DE102007026404A1 - Ring fixator for external fixation and reposition of bone fragments, has two ring that are held at distance at which bones are fastened by guided wires - Google Patents
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- A61B2017/00831—Material properties
- A61B2017/00867—Material properties shape memory effect
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Ringfixateur zur externen Fixierung und Reposition von Knochenfragmenten, der auch zum Ausgleich von Schiefstellungen und Verlängerungen (Distraktion) von Knochen einsetzbar ist.The The invention relates to a ring fixator for external fixation and Reposition of bone fragments, which also compensate for misalignments and extensions (distraction) of bones is.
Fixationssysteme der eingangs genannten Art sind seit langem bekannt und werden in der Unfallchirurgie und Orthopädie eingesetzt. Bekannte Fixationssysteme können die Extremität umgebende Ringsysteme sowie einseitig oder von mehreren Seiten angebrachte Rahmenkonstruktionen sein. Die Elemente dieser Fixationssysteme werden durch Schraubenverbindungen oder Klemmverbindungen fest miteinander verbunden, so dass die teilweise oder vollständige Übertragung des Körpergewichts über den Fixateur erfolgen kann. Die bekannten Fixateursysteme externe ermöglichen in unterschiedlichster Weise die Reposition und Stabilisierung von Knochenbrüchen, die Korrektur von Fehlstellungen, die Distraktion und die Kompression der Knochenenden. Insbesondere bei der Reposition und Stellungskorrektur hatten die bekannten Systeme lange den typischen Nachteil, dass die anatomische Einrichtung der Knochen in allen Freiheitsgraden des Raumes, wenn überhaupt, dann nur äußerst kompliziert realisiert werden konnte.fixation systems The type mentioned above have long been known and are in used in accident surgery and orthopedics. Known Fixation systems can surround the extremity surrounding ring systems as well as one-sided or multi-sided frame structures be. The elements of these fixation systems are made by screw connections or clamping connections firmly connected to each other, so that the partially or complete transfer of body weight over the fixator can be done. The known fixator systems external allow repositioning in a variety of ways and stabilization of fractures, the correction of Malpositions, distraction and bone end compression. Especially in the reduction and posture correction had the known systems long the typical disadvantage that the anatomical Establishment of bones in all degrees of freedom of space, if any, then be realized only extremely complicated could.
Mit
dem Gebrauchsmuster
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, die eine vollautomatische Einstellung eines Ringfixateurs zur externen Fixierung und Reposition von Knochenfragmenten ermöglicht, wobei ein extremer Massezuwachs und ein hoher Energieaufwand vermieden werden soll.Of the Invention is based on the object, a possibility specify a fully automatic setting of a ring fixator allows external fixation and reduction of bone fragments, whereby an extreme mass gain and a high energy expenditure avoided shall be.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Ringfixateur zur externen Fixierung und Reposition von Knochenfragmenten mit mindestens zwei in einem Abstand gehaltenen Ringen, an denen durch Knochen geführte Drähte befestigt sind, und der Abstand und die Stellung von zwei Ringebenen zueinander mit mindestens sechs Verstellelementen einstellbar ist, die mittels Gelenken an den Ringebenen befestigt sind, dadurch gelöst, dass jedes Verstellelement als integralen Bestandteil zur Längenänderung mindestens einen Aktuator aufweist, dass der Aktuator ein aus einer Formgedächtnislegierung geformtes Element, eine mit diesem Element in Verbindung stehende Temperiereinrichtung und einen dem Vorhub entgegenwirkenden Kraftspeicher enthält, und dass das Element unter Temperatureinwirkung gegen den Kraftspeicher einen Vorhub erzeugend ausgebildet ist, so dass jedes Verstellelement in seiner Länge veränderbar ist. Von Vorteil erweist es sich, wenn das Element eine Nitinolscheibe ist, die sich bei Erwärmung mittels der Temperiereinrichtung entsprechend der Fähigkeit des Nitinols in die Form einer Kugelzone verwandelt. Bei Abkühlung erhält sie ihre Scheibenform wieder durch den Kraftspeicher, der im einfachsten Fall eine Spiralfeder sein kann. Der Kraftspeicher ist durch Veränderung der Vorspannung der Feder einstellbar. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn zwei Scheiben übereinander so angeordnet werden, dass bei Erwärmung sich ein Hohlraum zwischen den nun geformten Kugelzonen ausbildet. Die notwendigen Kräfte können durch Formgebung der Nitinolscheiben vorbestimmt und exakt eingestellt werden. Die Aktuatoren können dabei in Längsrichtung der Verstellelemente derart eingebracht werden, dass somit der Vorhub auch gleichzeitig die Längenerweiterung des Verstellelementes ist. Durch Aneinanderreihung von mehreren Aktuatoren kann der mögliche Längenzuwachs gesteigert werden. Der besondere Vorteil der Erfindung besteht jedoch darin, dass durch die Anordnung von zwei Aktuatoren nicht nur ausgehend von der Ausgangslänge der Verstellelemente eine Verlängerung, sondern auch eine Verkürzung realisierbar ist. Dazu wird in das Verstellelement eine so genannte Gewindespindel mit Gewindemutter integriert, so dass das Verdrehen der Mutter entweder nach rechts eine Verlängerung oder nach links eine Verkürzung des Verstellelementes zur Folge hat. Im einfachsten Fall ist dabei das Verstellelement zylindrisch und in zwei Hälften unterteilt, wobei in mindestens einem zylindrischen Teil ein Innengewinde eingebracht ist, in das ein Teil eines Rohres mit angepasstem Außengewinde ein- und ausgeschraubt werden kann. Die Gewindemutter ist in einer derartigen Ausführung mit dem Rohr fest, aber drehbar mit der anderen Hälfte des Verstellelementes verbunden, so dass beim Drehen der Gewindemutter und damit des Rohres entweder eine Verkürzung oder Verlängerung des Verstellelementes erfolgt. Da die Gewindemutter in beide Richtungen gedreht werden soll, erweist es sich als günstig, die Gewindemutter im umlaufenden Außenbereich in zwei Bereiche zu unterteilen, wobei der eine Bereich mit einer Linksverzahnung und der andere Bereich mit einer Rechtsverzahnung versehen wird. Die beiden Aktuatoren, die mit einer hinterfederten Sperrklinke versehen sind, werden senkrecht zur Längenänderungsrichtung der Verstellelemente fest mit dem einen Teil des Verstellelementes so verbunden, dass die eine Sperrklinke in den Bereich mit der Linksverzahnung und die Sperrklinke des anderen Aktuators in den Bereich mit der Rechtsverzahnung eingreifen kann. Somit können über die Längenänderung des einen vorgegebenen relativ kleinen Vorhubes eines Aktuators hinaus beliebige Verlängerungen beziehungsweise Verkürzungen durch den anderen Aktuator des Verstellelementes realisiert werden.According to the invention, the object is achieved in a ring fixator for external fixation and reduction of bone fragments with at least two spaced at a distance at which wires guided by bone, and the distance and the position of two ring planes to each other with at least six adjustment elements is adjustable are fixed by means of joints on the ring planes, achieved in that each adjusting element as an integral component for the length change at least one actuator, that the actuator comprises a molded from a shape memory alloy element, associated with this element in connection tempering device and a presto counteracting energy storage, and that the element is formed under the action of temperature against the energy storage a Vorhub generating, so that each adjusting element is variable in its length. It proves to be advantageous if the element is a Nitinolscheibe that turns when heated by the tempering according to the ability of nitinol in the form of a spherical zone. When cooled, it gets its disk shape again through the energy storage, which may be a coil spring in the simplest case. The energy storage is adjustable by changing the bias of the spring. It is also advantageous if two disks are arranged one above the other so that upon heating, a cavity is formed between the now-formed spherical zones. The necessary forces can be predetermined and precisely adjusted by shaping the Nitinolscheiben. The actuators can be introduced in the longitudinal direction of the adjusting elements in such a way that thus the advance stroke is at the same time the length extension of the adjusting element. By juxtaposing several actuators, the possible increase in length can be increased. The particular advantage of the invention, however, is that not only starting from the initial length of the adjusting an extension, but also a shortening can be realized by the arrangement of two actuators. For this purpose, a so-called threaded spindle is integrated with threaded nut in the adjustment, so that the twisting of the nut either to the right an extension or to the left a shortening of the adjustment has the consequence. In the simplest case, while the adjusting element is cylindrical and divided into two halves, wherein in at least one cylindrical part, an internal thread is introduced, in which a part of a pipe with an adapted external thread and can be unscrewed. The threaded nut is fixed in such an embodiment with the tube, but rotatably connected to the other half of the adjusting element, so that when turning the threaded nut and thus the tube is either a shortening or lengthening of the adjusting element. Since the nut is to be rotated in both directions, it proves to be beneficial to divide the threaded nut in the surrounding outer area in two areas, one area is provided with a left-hand toothing and the other area with a right-hand toothing. The two actuators, which are provided with a rear spring pawl are connected perpendicular to the direction of change in length of the adjusting fixed to the one part of the adjustment so that the one pawl in the area with the left teeth and the pawl of the other actuator in the area with the right teeth can intervene. Thus, any extensions or shortenings can be realized by the other actuator of the adjustment over the change in length of a predetermined relatively small Vorhubes an actuator addition.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei zeigen die Zeichnungen:The Invention will be described below with reference to embodiments be explained in more detail. The drawings show:
In
Hier
ist das Verstellelement
- 11
- Aktuatoractuator
- 22
- erstes Gehäuseteilfirst housing part
- 33
- zweites Gehäuseteilsecond housing part
- 44
- Führungsstiftguide pin
- 55
- Kraftspeicherpower storage
- 66
- NitinolscheibeNitinolscheibe
- 77
- NitinolscheibeNitinolscheibe
- 88th
- Temperiereinrichtungtempering
- 99
- Verstellelementadjustment
- 1010
- Spindelmutterspindle nut
- 1111
- Linksverzahnunglinks teeth
- 1212
- Rechtsverzahnunglegal teeth
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 29503147 U1 [0003, 0003] - DE 29503147 U1 [0003, 0003]
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