DE2116869A1 - Electrical device for promoting the formation of new bone and tissue substance - Google Patents

Description

Elektrisches Gerät zur Förderun# der Neubildung von Knochen- und Gewebesubstanz Es ist bekannt, daß die Verschiebung eines im Organismus bestehenden elektrochemischen Gleichgewichtes die änderung eines mechanischen Zustandes im Organismus zur Folge haben kann. Electrical device to promote the formation of new bones and Tissue substance It is known that the displacement of an existing in the organism electrochemical equilibrium is the change of a mechanical state in the organism may result.

Vorgänge dieser Art vollziehen sich ständig im Muskelgewebe.Processes of this kind are constantly taking place in muscle tissue.

Auch die Kontraktion und Expansion de#r collagenen Faser, also der Bindegewebesubstanz, durch Änderung der Konzentration einer die Faser umgebenden Salzlösung wurde beobachtet.Also the contraction and expansion of the collagen fiber, i.e. the Connective tissue substance, by changing the concentration of one surrounding the fiber Saline was observed.

Für die Umkehrbarkeit dieses Prinzips bietet sich ein Beispiel im piezoelektrischen Verhalten des Knochens: Hier regulieren elektrische Deformationspotentiale, die durch die mechanische Belastung der Knochenfaser entstehen, das dynamische Gleichgewicht zwischen den freien Calcium- und Phosphationen im Blut einerseits und den im Kristallgitter des Hydroxylapatits gebundenen#Calcium- und Phosphationen.An example of the reversibility of this principle can be found in piezoelectric behavior of the bone: Here electrical deformation potentials regulate caused by the mechanical stress on the bone fiber, the dynamic equilibrium between the free calcium and phosphate ions in the blood on the one hand and those in the crystal lattice of the hydroxyapatite bound calcium and phosphate ions.

Die auftretenden Zustandänderungen sind also Folgen der Störung eines bestehenden mechanisch-chemischen Gleichgewichts zwischen freien und gebundenen Ionen. Die Wiederherstellung der ursprünglichen Elektroneutralität ist bestimmt durch die Diffusionsgeschwindigkeit der freien Ionen und die statistische Elektronenverteilung in der Umgebung der gebundenen Ionen.The changes in state that occur are therefore consequences of the malfunction of a existing mechanical-chemical equilibrium between free and bound Ions. The restoration of the original electrical neutrality is determined by the diffusion speed of the free ions and the statistical electron distribution in the vicinity of the bound ions.

Es ist bereits vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 19 18 299,1-33) die Heilung frakturierter Knochen durch elektrische Wechselströme zu fördern, die mittels einer Induktions-Spule erzeugt werden, welche an einer zur Führung des Knochens dienenden Schiene befestigt ist und Elektroden aufweist, die in den Frakturspalt und dergleichen hineinreichen.It has already been proposed (patent application P 19 18 299.1-33) promote the healing of fractured bones by using alternating electrical currents that be generated by means of an induction coil, which is attached to one for guiding the bone serving rail is attached and has electrodes that in reach into the fracture gap and the like.

Bei der klinischen Anwendung von "Induktionsschienen" der vorgeschlagenen Art wurden Effekte beobachtet, die sich mit der galvanischen Einwirkung der induæierten Ströme nicht voll erklären lassen. Ausgehend von den eingangs dargelegten uberlegungen ist dabei dann der Gedanke aufgetaucht, daß elektrodynamische Vorgänge, und um solche handelt es sich Ja bei den beschriebenen mechanisch-chemischen Gleichgewichtsänderungen, von entsprechenden magnetischen Feldern begleitet sein müssen und daß es dann aber auch möglich sein sollte, durch die Einwirkung elektromagnetischer Felder in biologischen Systemen entsprechende chemische und physikalische Reaktionen hervorzurufen. In dieser Richtung durchgeführte Versuche, die eine Unterscheidung der biologischen Wirkungen des elektrischen von denen des magnetischen Feldes zum Ziele hatten, haben die Richtigkeit dieses Gedankens erwiesen. Es zeigte sich dabei, daß die Applikation zeitlich und räumlich in bestimmter Weise verlaufender elektromagnetischer Felder eine Neubildung von Knochen- und Gewebesubstanz bewirkt. Eine primär auftretende Vaskularisation wurde dabei als Folge der Einwirkung des magneti- -schen Feldes festgestellt.In the clinical application of "induction splints" the proposed Kind of effects were observed which are related to the galvanic action of the induced Do not have currents fully explained. Based on the considerations set out at the beginning the thought then emerged that electrodynamic processes, and about such Is it yes to the mechanical-chemical equilibrium changes described, must be accompanied by appropriate magnetic fields and that it then but should also be possible through the action of electromagnetic fields in biological Cause corresponding chemical and physical reactions. In Experiments carried out in this direction, which distinguish the biological Aimed at the effects of the electric field and those of the magnetic field proved the correctness of this thought. It was found that the application Electromagnetic fields that run in a certain way in time and space causes a new formation of bone and tissue substance. A primarily occurring Vascularization was here as a result of the action of the magnetic field established.

Der vorliegenden Erfindung liegt, aufbauend auf dieSen Erkenntnissen, die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät zur Förderung der Neubildung von Knochen- und Gewebesubstanz anzugeben.The present invention is based on the findings, based on the task of an electrical device to promote the formation of new bone and tissue substance.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Generator zum Erzeugen eines niederfrequenten elektrischen Wechselßtromesmit einer Frequenz unter 150 Hz, vorzugsweise zwischen 1 und 65 Hz, insbesondere zwischen etwa 10 und 30 Ha, in Kombination mit einer an den Ausgang des Generators anschließbaren Spule, deren Form dem Körperteil, in dem die Neubildung zu fördern ist, und dem Strukturverlauf der neuzubildenden Substanz wçnigstens annähernd angepaßt oder anpaßbar ist, und einer an den Körperteil anlegbaren oder in ihn implantierbaren Vorrichtung, die vorzugsweise mindestens einen Körper aus ferromagnetischem Material enthält, zur Konzentration des durch die Spule erzeugten Feldes auf den Bereich des Körpers, in dem die Substanz neu zu bilden ist.According to the invention, this object is achieved by a generator for generating a low-frequency alternating electrical current with one frequency below 150 Hz, preferably between 1 and 65 Hz, in particular between about 10 and 30 Ha, in combination with a coil that can be connected to the output of the generator, their shape, the part of the body in which the new formation is to be promoted, and the course of the structure is at least approximately adapted or adaptable to the substance to be newly formed, and one that can be placed on the body part or device implantable in it, which preferably contains at least one body made of ferromagnetic material, to concentrate the field generated by the coil on the area of the body, in which the substance is to be newly formed.

Mit dem vorliegenden Gerät konnten in der Praxis bereits erstaunliche Heilungserfolge erzielt werden, zum Beispiel ließ sich bei schweren Unfall-Brüchen die Zeit zur Konsolidierung der Fraktur auf die Hälfte der normal zu erwartenden Heildauer verkürzen. Außerdem konnte eine Heilung von Decubitalwunden erreicht bzw. erheblich beschleunigt werden.With the present device, astonishing results have already been achieved in practice Successful healing can be achieved, for example settled in severe accident fractures the time to consolidate the fracture to half that which would normally be expected Shorten healing time. In addition, healing of decubital wounds was achieved or can be accelerated considerably.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further developments and refinements of the invention are set out in the subclaims marked.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Generators und einer Feldspule eines Gerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig.2 u. 3 perspektivische Darstellung von anderen Arten von Feldspulen für ein Gerät gemäß der Erfindung; Figur 4 eine Schnittansicht eines gebrochenen Oberschenkelknochens mit einem Küntscher-Nagel, der eine feldkonzentrierende Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erwindung enthält; Figur 5 eine schematische Darstellung einer applizierten Kompressionsschraube, die ebenfalls eine feldkonzentrierende Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält; Figur 6 eine Schiene mit eingebetteten oder eingesetzten Magnetkernen zur Feldkonzentration; Figur 7 eine implantierbare Vorrichtung zur Feldkonzentration, und Figur 8 einen Küntscher-Nagel, der einen Magnetkern sowohl zur Feldkonzentration als auch zur induktiven Erzeugung eines galvanischen Stroms im Knochenbereich enthält.In the following, embodiments of the invention are based on the The drawings are explained in more detail: FIG. 1 shows a schematic representation of a Generator and a field coil of a device according to an embodiment of the Invention; 2 and 3 are perspective views of other types of field coils for a device according to the invention; Figure 4 is a sectional view of a broken one Thigh bone with a Küntscher nail, which is a field-concentrating device according to an embodiment of the invention; Figure 5 is a schematic Representation of an applied compression screw, which is also a field-concentrating Device according to the invention includes; Figure 6 shows a rail with embedded or inserted magnetic cores for field concentration; Figure 7 a implantable device for field concentration, and FIG. 8 a Küntscher nail, the one magnetic core both for field concentration and for inductive generation contains a galvanic current in the bone area.

Das in Figur 1 schematisch dargestellte Gerät enthält einen Wechselstromgenerator 10, der an Ausgangsklemmen 12 einen niederfrequenten elektrischen Wechselstrom liefert. Die Frequenz des Wechselstromes liegt unter 150 Hz, vorzugsweise zwischen 1 und 50 oder 65 Hz. Besonders bewährt hat sich der Frequenzbereich zwischen 5 oder 10 und 30 Hz, zum Beispiel 25 Hz. Die Halbwellen des- Wechselstromes sollen verhältnismässig flache Vorder- und Rückflanken }tee, der Wechselstrom kann also ein Sinus-Strom mit geringem Klirrfaktor, z.B. kleiner als 20 %, vorzugsweise kleiner als 10 %, oder ein Dreieckwellenstrom sein.The device shown schematically in Figure 1 contains an alternating current generator 10, which supplies a low-frequency alternating current to output terminals 12. The frequency of the alternating current is below 150 Hz, preferably between 1 and 50 or 65 Hz. The frequency range between 5 and 10 has proven particularly effective and 30 Hz, for example 25 Hz. The half-waves of the alternating current should be proportionate flat leading and trailing edges} tee, the alternating current can therefore be a sinusoidal current with a low distortion factor, e.g. less than 20%, preferably less than 10%, or be a triangle wave current.

Er kann auch aus sinus- oder dreieckförmigen Impulsen abwechselnder Polarität bestehen, die sich jeweils einzeln oder paarweise mit stromlosen Pausen abwechseln. Wichtig ist offensichtlich in allen Fällen, daß die Vorder- und Rückflanken der Stromimpulse oder Wechselstromhalbwellen verhältnismäßig flach verlaufen, die Anstiegs- und Abfallzeiten sind vorzugsweise erheblich grösser als 5 ms (entsprechenden einem Sinusstrom von 50 Hz), vorzugsweise mindestens etwa 8 bis 10 ms, z.B.It can also consist of alternating sinusoidal or triangular pulses Polarity exist, each individually or in pairs with currentless breaks alternate. It is obviously important in all cases that the leading and trailing edges the current pulses or alternating current half-waves run relatively flat, the Rise and fall times are preferably considerably greater than 5 ms (corresponding a sinusoidal current of 50 Hz), preferably at least about 8 to 10 ms, e.g.

bis 80 ms.up to 80 ms.

Dem Wechselstrom kann durch eine im Generator 10 enthaltene Modulationsvorrichtung eine höherfrequente Wechselstromkomponente und/oder eine Gleichstrornkomponente überlagert sein. Die Frequenz der höherfrequenten Komponente kann zum Beispiel das Dreifache bis Zehnfache der Srundfrequenz des Wechselstroms betragen, An die Ausgangsklemmen 12 des Generators 10 ist eine Feldspule 14 angeschlossen, #die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem isolierten Kupferband in Form einer U-förmig gebogenen Flachspule auf einen biegsamen flachen Kern gewickelt ist. Die Windungen der Spule enthalten also jeweils zwei Biegungen von 1800 zwischen denen lange, relativ nahe beieinander verlaufende Längsteile liegen, die U-förmig gebogen sind. Die spezielle Formgebung der Spule hat den Zweck, ein Magnetfeld B zu erzeugen, dessen Richtung der Struktur der neuzubildenden Knochen- oder Gewebesubstanz angepaßt ist. Wenn zum Beispiel eine gestrichelt dargestellte Extremität 16, z.B. ein Oberschenkel mit gebrochenem Femur behandelt werden soll, verläuft das Magnetfeld B vorzugsweise in der Richtung, in der der Oberschenkelknochen beim normalen Gebrauch belastet wird.The alternating current can by a modulation device contained in the generator 10 a higher frequency alternating current component and / or a direct current component be superimposed. The frequency of the higher frequency component can be, for example Be three to ten times the circular frequency of the alternating current, At the output terminals 12 of the generator 10 is connected to a field coil 14, #the in the illustrated embodiment from an insulated copper tape in the form a U-shaped bent flat coil is wound on a flexible flat core. So the turns of the coil each contain two bends of 1800 between which are long, relatively close together longitudinal parts, which are U-shaped are bent. The special shape of the coil has the purpose of creating a magnetic field B to generate the direction of the structure of the newly formed bone or tissue substance is adapted. For example, if a limb 16 shown in phantom, e.g. If a thigh with a broken femur is to be treated, the magnetic field runs B preferably in the direction in which the femur is in normal use is charged.

Vorzugsweise wird jedoch nicht nur die räumliche Orientierung des Magnetfeldes, sondern auch sein zeitlicher Verlauf den Verhältnissen im Organismus angepaßt. Neben in bekannten räumlichen Strukturen des Knochens und Gewebes ist nämlich auch der zeitliche Verlauf der Beeinflussung von Bedeutung.However, not only the spatial orientation of the Magnetic field, but also its temporal course the conditions in the organism customized. Besides in known spatial structures of the bone and tissue is namely, the temporal course of the influence is also important.

Die wichtigste zeitliche Änderung der auf die Substanz des Organismus von innen her einwirkenden mechanischen Einflüsse folgt der Pulsation des Herzens. Rhythmus und Form der Ausbreitung der Druckwellen des Blutes im Organismus bestimm#en nämlich das Stoffwechselgeschehen mit seinen biochemischen und biophysikalischen Reaktionen sehr erheblich. Aus diesem Grund ist vorzugsweise eine Auslösung und/oder Steuerung des Generators 10 und damit der erzeugten elektromagnetischen Felder durch die systolische Druckwelle im Applikationsbereich vorgesehen. Dies erfolgt insbesondere mit einem Pulsaufnehmer 18, der nahe dem Behandlungsbereich zwischen diesem und dem Herzen an den zu behandelnden Körperteil angelegt wird.The main change over time on the substance of the organism Mechanical influences acting from within follow the pulsation of the heart. Determine the rhythm and form of the propagation of the pressure waves of the blood in the organism namely the metabolic process with its biochemical and biophysical ones Very significant reactions. For this reason, a trip and / or is preferred Control of the generator 10 and thus the generated electromagnetic fields the systolic pressure wave is provided in the application area. This is done in particular with a pulse sensor 18, which is close to the treatment area between this and the heart is applied to the part of the body to be treated.

Der vom Pulsaufnehmer 18 in Abhängigkeit von der systolischen Druckwelle erzeugte Auslöseimpuls kann im Generator 10 zum Auslösen einer einzelnen Schwingungsperiode oder zur Synchronisation einer kontinuierlichen Schwingung des Ausgangsstromes verwendet werden.From the pulse sensor 18 as a function of the systolic pressure wave The trigger pulse generated can be used in the generator 10 to trigger a single oscillation period or used to synchronize a continuous oscillation of the output current will.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der durch den Pulsaufnehmer 18 aufgenommene systolische Druckverlauf den Verlauf des Ausgangsstromes des Generators 10 direkt steuert (1,abbildet'1).Another possibility is that the pulse sensor 18 recorded systolic pressure curve shows the curve of the output current of the generator 10 controls directly (1, map'1).

Noch eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der vom Pulsaufnehmer 18 erzeugte Impuls im Generator 10 eine Ausgangsstromschwingung auslöst, deren Verlauf der systolischen Pulsdruckwelle einer gesunden, insbesondere jugendlichen Person mit noch elastischen Gefäßen entspricht.Another possibility is that that of the heart rate sensor 18 generated pulse in generator 10 triggers an output current oscillation, the course of which the systolic pulse pressure wave of a healthy, especially adolescent person with vessels that are still elastic.

Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform einer Feldspule, die für das vorliegende Gerät verwendet werden kann. Die Feldspule gemäß Figur 2 besteht aus einer Anzahl von Flachspulen 14a, deren Wicklungsverlauf bei der obersten Spule durch Striche 20 angedeutet ist. Die Flachspulen 14a können ferromagnetische Blechkerne enthalten und sind an den den Windungsbiegungen entsprechenden Seiten gelenkig miteinander verbunden, so daß die aus den parallel oder in Reihe geschalteten Flachspulen bestehende Feldspule 14t in gewünschter Weise um einen Körperteil gelegt werden kann, um in diesem ein magnetisches Feld zu induzieren, dessen Richtung durch den Doppelpfeil B angedeutet ist.Figure 2 shows another embodiment of a field coil that is used for the present device can be used. The field coil according to FIG. 2 consists from a number of flat coils 14a, the winding course of which in the uppermost coil is indicated by lines 20. The flat coils 14a can be ferromagnetic sheet metal cores included and are articulated to one another on the sides corresponding to the winding bends connected so that the existing of the parallel or series-connected flat coils Field coil 14t can be placed in a desired manner around a part of the body in order to be in to induce a magnetic field, the direction of which is indicated by the double arrow B is indicated.

Die Feldspule 14" gemäß Figur 3 entspricht im Prinzip der Feldspule gemäß Figur 2 mit der Ausnahme, daß die gelenkig miteinander verbundenen Spulen 14b einen kreisförmigen Querschnitt haben.The field coil 14 ″ according to FIG. 3 corresponds in principle to the field coil according to Figure 2 with the exception that the hinged coils 14b have a circular cross-section.

An der Stelle von Flachspulen 14a oder Spulen 14b mit kreisförmigem Querschnitt kann man natürlich auch andere geeignete Spulenformen, z.B. Spulen mit elliptischem Querschnitt benutzen.Instead of flat coils 14a or coils 14b with circular Cross-section you can of course also use other suitable coil shapes, e.g. coils with Use elliptical cross-section.

Als Spule kann auch eine Solenoidspule 14" ' verwendet werden, wie sie in Fig. 4 angedeutet ist.A solenoid coil 14 "'can also be used as the coil, such as it is indicated in FIG. 4.

Gewünschtenfalls kann die Wicklungsverteilung der Feldspulen ungleichmässig sein, um eine Feldkonzentration zu erreichen.If desired, the winding distribution of the field coils can be uneven be to achieve a field concentration.

Zum Beispiel könnte man die Wicklungsdichte bei den Spulen 14', 14" und 14' ~ von aussen nach innen zunehmen lassen oder man kann zusätzlich schmalere aufschiebbare Spulen zuschalten, um eine gewünschte Feldverteilung zu bewirken.For example, the winding density for the coils 14 ', 14 " and 14 '~ can be increased from the outside to the inside or you can also use narrower ones Switch on slide-open coils in order to achieve the desired field distribution.

Die Solenoidspule 14"' in Fig. 4 hat einen so grossen Innen-Zurcbuesser, daß sie über eine zu behandelnde Extremität, zum Beispiel einen Oberschenkel 22 geschoben werden kann, zum Beispiel wenn die Heilung des gebrochenen Oberschenkelknochens 24 gefördert werden soll. Der Knochen 24 ist in an sich bekannter Weise mit einem Küntscher-Nagel 26 genagelt, in dessen-Inneres eine feldkonzentrierende Vorrichtung in Form eines stabförmigen Körpers 28 aus einem ferromagnetischen Material hoher Anfangspermeabilität und kleiner Remanenz, also einem magnetisch "weichen" Material eingesetzt ist. Der Körper 28 wird durch Klammern 30 in der gewünschten Lage fixiert. Er bewirkt eine Konzentration des Magnetfeldes auf den Bereich der Bruchstelle 32. Der Kern ist mit einem inerten Polytetrafluoräthylenmantel überzogen. Ähnlich wie noch anhand von Fig. 7 beschrieben wird, können im Nagel auch mehrere, im Abstand voneinander angeordnete Kerne vorgesehen sein, zwischen denen dann ein die Neubildung förderndes, relativ starkes Streufeld auftritt, das in den Frakturspalt hineinreichen bzw. den Frakturbereich durchfluten soll.The solenoid coil 14 "'in Fig. 4 has such a large internal back-up that that they have an extremity to be treated, for example a thigh 22 can be pushed, for example, when healing the broken thigh bone 24 should be funded. The bone 24 is in a known manner with a Küntscher nail 26 nailed, inside a field-concentrating device in the form of a rod-shaped body 28 made of a ferromagnetic material higher Initial permeability and small remanence, ie a magnetically "soft" material is used. The body 28 is fixed in the desired position by clips 30. It causes the magnetic field to be concentrated in the area of the breaking point 32. The core is covered with an inert polytetrafluoroethylene jacket. Similar to is still described with reference to FIG. 7, several, spaced apart can also be used in the nail mutually arranged cores can be provided, between which a new formation promoting, relatively strong stray field occurs that reach into the fracture gap or should flow through the fracture area.

Figur 5 zeigt eine sogenannte Kompressionsschraube ~34, die mit einer axialen Bohrung versehen ist, in der sich ein zur Feldkonzentration dienender ferromagnetischer Körper 36 befindet, der vorzugsweise ebenfalls aus einem magnetisch weichen Material besteht.Figure 5 shows a so-called compression screw ~ 34, which with a axial bore is provided in which a serving for field concentration ferromagnetic Body 36 is located, which is preferably also made of a magnetically soft material consists.

Figur 6 zeigt eine implantierbare Schiene oder Stützplatte wie sie im Prinzi#p zur Fixierung gebrochener Knochen, mit denen sie verschraubt#wird, -üblich ist. Neu an der in Figur 6 dargestellten Schiene ist jedoch, daß sie eingebettete oder eingesetzte Körper 40 aus- ferromagnetischem Material enthält, um im Bereich des gebrochenen Knochens eine Konzentration des durch die Feldspule erzeugten magnetischen Feldes zu bewirken.Figure 6 shows an implantable splint or support plate such as this in principle for the fixation of broken bones, with which it is screwed, -common is. What is new about the rail shown in Figure 6, however, is that it is embedded or inserted body 40 made of ferromagnetic material contains to in the area of the broken bone a concentration of the magnetic generated by the field coil To effect the field.

Da mit der Erfindung eine verhältnismäßig rasche Wiederherstellung der Knochen- und Gewebesubstanz erreicht werden kann, ist es möglich, die Schiene 38 und--andere entsprechende Stützs-trukturen (Nägel usw.) wesentlich leichter auszuführen als bisher. Man kann zum Beispiel die Schiene 38 aus Kunststoff machen-und-sie nur zur Fixierung der Knochenbruchteile verwenden, da der Knochen rasch wieder soweit hergestellt werden kann, daß er die Belastung selbst zu tragen vermag.Since with the invention a relatively quick recovery the bone and tissue substance can be reached, it is possible to use the splint 38 and - other corresponding support structures (nails, etc.) are much easier to implement as before. One can, for example, make the rail 38 out of plastic - and only it Use to fix the bone fragments, as the bone quickly returns to that point can be made so that it can bear the burden itself.

Vorzugsweise werden solche Stützstrukturen aus organischem Materialhergeste#Ilt, zum Beispiel aus Tierknochen herausgeschnitten oder gefräst. Dieses Material kann# dann gegebenenfalls vom Körper resorbier* werden,# wodurch sich die Nachbehandlung erheblich vereinfacht. Nicht nur für den vorliegenden Zweck ist es vorteilhäft, Knochenbruch-Führungsteile, wie Nägel, Plat#ten, Halbschalen, Sti-fte und Schrauben aus Knochensubstanz oder aus #synthetisch hergestellten mit Ca und Orthophosphaten mineralisierten resorbier#baren Formteilen, herzustellen.Such support structures are preferably made of organic material, for example cut or milled from animal bones. This material can # then possibly be absorbed by the body *, # which makes the follow-up treatment considerably simplified. It is not only advantageous for the present purpose Fracture guide parts such as nails, plates, half-shells, pins and screws from bone substance or from #synthetically produced with Ca and orthophosphates mineralized resorbable molded parts.

Figur 7 zeig#t eine weitere Vorrichtung zur Feldkonzentration.FIG. 7 shows a further device for field concentration.

Sie enthält einen Schlauch 42 aus einem inerten Material, wie Polyäthylen, in den kleine stabförmige Körper 44 aus einem magnetisch weichem Material hoher Permeabilität eingebettet sind. Der Schlauch 42 kann nach dem Einfügen der Körper etwas geschrumpft werden, um die Körper 44 im Abstand voneinander zu fixieren. Der Schlauch mit den Körpern 44 kann Sann in das zu regenerierende Gewebe eingebettet werden.It contains a hose 42 made of an inert material such as polyethylene, in the small rod-shaped body 44 made of a magnetically soft material high Permeability are embedded. The hose 42 can after inserting the body somewhat shrunk to the bodies 44 spaced from each other to fix. The tube with the bodies 44 can then be inserted into the tissue to be regenerated be embedded.

Die Lage der Magnetkerne 44 (Fig. 7) im Schlauch 42 kann auch durch Abstandshalter 43, wie Stücke aus Polytetrafluoräthylen, die zwischen den Kernen angeordnet sind, fixiert werden.The position of the magnetic cores 44 (FIG. 7) in the hose 42 can also be determined by Spacers 43, such as pieces of polytetrafluoroethylene, placed between the cores are arranged to be fixed.

Der in Fig. 8 dargestellte Mark- oder Küntscher-Nagel 26' enthält ähnlich wie der Nagel 26 gem. Fig. 4 einen Magnetkern 28', der zur Feldkonzentration im Bruchbereich dient. Außerdem trägt der Kern mindestens eine Wicklung 46, in der durch das niederfrequente Magnetfeld eine Wechselspannung induziert wird. Die Enden der Wicklung sind mit blanken Platin-Iridium-Elektroden 48, die draht- oder blechförmig sein können, verbunden, die auf einem isolierten Abschnitt 50 der NagelauSsenseite angeordnet oder isoliert in die Nagelaussenseite eingebettet sind. Der zwischen den Elektroden 48 durch den Bruchbereich fließende Wechselstrom fördert ebenfalls die Heilung bzw. Kallusbildung, wie bereits in Verbindung mit einer Schiene vorgeschlagen worden ist.The Mark or Küntscher nail 26 'shown in FIG. 8 contains similar to the nail 26 according to FIG. 4, a magnetic core 28 ', which is used for field concentration serves in the fracture area. In addition, the core carries at least one winding 46 in which an alternating voltage is induced by the low-frequency magnetic field. The ends the winding are made with bare platinum-iridium electrodes 48, which are wire or sheet-like may be connected, which on an insulated portion 50 of the nail outside arranged or embedded in the outside of the nail in an isolated manner. The between the electrodes 48 through the fracture area also promotes alternating current the healing or callus formation, as already suggested in connection with a splint has been.

Anstatt magnetisch weiches Material zu verwenden, kann man auch ein Ferromagnetikum mit relativ geringer Remanenz verwenden, die so gewählt ist, daß sich eine bestimmte Vormagnetisierung einstellen läßt, der sich dann die Wechselmagnetisierung überlagert, die durch die Feldspule induziert wird. Der gleiche Effekt läßt sich auch dadurch erzielen,-daß man dem der Feldspule zugeführten Wechselstrom eine Gleichstromkomponente überlagert.Instead of using magnetically soft material, you can also use a Use ferromagnetic with relatively low remanence, which is chosen so that a certain premagnetization can be set, which is then the alternating magnetization superimposed, which is induced by the field coil. The same effect can be achieved also achieve thereby -that the alternating current supplied to the field coil has a direct current component superimposed.

Selbstverständlich können auch noch andere Spulen- und Magnetkernanordnungen verwendet werden, um das niederfrequente magnetische Wechselfeld im Bereich des Organismus, in dem die Neubildung oder Regenerierung von Substanz gefördert werden soll, zu konzentrieren. Die Richtung der magnetischen Feldlinien verläuft dabei vorzugsweise parallel zur Richtung der neu zu bildenden Faser- oder Gefäßstruktur.Of course, other coil and magnetic core arrangements can also be used used to generate the low-frequency alternating magnetic field in the area of the Organism in which the new formation or regeneration of substance is promoted supposed to focus. The direction of the magnetic field lines runs here preferably parallel to the direction of the new fiber or vascular structure to be formed.

Alle mit Körpersubstanz in Beruhrung kommenden Teile bestehen zumindest an ihrer Oberfläche aus physiologisch verträglichem Material.All parts that come into contact with body substance exist at least on their surface made of physiologically compatible material.

Claims (23)

Patentansprüche Claims 9 Elektrisches Gerät zur Förderung der Neubildung von Knochen-und Gewebesubstanz, gekennzeichnet durch einen Generator (10) zum Erzeugen eines niederfrequenten elektrischen Wechselstromes mit einer Frequenz unter 150 Hz, in Kombination mit einer an den Ausgang des Generators anschließbaren Spule (14), deren Form dem Körperteil (16,22) in dem die Neubildung von Substanz zu-fördern ist, und dem Strukturverlauf der neuzubildenden Substanz wenigstens annähernd angepaßt oder anpaßbar ist, und einer an den Körperteil anlegbaren oder in ihn implantierbaren Vorrichtung zur Konzentration des durch die Spule erzeugten Feldes auf den Bereich des Körpers, in dem die Substanz neu zu bilden ist.9 Electrical device for promoting bone and regeneration Tissue substance, characterized by a generator (10) for generating a low frequency electrical alternating current with a frequency below 150 Hz, in combination with a coil (14) which can be connected to the output of the generator and whose shape corresponds to the body part (16,22) in which the new formation of substance is to be promoted, and the course of the structure is at least approximately adapted or adaptable to the substance to be newly formed, and a device for concentration that can be placed on or implanted in the body part of the field generated by the coil on the area of the body in which the substance is to be newly formed. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Ausgangsstromes des Generators (io) im Bereich zwischen 1und 50 Hz, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 30 Hz liegt. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the frequency the output current of the generator (io) in the range between 1 and 50 Hz, preferably lies in the range between 10 and 30 Hz. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstiegs- und Abfallzeit des Ausgangsstromes größer als 5 ms, vorzugsweise größer als 10 ms ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the increase and fall time of the output current greater than 5 ms, preferably greater than 10 ms is. 4. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstrom ein Sinus- oder Dreieckwellenstrom ist.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the Output current is a sine or triangle wave current. 5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (10) einen Ausgangsstrom mit niedrigem Oberwellengehalt, vorzugsweise unter 10 5', liefert.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the generator (10) has an output current with a low harmonic content, preferably below 10 5 ', delivers. 6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator durch einen Pulsaufnehmer synchronisierbar ist. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the generator can be synchronized by a pulse pick-up. 7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator durch einen von einem Pulsaufnehmer (18) erzeugten Auslöseimpuls steuerbar ist und bei Auslösung eine Periode einer Schwingung vorgegebenen Verlaufs, insbesondere eine Schwingung entsprechend der systolischen Pulsdruckwelle einer gesunden Person liefert.7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the generator is triggered by a trigger pulse generated by a pulse pick-up (18) is controllable and when triggered a period of an oscillation of a given course, in particular an oscillation corresponding to the systolic pulse pressure wave of a healthy person supplies. 8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenform des vom Generator erzeugten Stromes durch das von einem Pulsaufnehmer (18) erzeugte Signal steuerbar ist.8. Apparatus according to claim 1, characterized in that the curve shape the current generated by the generator through that generated by a pulse pick-up (18) Signal is controllable. 9. Gerät nach- einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (;in) eine Vorrichtung zum Modulieren des Ausgangs stromes -mit einer Wechselspannung, deren vorzugsweise einstellbare Frequenz das Dreifache der Grundfrequenz des Wechselstromes ist, enthält.-9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the generator (in) a device for modulating the output current -with an alternating voltage, the preferably adjustable frequency of which is three times the Is the fundamental frequency of the alternating current. 10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule eine über eine Extremität des menschlichen Körpers passende-Solenoidspule (14#'') ist.10. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the coil is one over an extremity of the human Body matching solenoid coil (14 # ''). 11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,- daß die Spule eine Flachspule (14) ist, deren Windungen#jeweils zwei Biegungen von 180 Grad und zwei in relativ nahem Abstand nebeneinander verlaufende Zwischenstücke enthalten,# und daß die Zwischenstücke in der Windungsebene U-förmig gebogen oder in der Windungsebene flexibel sind.11. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that - that the coil is a flat coil (14) whose turns # each two bends of 180 degrees and two spacers running next to each other at a relatively close distance contain, # and that the intermediate pieces are bent or U-shaped in the plane of the winding are flexible in the winding plane. 12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule eine Anzahl von jeweils als Flachspulen# aus#gebildete Teile (14a) enthält, die an den den Windungsbiegungen entsprechenden Seiten gelenkig miteinander verbunden sind (Fig. 2).12. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the coil has a number of parts (14a) each formed as flat coils # from # contains, the sides that correspond to the winding bends are articulated with one another are connected (Fig. 2). 13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule eine Anzahl von Einzelspulen (14b) mit zylindrischem oder ellttischem Querschnitt enthält, die durch parallel zu den Spulenachsen biegbare Gelenkverbindungen verbunden sind (Figur 3).13. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the coil has a number of individual coils (14b) with a cylindrical or elliptical table Contains cross-section through articulated joints that can be bent parallel to the coil axes are connected (Figure 3). 14. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feldkonzentrierende Vorrichtung zusätzliche Spulenwindungen, die eine Konzentration des durch den Ausgangsstrom des Generators (10) erzeugten Feldes im gewünschten Bereich bewirken, enthält.14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the field concentrating device additional coil turns, which a concentration of the field generated by the output current of the generator (10) in the desired Effect area contains. 15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die feldkonzentrierende Vorrichtung mindestens einen Körper aus einem ferromagnetischen Material enthält.15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that that the field-concentrating device has at least one body made of a ferromagnetic Contains material. 16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Körper mit mindestens einer Wicklung (46) umgeben ist, deren Enden mit blanken Elektroden (48) elektrisch verbunden sind.16. Apparatus according to claim 15, characterized in that the ferromagnetic Body is surrounded by at least one winding (46), the ends of which with bare electrodes (48) are electrically connected. 17. Gerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die feldkonzentrierende Vorrichtung einen implantierbaren, schlauchartigen Mantel (42) aus physiologisch verträglichem Material enthält, in dem mehrere beabstandete, insbesondere stabförmige ferromagnetische Körper (44) angeordnet sind.17. Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that the field-concentrating device an implantable, tube-like sheath (42) Contains physiologically compatible material in which several spaced apart, in particular rod-shaped ferromagnetic bodies (44) are arranged. 18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Körper aus dem ferromagnetischen Material (28,36,40) an oder in einem Führungs- oder Stützelement angebracht sind.18. Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that that the body or bodies made of the ferromagnetic material (28,36,40) on or in a guide or support element are attached. 19. Gerät-nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die ferromagnetischen Körper (28) in einem Küntscher-Nagel (26) angeordnet sind.19. Apparatus according to claim 18, characterized in that the or the ferromagnetic body (28) are arranged in a Küntscher nail (26). 20. Gerät nach Anspruch 17 und 19,~dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden an der Aussenseite des Nagels (26') angeordnet und gegen den Nagel isoliert sind.20. Apparatus according to claim 17 and 19, ~ characterized in that the Electrodes arranged on the outside of the nail (26 ') and insulated from the nail are. 21. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung die Form einer implantierbaren Stützplatte (38) hat, in die mindestens ein Körper (40) aus ferromagnetischem Material eingebettet ist (Fig. 6).21. Apparatus according to claim 18, characterized in that the device is in the form of an implantable support plate (38) in which at least one body (40) made of ferromagnetic material is embedded (Fig. 6). 22.~Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Körper (36) in einer Bohrung einer Kompressionsschraube (34) angeordnet ist.22. ~ Apparatus according to claim 18, characterized in that the ferromagnetic Body (36) is arranged in a bore of a compression screw (34). 23. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement aus einem resorbierbaren Material besteht, insbesondere aus einem frischen Tierknochen geformt ist.23. Apparatus according to claim 18, characterized in that the support element consists of a resorbable material, in particular a fresh animal bone is shaped.