DE69214155T2

DE69214155T2 - Externes fixationsgeraet zur osteosynthese

Info

Publication number: DE69214155T2
Application number: DE69214155T
Authority: DE
Inventors: Carel Goslings; Slobodan Tepic
Original assignee: Synthes AG Chur
Current assignee: Synthes GmbH
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: CA2106777A1; JPH07500274A; EP0610219A1; US5437666A; CA2106777C; WO1994004087A1; EP0610219B1; JP3380243B2; DE69214155D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein externes Fixationsgerät zur Osteosynthese, im besonderen zur Behandlung von Frakturen im Distalbereich.
Frakturen im Distalbereich zählen zu den in Krankenhaus-Intensivstationen am häufigsten behandelten Frakturen und werden gewöhnlich als Colles- oder Pouteau- Frakturen bezeichnet. Die Häufigkeit ihres Vorkommens liegt bei etwa 10% aller Frakturen. Die häufigsten Ursachen sind Stürze mit ausgestreckter Hand, Stürze aus der Höhe und Unfälle mit motorisierten Fahrzeugen. Die konventionelle Behandlungsmethode besteht in der geschlossenen Reduktion der Fraktur und in einem Gipsverband. Ein Gipsverband ist jedoch nur bei Frakturen mit wenig oder gar keiner Verschiebung und/oder Splitterung hinreichend. Zu den weiteren Behandlungsmöglichkeiten zählen die offene Reduktion und eine Osteosyntheseplatte, ein funktioneller Verband und ein externes Fixationsgerät. Externe Fixationsgeräte werden vor allem bei zersplitterten, innergelenklichen und/oder unstabilen Frakturen angewandt. Die Behandlung von Distalfrakturen mittels externem Fixationsgerät beruht auf dem Prinzip der Ligamentotaxis. Dies bedeutet, daß die Kapsel und die Ligamente des Gelenks (z.B. des Handgelenks) bei Einwirken einer durch eine Distraktion auf dieses Gelenk auftretenden Kraft unter Spannung stehen und folglich dazu tendieren, die Reduktion der benachbarten Knochenfragmente zu wahren.
Konventionelle externe Fixationsgeräte umfassen einen festen Rahmen, der aus zwei anliegenden Stiften (z.B. Kirschner-Drähten) im Frakturbereich und zwei Distalstiften im zweiten und/oder dritten Mittelhandknochen besteht, welche mit einer oder mehreren Querstangen verbunden sind. Da diese Rahmenkonfiguration das Handgelenk durchquert, kann dieses Gelenk in Anwesenheit des externen Fixationsgerätes nicht bewegt werden. Dies kann zu schwerwiegenden Komplikationen führen, wie posttraumatischer Gelenkarthrose, reflexsympathischer Dystrophie (Sudeckscher Dystrophie) und Osteoporose, was wiederum eine Beeinträchtigung der Gelenkfunktion und weitere Morbidität zur Folge hat.
Aus EP-A1-0 458 486, RICHARDSON, ist ein Knochenfixationsrahmen bekannt, mit dem eine relative Rotation der Knochensegmente in zwei Achsen möglich ist. Ähnliche Einzelachsenrahmen sind zur Fixation von Radialfrakturen eingesetzt. Die bekannten Fixationsgeräte ermöglichen jedoch keine Bewegung im gesamten physiologischen Bereich und erfordern keinen optimalen chirurgischen Ansatz.
Aus EP-A-248 138 ist ein externes dynamisches Knochenfixationsgerät bekannt, das eine erste und eine zweite Längsstange als Träger der Fixationsmittel am Knochen sowie gewölbte Flächen umfaßt, die eine relative Rotation der Knochensegmente um eine Achse zulassen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der Erfindung wird ein externes Fixationsgerät angewandt, das beispielsweise die Bewegung des Handgelenks um alle drei Achsen ermöglicht, wohingegen der Rotationsmittelpunkt während der Frakturbehandlung an einem Punkt bleibt und die obengenannten Komplikationen somit verhindert.
Das Gerät umfaßt eine erste und eine zweite Längsstange als Träger der Fixationsmittel am Knochen, eine dreidimensionale Schale, die am Ende der ersten Stange befestigt ist, und ein Gleitelement, das am Ende der zweiten Stange befestigt ist, wobei die Schale und das Gleitelement beweglich zueinander angebracht sind, so daß die freien Enden der ersten und zweiten Stange in entgegengesetzte Richtungen ausgefahren werden können.
Die dreidimensionale Schale kann eine ellipsoide oder eine andere angemessene dreidimensionale Form aufweisen, doch vorzugsweise die Form einer kugelförmigen Zone.
Das Gleitelement erfordert mindestens drei Gleitpunkte zu jeder Seite der Schale und besteht vorzugsweise aus einer ersten Scheibe, die auf einer Seite der Schale gleitet, und einer zweiten Scheibe, die auf der entgegengesetzten Seite der Schale gleitet, wobei die erste und die zweite Scheibe durch eine zentrale Bohrung im Mittelpunkt der Schale verbunden sind. Optimal sind die erste und zweite Scheibe mit einem ringförmigen Gleitbereich zur Kontakthaltung mit der Schale ausgestattet.
Die beiden Scheiben des Gleitelements können entweder austauschbar oder permanent aneinander befestigt werden. Die erste und die zweite Scheibe werden vorzugsweise mit Schraubengewinden verbunden, die eine verstellbare relative Positionierung der Scheiben zur Schale ermöglichen.
In einer anderen Ausführung umfaßt die Erfindung eine dritte Längsstange, die verstellbar befestigt ist, parallel zur ersten und zweiten Längsstange verläuft und nur vorübergehend zur Immobilisierung des Fixationsgerätes und des Gelenks eingesetzt wird.
Zwar kann eine Vielzahl von Metallen zur Herstellung des erfindungsgemäßen externen Fixationsgerätes verwendet werden, doch ist Aluminium aufgrund seiner verhältnismäßig niedrigen Strahlenundurchlässigkeit die bevorzugte Wahl. Zudem kann die Oberfläche von Aluminium so bearbeitet werden, daß eine geringe Reibung besteht. Als Alternative hierzu können faserverstärkte Polymere für dieses Gerät verwendet werden.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Neuheiten der Erfindung werden ausführlich in den Ansprüchen erläutert, die dieser Darstellung beiliegen und integrierender Bestandteil dieser Darstellung sind. Zum besseren Verständnis der Erfindung, der praktischen Vorteile und der spezifischen Zielsetzungen ihrer Anwendung beziehe man sich auf die beiliegenden Zeichnungen, Beispiele und die Beschreibung, in der die bevorzugten Ausführungen der Erfindung illustriert und beschrieben sind.
Es zeigen
Figur 1a einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Gerät;
Figur 1b einen Querschnitt durch das Gerät gemäß Figur 1a, in dem der Rotationsbereich des Gerätes dargestellt ist;
Figur 1c einen Querschnitt senkrecht zu dem Querschnitt von Figur 1a entlang der Linie A-A;
Figur 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gerätes bei einer Fraktur im Distalbereich;
Figur 3 eine Seitenansicht eines modifizierten Gerätes, bei dem zusätzliche Translationsbewegungen möglich sind, und
Figur 4 eine Seitenansicht des Gerätes gemäß Figur 2 mit zusätzlicher Querstange.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das in Figur 1a gezeigte Gerät besteht grundsätzlich aus zwei Teilen 1, 2, die gleitend miteinander verbunden sind. Der erste Teil besteht aus einer dreidimensionalen Schale 1, welche die Form einer kugelförmigen Zone mit Radius R aufweist. Der zweite Teil ist ein Gleitelement 2, das aus einer ersten Scheibe 2A und einer zweiten Scheibe 2B besteht, die einen ringförmigen Gleitkontaktbereich 2D haben und mittels gewindeter Verlängerung 2C miteinander verbunden sind.
Als Alternative zu dem vollständigen ringförmigen Kontaktbereich 2D können die Scheiben 2A und 2B mit Gleitflächen versehen werden, die mit der Schale 1 in Berührung stehen, wobei mindestens drei dieser Kontaktflächen auf jeder Seite der Schale 1 vorhanden sein sollten.
Die erste Scheibe 2A ist auf der Oberseite der Schale 1, die zweite Scheibe 2B unten auf der entgegengesetzten Seite der Schale 1 angebracht. Die gewindete Verlängerung 2C der Scheibe 2B verläuft durch die Öffnung 12 der Schale 1 und ist in der gewindeten Bohrung 2F im Mittelpunkt der ersten Scheibe 2A gesichert. Mit Hilfe der gewindeten Verlängerung 2C ist es möglich, den Abstand zwischen den ringförmigen Gleitkontaktbereichen 2D und der Schalenoberfläche einzustellen und hierdurch eine freie Bewegung zwischen den beiden Teilen zu gewährleisten.
Figur 1b zeigt den Rotationsbereich α in der parallel zu den Längsstangen 3, 4 verlaufenden Ebene. Der Rotationsmittelpunkt befindet sich in C, der Radius der Schale 1 ist mit einem R gekennzeichnet.
Figur 1c zeigt einen vertikalen Querschnitt entlang der Linie A-A der Figur 1a. Die Schraube 13 wird dazu verwendet, das Gleitelement 2 des Gerätes an die Längsstange 3 zu klemmen.
Die Schale 1 ist am Ende der ersten Längsstange 4 und das Gleitelement 2 am Ende einer zweiten Längsstange 3 befestigt, die als Träger der Fixationsmittel 5, 10 am Knochen fungieren, wie dies in Figur 2 gezeigt ist. Die Schale 1 und das Gleitelement 2 sind beweglich miteinander verbunden, so daß die freien Enden der ersten und der zweiten Längsstange in entgegengesetzte Richtungen ausgefahren werden können, wie dies in Figur 2 gezeigt ist. Hieraus ergibt sich ein Fixationsgerät dessen Rotationsmittelpunkt im Mittelpunkt einer Kugel liegt, d.h. in einem Abstand R von der Oberfläche der kugelförmigen Zone von Schale 1.
Wie Figur 2 zeigt, kann das externe Fixationsgerät mit vier Kirschner-Drähten 5A, 5B, 5C, 5D, die von konventionellen externen Fixationsklemmen 10 an die Längsstangen 3, 4 gehalten werden, am Handgelenk befestigt werden. Zwei Kirschner-Drähte 5A, 5B sind am zweiten Mittelhandknochen 8 befestigt, die zwei anderen Kirschner-Drähte 5C, 5D am Radius 7.
Das Gerät ist so befestigt, daß sich die Oberfläche der kugelförmigen Zone von Schale 1 annähernd in einem Abstand R vom Rotationsmittelpunkt des Handgelenks 11 befindet. Hierdurch bietet das externe Fixationsgerät die Möglichkeit, die Fraktur und die Distraktion in einer Linie zu halten, wie dies durch Pfeil 17 angegeben ist, und zugleich eine Rotation des Handgelenks in sämtlichen Ebenen zu vollziehen.
Figur 3 zeigt eine Ausführung der Erfindung mit einem zusätzlichen Elemente-Bausatz 14, 15, 16, der zwischen die Schale 1 und die Längsstange 4 eingefügt wird und eine freie Translationsbewegung zwischen ihnen in der Achse x und y ermöglicht. Dies erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines Führungselements 15 mit Zinkenrillen 18, 19, die in einem Winkel von 90º zueinander verlaufen und zwischen die Gleitelemente 14 und 16 mit passenden Zinkenpaaren 20, 21 eingefügt werden. Die Gleitelemente 14 und 16 können mit einem beliebigen bekannten Fixationsmittel, z.B. Befestigungsschrauben, die nicht in der Zeichnung wiedergegeben sind, an das Führungselement 15 befestigt werden. Durch diese Konstruktion wird nur ein Freiheitsgrad eingeschränkt, und zwar die Translation in der z-Achse. Das externe Fixationsgerät kann also dazu benutzt werden, eine Distraktion 17 im Frakturbereich ohne Einschränkung der Gelenkbewegungen zu bilden.
Die Gleitfähigkeit des externen Fixationsgerätes gemäß Figur 1 bis 3 kann durch Befestigung der gewindeten Verbindung 2C zwischen den zwei Scheiben 2A, 2B oder - wie in Figur 4 gezeigt - durch eine dritte Längsstange 9, die parallel zu der ersten und der zweiten Längsstange 3, 4 verläuft, an denen die vier Kirschner-Drähte 5A, 5B, 5C, 5D mit zusätzlichen externen Fixationsklemmen 10 befestigt sind, unterbunden werden.

Claims

1.- Externes Fixationsgerät zur Osteosynthese,

das - eine erste und eine zweite Längsstange (3, 4) als Träger der Fixationsmittel (5; 10) am Knocnen (7),

- eine dreidimensionale Schale (1) , die am Ende der ersten Stange (4) befestigt ist,

- ein Gleitelement (2) , das am Ende der zweiten Stange (3) befestigt ist, wobei das Gleitelement (2) mindestens drei Gleitpunkte an jeder Seite der Schale (1) aufweist,

umfaßt, wobei die Schale (1) und das Gleitelement (2) beweglich miteinander verbunden sind, so daß die freien Enden der ersten und der zweiten Stange (3, 4) in entgegengesetzte Richtungen ausgefahren werden können.

2.- Externes Fixationsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Schale (1) kugelförmig ist.

3.- Externes Fixationsgerät gemäß Anspruch 2, wobei die Schale (1) mit einer zentralen Bohrung (12) versehen ist, durch die das Gleitelement (2) verläuft.

4.- Externes Fixationsgerät gemäß Anspruch 3, wobei das Gleitelement (2) aus einer ersten Scheibe (2A) besteht, die auf einer Seite der Schale (1) gleitet und einer zweiten Scheibe (2B), die auf der entgegengesetzten Scheibe der Schale (1) gleitet, wobei die erste und die zweite Scheibe (2A,2B) durch die zentrale Bohrung (12) miteinander verbunden sind.

5.- Externes Fixationsgerät gemäß Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Scheibe (2A, 2B) mit einem ringförmigen Gleitbereich (2D) zur Kontakthaltung mit der Schale (1) versehen sind.

6.- Externes Fixationsgerät gemäß Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Scheibe (2A, 2B) durch Fixationsmittel (2C) miteinander verbunden sind, welche eine verstellbare relative Positionierung der Scheiben (2A, 2B) zur Schale (1) ermöglichen.

7.- Externes Fixationsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste und die zweite Längsstange 3, 4) verstellbar an einer dritten Längsstange (9) befestigt sind, die parallel zu der ersten und der zweiten Längsstange (3, 4) verläuft.

8.- Externes Fixationsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sämtliche Teile aus Aluminium gefertigt sind.

9.- Externes Fixationsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens der Gleitbereich (2D) aus Aluminium gefertigt ist.

10.- Externes Fixationsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, welches einen zusätzlichen Elemente- Bausatz (14, 15, 16) umfaßt, der zwischen die Schale (1) und die Längsstange (4) eingefügt wird und eine freie Translationsbewegung zwischen ihnen entlang den senkrechten Achsen (x, y) ermöglicht, welche orthogonal zu der ersten Längsstange (4) verlaufen, doch der die Translationsbewegung in Richtung (z-Achse) der beiden Stangen (3, 4) verhindert.

11.- Externes Fixationsgerät gemäß Anspruch 10, wobei der Elemente-Bausatz (14, 15, 16) ein Führungselement (15) mit Zinkenrillen (18, 19) umfaßt, die in einem Winkel von 90º zueinander verlaufen und mit passenden Zinkenpaaren (20, 21) zwischen die Gleitelemente (14, 16) eingefügt werden.

12.- Externes Fixationsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, das an die Behandlung von Frakturen im Distalbereich des Radius angepasst ist.