DE2311817C2 - Reizstromgerät zur Förderung der Heilung von Knochenschäden - Google Patents
Reizstromgerät zur Förderung der Heilung von KnochenschädenInfo
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Description
dadurch gekennzeichnet, daß
eil) der Kopf (11) der Knochenschrauben jeweils
eine als Verbint/ungsbuchse ausgebildete sechseckige Ausnehmung (25) aufweist
und daß
d) ein kappenartiger Verbindungsstecker (18)
an jedem Anschlußdraht (14, 15) angebracht ist, welcher -.lit der Verbindungsbuchse einer ,Knochenschraube (12) verrastbar
ist (Fig. i bis ·'.
2. Reizstromgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
25
30
35
b) mindestens zwei in einen Knochen einsetzbaren Metallelektroden (30), die an die Anschlußdrähte
elektrisch anschließbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
bl) die Metallelektroden (30) aus zwei Kirsch
ner-Drähten bestehen, die dazu bestimmt sind, durch zwei sich beidseits eine· Bruchstelle
befindende Teile (10a, iOb) eines gebrochenen Knochens quer hindurchgebohrt
und durch
d) zwei Spannschlösser (32,33) zusammengespannt
zu werden,
e) die durch einen zwischen den beiden Kirschner-Drähten angeordneten isolierenden
Körper (38, 42) elektrisch gegeneinander Isoliert sind,
b2) daß mindestens ein Ende jedes Kirschner-Drahtes (30) mit einem Verbindungselement
versehen oder als solches ausgebildet ist und daß
c) ein zu diesem Verbindungselement passendes komplementäres Verbindungselement
(34) am Ende jedes Anschlußdrahtes (14) der Wechselstromquelle (16) angebracht ist.
el21) die sechseckige Ausnehmung (25) innen eine Erweiterung hat und daß
d) der am Schlußdraht angebrachte Verbindungsstecker (18)
dl) etwa pilzförmig ist und
d2) einen in die Ausnehmung (25) passenden Stiel
d3) mit an der Schraube anliegenden Elektroden (24) sowie
d4) einen über den Schraubenkopf greifenden kappenförmigenTeil hat.
3. Reizstromgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
bl) der Anschlußdraht (15) aus dem kappenförmigen Teil (20) radial herausgeführt ist.
4. Reizstromgerät zur Förderung der Heilung von Knochenschäden mit
a) einer Wechselstromquelle (16), die flexible
Anschlußdrähte (14,15) hat und
Die vorliegende Erfindung betrifft Reizstromgeräte, wie sie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 im
Hinblick auf die CH-PS 5 15 04Ϊ als bekannt vorausgesetzt werden.
Reizstromgeräte dieser Art sind aus der DE-PS 1918 299 und der auf dieser basierenden CH-PS
5 15 041 bekannt. Sie beruhen auf der Erkenntnis, daß die Heilung von Knochenbrüchen und die Regenerierung
von Knochensubstanz durch niederfrequente elektrische Wechselströme gefördert wird.
Bei den bekannten Reizstromgeräten ist die Aufnehmerspule fest mit einer implantierbaren Knochenplatte
oder dergleichen verbunden und bildet mit diesem Osteosynthese- oder Stützelement eine integrale Struktur.
In vielen Fällen ist es jedoch nicht nötig, den verletzten oder beschädigten Knochen durch ein besonderes
Stützelement, wie eine Platte oder einen Marknagel, zu fixieren sondern es genügt, die Bruchstücke durch Knochenschrauben
miteinander zu verbinden oder durch sogenannte »Kirschner-Drähte« zusammenzuspannen.
Unter »Kirschner-Drähte« (Fixateur extern) versteht man bekanntlich dünne, feste Metallstäbe, die quer
durch zwei Bruchstücke eines gebrochenen Knochens geschossen und dann zum Zusammendrücken der
Bruchenden durch zwei Spannschlösser zusammengespannt werden, die auf die aus dem verletzten Glied
herausragenden Enden der Stäbe aufgesetzt sind.
Es kommt in der Praxis ferner häufig vor, daß ein anfänglich mit einer gewöhnlichen Knochenplatte versorgter Bruch schlecht heilt, so daß eine Behandlung mit niederfrequenten Wechselströmen indiziert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reizstromgerät zur
Es kommt in der Praxis ferner häufig vor, daß ein anfänglich mit einer gewöhnlichen Knochenplatte versorgter Bruch schlecht heilt, so daß eine Behandlung mit niederfrequenten Wechselströmen indiziert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reizstromgerät zur
Förderung der Heilung von Knochenschäden anzugeben, mit dem eine früher implantierte, konventionelle
Osteosyntheseeinrichtung durch eine Aufnehmerspule und Elektroden nachgerüstet werden kann, falls Heilungsstörungen
auftreten.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 4 gekennzeichneten Reizstromgeräte gelösL
Weiterbildungen des Reizstromgerätes gemäß Anspruch 1 sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Mit den vorliegenden Reizstromgeräten können früher implantierte Osteosyntheseeinrichtungen, wie Knochenplatten
und Kirschner-Drähte, durch eine Aufnehmerspule und Elektroden nachgerüstet werden, so daß
eine Behandlung durch niederfrequente elektrische Wechselströme nach dem Verfahren Kraus-Lechner
möglich ist und Heilungsstörungen effektiv behandelt werden können.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines gebrochenen Knochens, dessen Bruchstücke durch Knochenschrauben
zusammengehalten werden;
F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht der Unterseite eiiies
Verbindungselementes, das an einem Anschlußdraht der Aufnehmerspule angebracht ist und zu dessen mechanischer
und elektrischer Befestigung an einer Knochenschraube dient;
F i g. 3 eine Querschnittsansicht des Verbindungselements gemäß F i g. 2;
F i g. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Knochenschraube, deren Kopf als Verbindungselement
ausgebildet ist, in das das Verbindungselement gemäß F i g. 2 und 3 eingerastet werden kann und
F i g. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines gebrochenen Knochens, der durch Kirschner-Drähte
zusammengespannt ist.
F i g. 1 zeigt, teilweise geschnitten, einen gebrochenen Knochen 10, dessen Bruchstücke durch Knochenschrauben
12 wieder miteinander verbunden sind. An den Köpfen der Knochenschrauben ϊ2 sind über VerbindungsvorricHungen,
die anhand der Fig.2 bis 4 noch näher erläutert werden, Anschlußdrähte 14 und 15 einer
Aufnehmerspule 16 angebracht. Die Aufnehmerspule enthält vorzugsweise einen stabförmigen Ferritkern, auf
den eine ein- oder mehrlagige Wicklung aufgebracht ist, deren eines Ende mit den Anschlußdrähten 14 und deren
andere.« Ende mit dem Anschlußdraht 15 verbunden
sind.
Bei dem in F i g. 2 bis 4 genauer dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist am Ende jedes der isolierten Anschlußdrähte, z. B. dem Anschlußdraht 15, ein
Verbindungselement 18 angebracht, das bei dem in den Fig.2 bis Λ dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem
pilzartigen Teil 20 aus Polytetrafluoräthylen besteht, in das der Anschlußdraht 15 radial von der Seite
durch einen Knickschutz 22 eingeführt ist. Der Anschlußdraht führt dann in der Achse des Stieles des Teiles
20 zu drei Federdrähten 24, die in der Mitte miteinander verbunden sind und im Winkelabstand von 120°
längs der Außenseite des Stiels zur Kappe des Teiles 20 führen. Der Stiel ist am Ende etwas verdickt und die
Federdrähte haben dort entsprechende Ausbuchtungen.
Das Verbindungselement 18 paßt zu einem komplementären Verbindungselement, das durch den Kopf 11
der Knochenschraube 12 (Fig.4) gebildet wird. Die Knochenschraube hat bei diesem Ausführungsbeispiel
einen bekannten Innensechskantkopf in den ein Sechskantschlüssel zum Eimirshen und Lösen der Schraube
eingesetzt werden kann. Das sechskantförmige Loch 25
im Schraubenkopf ist hinten mit einer Erweiterung 26 versehen, in die das Stielende mit den ausgebuchteten
Teilen der Federdrähte 24 einrasten kann.
Die Kappe des Teiles 20 ist im Querschnitt sichelförmig und greift, wenn sie auf dem Schraubenkopf aufgesetzt ist, über dessen Seitenflächen.
Die Kappe des Teiles 20 ist im Querschnitt sichelförmig und greift, wenn sie auf dem Schraubenkopf aufgesetzt ist, über dessen Seitenflächen.
Das Verbindungselement 18 läßt sich auch unter erschwerten Bedingungen, z. B. bei sehr begrenztem Operationsfeld,
leicht auf den Schraubenkopf aufsetzen und gewährleistet sowohl einen sicheren mechanischen Sitz
(und damit auch eine Halterung der Aufnehmerspult· 16) sowie eine einwandfreie elektrische Verbindung zwischen
dem Ar.schlußdraht und der als Elektrode dienenden Knochenschraube.
F i g. 5 zeigt einen gebrochenen Knochen, dessen beide Teile 10a und 106 von jeweils einem dünnen, jedoch
verhältnismäßig festen, an der einen Seite angespitzten Metallstab 30 (»Kirschner-Draht«) durchsetzt werden.
Die Metallstäbe 30 sind am einen Ende angespitzt um das Durchschießen durch den Knochen zu erleichtern
und werden im applizierten Zustand ',värch zwei Spannschlösser
32 und 33 zusammengezogen, wodurch die Knochenenden fixiert und gegeneinander gepreßt werden.
Im vorliegenden Falle dienen die Metallstäbe 30 als Elektroden und können zu diesem Zwecke über Verbindungselemente
34, von denen in F i g. 5 nur eines dargestellt ist, mit jeweils einem Anschlußdraht 14 verbunden,
der zu einer nicht dargestellten Wechselstromquelle, z. B. einer Aufnehmerspule, wie sie anhand von F i g. 1
beschrieben wurde oder einem Wechselspannungsgenerator führt. Die aus dem Knochen herausragenden
Teile der Metallstäbe 30 sind, soweit sie durch das den Knochen umgebende Weichgewebe 36 führen, mit dünnen,
isolierenden Röhrchen 38 umgeben, welche z. B. aus dünnem Polytetrafluoräthylen-Schrumpfschlauch
bestehen können und verhindern, daß die an die Metallstäb'e 30 angelegten Spannungen durch das verhältnismäßig
gut leitende Weichgewebe kurzgeschlossei.- werden.
Die bei der Applikation elektrischer Spannungen erforderliche Isolation zwischen den beiden als Elektroden
dienenden Metallstäben 30 kann durch diese isolierenden Röhrchen 38 bewirkt werden oder durch entsprechende
Ausbildung der Spannschlösser 32, 33, die ganz oder teilweise aus isolierendem Material, z. B. glasfaserverstärktem
Kunststoff bestehen können. Vorzugsweise enthält jedoch mindestens ein Auge 40 jedes
Spannschlosses einen isolierenden O-Ring 42 aus Gummi oder dgl. der durch eine durchbohrte Klemmschraube
43 zusammengepreßt werden kann und dann radial nach innen ausweicht, so daß er schließlich fest an den
Metallstab 30 angepreßi wird. Auf diese Weise ist sowohl viiri fester mechanischer Halt des Spannschlosses
am Metallstab als auch eine ordnungsgemäße elektrische Isolation zwischen dem eine relativ weitci Bohrung
aufweisenden Auge des Spannschlosses und dem es durchsetzenden Metallstab gewährleistet.
Das der Spitze abgewandte Ende jedes Metallstabs 30 ist als Verbindungselement ausgebildet, das mit dem
Verbindungselement 34 zusammenpaßt, Im vorliegenden Falle ist jeder Metallstab mit einer eingedrehten
Ringnut 44 versehen, in die das zugehörige Verbindungselement 34 einrasten kann. Dieses kann zu diesem
Zwecke in bekannter Weise radial verschiebbar und verriegelbare Kugeln enthalten, die in die Ringnut 44
einrastbar sind.
XX KJ X /
Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine als Wechselstromqiielle
dienende Aufnehmerspule 16 mit Hilfe von 7.. B. U-förmigen Federklemmen 45 aus Metall, die
elektrisch mit den Enden der Wicklung der Aufnehmerspule verbunden sind, an unisolierten Stellen der Metallstäbe
30 festzuklemmen, wie es in F i g. 5 an der linken Seite der Metallstäbe 30 und unter F i g. 5 in einem vergrößerten
Schnitt dargestellt ist. Die Aufnehmerspule wird auf diese Weise sowohl mechanisch an den Metallstäben
gehaltert als auch elektrisch mit diesen verbunden.
Die Verwendung von Knochenschrauben, beispielsweise aus einer bekannten, physiologisch gut verträglichen
Co-Cr-Mo-Legierung als Elektroden ist Dei Belastung
von elektrischen Wechselpotentialen von < 1 Vf.v; i)
im gegebenen Frequenzbereich (> I Hz) ohne Gefahr einer Metallose (= elektrolytische Auflösung von Metallen
im lebenden Gewebe) möglich.
Der besondere Vorteil des Gerätes gemäß F i g. 1 bis 4 besteht in einer in vieien Knochenbruchiäiien mogiichen,
einfacheren Reposition des frakturierten Knochens durch die Schrauben ohne Stützplatte bei gleichzeitiger
elektrischer Stimulation des Knochenwachstums. Die Gefahr der Infektion ist bei Verwendung von
Schrauben ohne Platte geringer. Die Platte kann in Ab-Wesenheit hinreichend deckenden Weichgewebes, z. B.
bei Tibiafrakturen von Kindern und älteren Personen, oft nicht implantiert werden. Dadurch ergäben sich bei
Repositionen mit Schrauben ohne Platte, aus Gründen mangelnder Stabilität, lange Bettliegezeiten. Diese werden
durch die Elektrostimulation des Knochenwachstums bedeutend (bis auf die Hälfte) verkürzt.
Das Gerät gem. F i g. 1 bis 4 wird implantiert und alle mit dem Gewebe oder Knochen in Berührung kommenden
Teile bestehen daher aus physiologisch verträglichen, sterilisierbaren Materialien. Inder Aufnehmerspule
16 (Fig. 1) und analog auch in der des Ausführungs-K^icniAJc
^ernäÖ F i **. 5 «versn dort s's StrorTiCuciic eine
Aufnehmerspule dient, wird dann ein niederfrequenter Wechselstrom (Frequenz vorzugsweise unter 100 Hz,
allmählich ansteigende und abfallende Flanken) durch ein äußeres Magnetfeld induziert, wie es z. B. in der
DE-PS 19 18 299 beschrieben ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
60
65
Claims (1)
1. Reizstromgerät zur Förderung der Heilung von Knochenschäden mit
a) einer implantierbaren Aufnehmerspule (16), die als Wechseispannungsquelle dient
und
b) flexible AnschluBdrähte (14, 15) hat, und mit
c) Knochenschrauben (12), weiche
c 1) einen Kopf (11) aufweisen,
c 1) einen Kopf (11) aufweisen,
c2) als Metallelektroden dienen und
c3) mit den Anschlußdrähten (14,15) der Aufnaimerspule
(16) elektrisch verbunden sind,
10
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