Befestigungsmittel (12) in den Knochen einschießende Endbetriebsstellung überführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Druckraum (5.2) lageveränderliche Anschläge als Widerlager für die Druckplatte (6) des Kolbens (9) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einer elektromechanisch arbeitenden Antriebsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung als ein elektromotorisch angetriebener Spindelantrieb (13) ausgebildet ist, von dem der Kolben (9) aus seiner Ausgangsbetriebsstellung in eine das Befestigungsmittel (12) in den Knochen einpressende Endbetriebsstellung überführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses lageveränderliche Anschläge für den Spindelantrieb (13) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einer hydraulisch oder pneumatisch arbeitenden Antriebsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung eine mit dem Kolben (9) verbindbare Membran (15) aufweist, oberhalb und unterhalb derer zwei Druckräume ausgebildet sind mit jeweils einem Zufluss und einem Abfluss und dass die Druckräume (16, 17) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt sind, so dass über die Membran (15) der Kolben (9) aus seiner Ausgangsstellung in eine das Befestigungsmittel (12) in den Knochen einpressende Endbetriebsstellung überführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine Verbindungsaufnahme (2.1, 2.2) zur Verbindung mit einem druckluftberiebenen zahnärztlichen Turbinenwerkzeug aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass über das druckluftbetriebene Turbinenwerkzeug die Antriebsvorrichtung als hammerartig arbeitende Antriebsvorrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselementaufnahme als Schnellverschlusseinrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittelaufnahme eine Selbstzentrieraufnahme für das Befestigungselement (12) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsaufnahme zumindest ein aktivierbares Verrastungsmittel für das Befestigungselement (12) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstjustieraufnahme konisch ausgebildete Wandbereiche hat.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstzentrieraufnahme zumindest bereichsweise magnetisch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstzentrieraufnahme zumindest bereichsweise elektromagnetisch aktivierbar und elektromagnetisch deaktivierbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellverschlusseinrichtung zumindest eine mechanisch oder elektromagnetisch ausgebildete Verriegelung für das Befestigungselement (12) aufweist, die elektrisch und/oder mechanisch aktivierbar und deaktivierbar sind.
Befestigungselement (12) zur Anordnung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (12) einen Befestigungskopf aufweist, der in die Befestigungsmittelaufnahme der Vorrichtung einführbar und in dieser lösbar befestigbar ist.
Befestigungsmittel (12) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (12) einen komplementär zur Ausbildung einer Selbstzentrieraufnahme ausgebildeten der Vorrichtung Befestigungsmittelkopf aufweist.
Befestigungsmittel (12) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsmittelkopf (12) komplementär zu einer Schnellverschlusseinrichtung der Befestigungsmittelaufnahme der Vorrichtung ausgebildet ist.