DE19527822C1 - Intrakorporaler Knochenmarknagel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen intrakorporalen Knochen­ marknagel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für die Stabilisierung gebrochener Röhrenknochen ist es seit langem üblich, in deren Markhöhlen Marknägel einzuführen, die nach Ausrichtung der gebrochenen Knochenteile mittels Nägeln oder Schrauben fest fi­ xiert werden. Bei Frakturen treten häufig Veränderun­ gen in der Länge des gebrochenen Knochens auf, die durch gezielte Beeinflussungen ausgeglichen werden müssen. Eine Verkürzung der gebrochenen Knochen kann beispielsweise durch Knochensubstanzverlust bei einer offenen Fraktur oder dem erforderlichen Entfernen von Knochenteilen vorkommen. Während des Heilungsprozes­ ses müssen die Enden der Fraktur so zusammengeführt werden, daß sie sich an ihren gegenüberstehenden En­ den berühren. Mit Beginn des Heilungsprozesses bildet sich ein bindegewebiger "Kallus" und der Abstand der Knochenenden kann anschließend sequentiell vergrößert werden, bis die ursprüngliche Länge erreicht worden ist. Eine Verfestigung dieses "Kallus" erfolgt dann anschließend durch Kalkeinlagerungen und der Hei­ lungsprozeß ist abgeschlossen, ohne daß eine Beein­ trächtigung für den Patienten verbleibt.

Aus der DE 40 02 400 A1 ist ein Verriegelungsnagel zur Anwendung bei der Heilung von Kochenbeschädigun­ gen bekannt. Der zweiteilig ausgebildete Verriege­ lungsnagel, dessen Einzelteile ineinanderschiebbar sind, kann in ineinandergestecktem Zustand in Axial­ richtung in seiner Länge verändert werden. Dabei ist in seinem Hohlraum eine Federanordnung vorhanden, die mit einer Betätigungsvorrichtung von außen den Feder­ sitz in Axialrichtung verstellen kann, so daß durch Veränderung der Vorspannung der Feder Einfluß auf den Heilungsprozeß genommen werden kann und eine Streckung des gebrochenen Knochens erreichbar ist. Hierbei ist es nachteilig, daß die Betätigungsvorrichtung nur durch eine Öffnung von außen erreichbar ist und somit ein erhöhtes Infektionsrisiko während des normalen Heilungsprozesses vorhanden ist.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung eines Kno­ chenmarknagels, mit dem die Länge des zusammenwach­ senden Knochens beeinflußbar ist, ist aus der EP 0 346 247 B1 bekannt. Hierbei wird eine Hülle, die mit einem der Knochenteile verbunden ist, in der ein mit einem anderen Teil des Knochens verbundenes Rohr, das in der Hülle translatorisch bewegbar ist, verwen­ det. Das Rohr ist mit einer Gewindehülse verbunden, die in einer Gewindebohrung der Hülle verschraubt ist. Durch Drehung eines der beiden distalen Enden des gebrochenen Knochens kann dessen Länge gezielt eingestellt werden. Sperrvorrichtungen bewirken in Verbindung mit anderen konstruktiven Elementen, daß eine relative Drehung der beiden Teile nur in einer Richtung möglich ist, so daß durch diese Drehung nur die Bewegung in einer Richtung möglich ist.

Sowohl der aus der DE 40 02 400 A1 bekannte Verriegelungsnagel, wie auch der aus der EP 03 46 247 B1 bekannte Knochenmarknagel weisen den Nachteil auf, daß die Extremität zu Beginn gekürzt werden muß, also bei der Einflußnahme auf den Prozeß des Zusammenwachsens immer nur in Richtung einer Knochenverlängerung gewirkt werden muß. Durch die Kürzung ist es erforderlich, daß das Gewebe an der Stelle, an welcher der Knochen entfernt worden ist, zusammengedrückt werden muß und dadurch eine Gewebewulst entsteht, die sich erst im Verlauf des Heilungsprozesses durch die bewirkte Verlängerung zurückbilden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen intrakorporalen Knochenmarknagel dahingehend zu verbessern, daß der Heilungsprozeß nicht negativ durch Bildung einer Ge­ webewulst beeinflußt wird und die Ausgangslänge des gebrochenen Knochens bei verbesserten Heilungsbedin­ gungen wieder herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiter­ bildungen der Erfindung ergeben sich bei Verwendung der in den untergeordneten Ansprüchen enthaltenen Merkmale.

Der erfindungsgemäße intramedulläre Nagel fixiert die Frakturenden während der Operation in der ursprüngli­ chen Länge, für den Fall, daß ein Knochensubstanzver­ lust zu verzeichnen ist. Während des Heilungsprozes­ ses wird ein von einem der Frakturenden abgetrenntes, weiteres Frakturende (Knochensegment) mit Hilfe des erfindungsgemäß ausgebildeten Nagels translatorisch bewegt. Dabei kann die Abtrennung des zusätzlichen Frakturendes operativ erfolgen.

Die Knochenteile sind einmal an einer Hülle, in der eine drehbare Hülse aufgenommen ist und an der drehbaren Hülle befestigt. Die Bewegbarkeit der dreh­ baren Hülse wird durch eine in der Hülle eingebrachte Führung, durch die ein Befestigungselement für den Knochen greift, ermöglicht. Die drehbare Hülse ist dabei mit weiteren Bauteilen mit einer Gewindespindel verbunden, die in einer an der Hülle fixierten Gewin­ dehülse drehbar angeordnet ist. In diesem Fall ist die Gewindespindel mit dem Transportelement derart verbunden, daß lediglich eine translatorische Bewe­ gung übertragen werden kann. Es kann aber auch die Gewindehülse in der Hülle drehbar gehalten sein, um die translatorische Bewegung auf das Transportelement über die Spindel zu übertragen. Wird nun ein Drehmo­ ment am distalen Ende aufgebracht, kann durch die so hervorgerufene Drehung der drehbaren Hülse eine Bewe­ gung in der axialen Längsrichtung bewirkt und die gewünschte Länge des Knochens eingestellt werden.

Die Gewindespindel ist auf der entgegengesetzt liegen­ den Seite mit einem Transportelement verbunden, an dem das zusätzlich abgetrennte Frakturende befestigt ist. Das Transportelement kann durch Drehung der drehbaren Hülse entlang der Längsachse der Hülle translatorisch bewegt werden, so daß der Abstand der Frakturenden während des Heilungsprozesses verändert werden kann, wobei die Gesamtlänge des gebrochenen Knochens bereits eingehalten ist. Durch eine so er­ reichbare, gezielte Distraktion wird die Ausbildung des bindegewebigen Kallus begünstigt und der gesamte Heilungsprozeß positiv beeinflußt.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen näher beschrieben werden.

Dabei zeigt:

Fig. 1 Eine Schnittdarstellung in zwei Ansichten eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kno­ chenmarknagels;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung, ebenfalls in zwei Ansichten, einer verbesserten Ausführungs­ form für einen erfindungsgemäß ausgebilde­ ten Knochenmarknagel.

Der in der Fig. 1 dargestellte intramedulläre Nagel für den Knochensegmenttransport besteht im wesentli­ chen aus einer hohlgebohrten Hülle 1, die in ihrer gesamten Länge in den gebrochenen, aufgebohrten Röh­ renknochen einsetzbar ist. Für die Fixierung eines der Frakturteile können herkömmliche Knochenschrauben A und B durch den Knochen und durch die in der Hülle 1 befindliche Bohrungen geführt werden, um ein Kno­ chenteil zu befestigen.

In der Bohrung der Hülle befindet sich an der entge­ gengesetzt liegenden Seite eine in der Hülle 1 dreh­ bare Hülse 9. An der drehbaren Hülse 9 ist ein zwei­ tes Frakturteil, ebenfalls mit Knochenschrauben C und D, die durch Bohrungen in der drehbaren Hülse 9 ge­ führt sind, befestigt.

Ein weiteres, abgetrenntes Knochenteil 13 ist eben­ falls mittels einer Knochenschraube E mit einem Transportelement 2, das in der Hülle 1 ebenfalls ent­ lang der Längsachse der Hülle 1 bewegbar ist, befe­ stigt. Für die translatorische Bewegung des Trans­ portelementes 2 mit dem Knochensegment 13 ist ein in Längsrichtung führendes Langloch in der Hülle 1 ein­ gebracht, durch das die Schraube E geführt ist.

Die Knochenschraube E verhindert so ein Verdrehen des Transportelementes und sichert die Mitnahme des Ko­ chensegmentes 13 bei der Bewegung des Transportele­ ments 2. An einem Ende des Transportelementes 2 greift eine Gewindespindel an bzw. ist in dieses integriert, die in eine Gewindehülse 3 eingreift, die im Inneren der Hülle 1 befestigt ist.

Entgegengesetzt in bezug auf das Transportelement 2, ist an der anderen Seite der Gewindehülse ein Zahn­ element 5, das beidseitig Verzahnungen 4a und 4b auf­ weist, vorhanden. Die spiegelbildlich zueinander an­ geordneten Verzahnungen 4a und 4b greifen jeweils in eine komplementär ausgebildete Verzahnung der Hülle 1 und in eine Verzahnung eines Mitnehmers 6 ein. Die Ausbildung der Verzahnungen 4a und 4b ermöglicht es, daß bei einer Drehbewegung eine Richtungssperre vor­ handen ist, also nur Drehmoment in einer Drehrichtung übertragen werden kann.

Der bereits erwähnte Mitnehmer 6 ist in der drehbaren Hülse 9 axial verschiebbar und mittels eines Stiftes 7 gegen Verdrehung gesichert. Mit Hilfe eines Druck­ elementes, bevorzugt einer Druckfeder 8, wird der Mitnehmer 6 gegen das Zahnelement 5 vorgespannt. Die Vorspannung sollte so ausgewählt sein, daß bei Dre­ hung der drehbaren Hülse 9 mit dem daran befestigten Knochenteil in einer Drehrichtung ein ausreichend großes Drehmoment übertragen werden kann, das über das Zahnelement 5 auf die Gewindespindel übertragen werden kann und durch Drehung eine translatorische Bewegung des Transportelementes 2 mit dem daran befe­ stigten Knochensegment ermöglicht. Die Drehbewegung wird über die Knochenschrauben C und D auf die Hülse 9, den Mitnehmer 6, das Zahnelement 5 und die Gewin­ dehülse 3 übertragen. Dabei ermöglichen die Verzah­ nungen 4a und 4b, daß nur eine Drehrichtung der Ge­ windehülse 3 möglich ist, mit der eine translatori­ sche Bewegung des Transportelementes 2 hervorgerufen wird. Beim Drehen der Hülse 9 in die entgegengesetzte Richtung wird kein Drehmoment über Mitnehmer 6 und Zahnelement 5 auf die Gewindehülse 3 übertragen, so daß durch diese Bewegung nur die Zurückstellung der drehbaren Hülse 9 mit dem daran befestigten Knochen­ segment in radialer Richtung erfolgt.

In einem radial angeordneten Langloch der Hülle 1 greift eine Schraube 10 in die drehbare Hülse 9 und begrenzt deren Drehbewegung in Form eines Anschlages. Dabei erfolgt die Begrenzung bei einem Winkel von maximal 45°, bevorzugt ca. 30°. Sämtliche Verzahnun­ gen sind dabei in ihrer Form so aufeinander abge­ stimmt, daß einseitig unterschiedliche Neigungswinkel vorhanden sind.

In bevorzugter Form sind Gewindehülse 3 und Gewinde­ spindel austauschbar und können je nach Erfordernis Rechts- oder Linksgewinde aufweisen, so daß je nach verwendetem Gewinde die Möglichkeit besteht, das Transportelement 2, in die jeweilige erforderliche Richtung zu bewegen. Die Auswahl der Gewindesteigung sollte sich dabei nach den erforderlichen Längenver­ änderungen richten, so daß sich ein optimales Über­ setzungsverhältnis für den betreffenden Anwendungs­ fall, d. h. die maximal erforderlichen Längenverände­ rungen, erreichen lassen. Hierbei kann es erforderlich sein, je nach Auswahl des entsprechenden Gewindes, also der Drehrichtung, in der ein Drehmoment übertra­ gen werden soll, auch die Verzahnungen entsprechend auszutauschen.

In den Darstellungen der Fig. 2 ist innerhalb der Hülle 1 eine Struktur 11 angeordnet, die ein Druckfe­ derverhalten aufweist, das durch die Form und das Material eine gewisse Vorspannung in axialer Richtung sichert, so daß die Hülle 1 bei einer Belastung in axialer Richtung nachgeben kann und trotzdem die Drehsteifigkeit erhalten bleibt. Dabei wird die Struktur 11 aus einzelnen, ineinanderkämmend eingrei­ fenden Elementen gebildet, die jeweils zwischen zwei einzelnen Elementen eine Nachgiebigkeit im Bereich von 1/10 mm sichern. Dies wirkt sich sehr förderlich auf den Heilungsprozeß aus, wenn der Knochensegment­ transport abgeschlossen ist und das Knochensegment das freie Frakturende direkt berührt.

Zur Erhöhung der Stabilität der Hülle 1, insbesondere um eine Knickung zu vermeiden, kann eine Hülse 12 im Bereich der Struktur 11 in die Hülle 1 eingesetzt bzw. eingeschraubt werden, die die Hülle 1 abstützt.

Claims (13)

1. Intrakorporaler Knochenmarknagel zur festen Ver­ bindung von Teilen eines Knochens, mit einer an einem Knochenteil befestigbaren Hülle, in der eine drehbare Hülse aufgenommen, die drehbare Hülse durch eine in der Hülle eingebrachte Längsführung mit einem weiteren Knochenteil ver­ bindbar ist und die drehbare Hülse formschlüssig auf eine Gewindespindel wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel mit einem mit einem wei­ teren von einem Frakturende abgetrennten zwischen zwei Knochenteilen angeordneten Kno­ chensegment verbindbaren Transportelement (2), das translatorisch entlang der Längsachse in der Hülle (1) durch Drehung der drehbaren Hülse (9) bewegbar ist, verbunden ist.

2. Nagel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des von einem Frakturende abgetrennten Knochenseg­ mentes mittels einer durch eine Längsführung in der Hülle (1) geführten Knochenschraube (E) er­ folgt.

3. Nagel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel und eine in der Hülle (1) aufgenommene und fi­ xierte Gewindehülse (3) mit verschiedenen Gewin­ den versehen, austauschbar sind.

4. Nagel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel und die Gewindehülse (3) sich gegenseitig ent­ sprechende Rechts- oder Linksgewinde aufweisen.

5. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hülle und an einem Mitnehmer (6) ein Zahnelement (5) angreift, das jeweils beidseitig ineinandergreifende Verzah­ nungen (4a, 4b) aufweist.

6. Nagel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Verzah­ nungen (4a, 4b) asymmetrisch, nur in einer Dreh­ richtung ein Drehmoment übertragend, ausgebildet sind.

7. Nagel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (8), sich an der drehbaren Hülse (9) abstützend, ge­ gen das Zahnelement (5) drückt.

8. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der drehbaren Hülse (9) mittels einer durch ein in der Hülle (1) in radialer Richtung ausgebildetes Langloch geführten Schraube (10) begrenzbar ist.

9. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehmoment an einem Teil des Knochens mittels mindestens einer Knochenschraube (C oder D) auf die Hülse (9) übertragbar ist.

10. Nagel nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (6) in der drehbaren Hülse (9) axial verschiebbar an­ geordnet und durch einen in einem Langloch in der drehbaren Hülse (9) geführten Stift (7) gegen ein Verdrehen gesichert ist.

11. Nagel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülle (1) eine ein Druckfederverhalten aufweisende Struk­ tur (11) angeordnet ist.

12. Nagel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Druck­ federverhalten vorhandene, translatorische Be­ wegbarkeit der Struktur (11) begrenzt ist.

13. Nagel nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülle (1) im Bereich der Struktur (11) eine stabilitätserhö­ hende Hülse (12) aufgenommen ist.