-
BEREICH DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verbindungsvorrichtungen,
und insbesondere eine Knochenverbindungsvorrichtung für die Drehstabilisierung
von Knochensegmenten.
-
Eine
Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ist aus
der Patentschrift
US 4,530,355 von
Griggs bekannt.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Vorrichtungen
für die
Reparatur großer
Knochenbrüche
(z.B. Brüche
des Oberschenkelbeinhalses) bestanden allgemein aus gewissen Kombinationen
einer Ankerschraube mit einer Seitenplatte und gewissen Mitteln
zur Befestigung dieser beiden Elemente miteinander und mit den gebrochenen
Knochensegmenten. Die Fähigkeit,
eine Ankerschraube (auch als „Hüftschraube" bekannt) hinsichtlich
ihrer Seitenplatte drehbar zu sperren, ist in solchen Vorrichtungen
sehr wichtig, da nach einer Implantierung eine Drehbewegung der
Ankerschraube der Seitenplatte gegenüber einen frühzeitigen
Verschleiß des Knochenfragments
und eine Auflockerung des Systems vor der endgültigen Heilung zur Folge haben kann.
-
Die
Vorrichtungen der früheren
Technik haben versucht, eingebaute Schlossschrauben durch Stifte,
Bolzen, Ringe, Dorne usw. zu sperren. Siehe z.B. die
U.S. Patente 5,007,910 und
5,514,138 von Anapliotis
et al. und McCarthy. Die zusätzlich
erforderliche Operationszeit und die Operationsgeräte zur Ausrichtung
und ordnungsmäßigen Installierung
dieser Einrichtungen haben einen Wunsch für einfachere und wirksamere
Vorrichtungen für
die Ausrichtung und drehbare Sperrung der Ankerschraube an der Seitenplatte
angeregt. Ein derartiges Mittel könnte die chirurgische Operationszeit
und Komplexität
verringern und einen wirksameren und effizienteren Mechanismus für die drehbare
Sperrung einer Ankerschraube an ihre zugehörige Seitenplatte schaffen, zum
offensichtlich beiderseitigen Vorteil von Orthopäden und Patienten.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
In
einer bevorzugten Ausführung
ist die gegenwärtige
Erfindung eine Vorrichtung für
die Drehstabilisierung von Knochensegmenten, umfassend: eine Knochenankerschraube
mit einem Knocheneingriffsende, einem distalen Ende und einem verkeilten Querschnittprofil,
wobei das Knocheneingriffsende für
den Eingriff in ein erstes Knochensegment ausgebildet ist; eine
Knochenplatte mit einem flachen Abschnitt zum Eingriff in ein zweites
Knochensegment und einen walzenförmigen
Abschnitt mit einer inneren Bohrung zur gleitenden Aufnahme der
Ankerschraube; und eine Sperrhülse
mit einem dem verkeilten Querschnittprofil der Ankerschraube entsprechenden
verkeilten Innenprofil, um die Sperrhülse und der Ankerschraube drehbar
zu verbinden, wenn die Ankerschraube durch die Sperrhülse eingeführt worden
ist, und eine für
eine freie Drehbewegung (1) in einer ersten Position in der Innenbohrung
des walzenförmigen
Knochenplattenabschnitts und für
einen Reibungseingriff (2) in einer zweiten Position in der Innenbohrung
des walzenförmigen
Knochenplattenabschnitts ausgebildete und dimensionierte Außenfläche, um
einer Drehung der Knochenplattenhülse gegenüber zu widerstehen bzw. vorzubeugen,
und dadurch einer Drehung der Ankerschraube der Knochenplatte gegenüber zu widerstehen
bzw. vorzubeugen. Die Sperrhülse
kann zylindrisch und die Außenfläche der
Sperrhülse
kann verjüngt
ausgebildet sein. Die Verjüngung
der Sperrhülsen-Außenfläche kann
von 0 Grad bis etwa 10 Grad betragen. Die Verjüngung der Sperrhülsen-Außenfläche kann
durch eine größeren und
einen kleineren Durchmesser definiert sein, wobei das distale Hülsenende
den größeren Durchmesser
und das proximale Hülsenende den
kleineren Durchmesser hat.
-
Die
innere Bohrung des walzenförmigen Knochenplattenabschnitts
kann gleichfalls mit einer Verjüngung
ausgebildet sein, und die Verjüngung
der Sperrhülsen-Außenfläche kann
dieselbe Gradneigung und Profilierung wie die Verjüngung des
walzenförmigen
Knochenplattenabschnitts haben. In einem spezifischen Beispiel sperrt
die Aufprallkraft am distalen Ende der Sperrhülse die verjüngte Außenfläche der
Sperrhülse
reibungskräftig
gegen die verjüngte
Innenfläche
der inneren Knochenplattenbohrung, beugt einer weiteren Drehung
der Knochenplattenhülse
gegenüber
vor und vermeidet dadurch eine weitere Drehung der Ankerschraube
der Knochenplatte gegenüber.
Diese Reibungssperrung ist als Morse-Verjüngungseffekt bekannt. Die oben
beschriebenen Elemente (d.h. die Ankerschraube, die Knochenplatte
und die Sperrhülse)
können
aus einem beliebigen biologisch verträglichen Material gefertigt
sein, sind aber vorzugsweise aus Edelstahl, einer Titaniumlegierung
oder Titanium geformt.
-
Alternativ
kann die Sperrhülsen-Außenfläche mit
einer umgekehrten, von einem größeren Durchmesser
und einem kleineren Durchmesser definierten Verjüngung ausgebildet sein, wobei
das proximale Hülsenende
den größeren und
das distale Hülsenende
den kleineren Durchmesser hat. In der zweiten Position kann die
Sperrhülse
dann reibungskräftig
in einen proximalen Abschnitt der Knochenplatten-Innenbohrung eingreifen,
und zwar mit einer in einer distalen Richtung wirkenden (dem Körper des
Patienten ab- anstatt zugewendeten Richtung), z.B. durch eine mit
einem Schlaghammer angebrachte Kraft.
-
Der
zylindrische Knochenplattenabschnitt kann dem flachen Abschnitt
gegenüber
abgewinkelt und die Vorrichtung so beschaffen sein, dass sie sich für Reparaturen
von Oberschenkelbeinbrüchen
eignet. Es sollte jedoch erwähnt
werden, dass die Vorrichtung allgemein bei jedem Knochenbruch Anwendung
finden kann, für
den eine Drehstabilisierung wichtig ist. Die Sperrhülse kann
weiterhin mit einer Mehrzahl nicht durchgehender längsgerichteter Schlitze
versehen sein, die sich vom distalen Hülsenende bis zum proximalen
Hülsenende
hin erstrecken. Die Ankerschraube kann mit einem Spongiosa-Schraubengewinde
oder einer Mehrheit schraubenförmig
gewundener Schaufeln ausgestaltet sein.
-
In
einer Änderung
dieser Ausführung
kann die Vorrichtung weiterhin eine Gewindebohrung im distalen Ende
der Ankerschraube und eine in der Gewindebohrung der Ankerschraube
einführbare Druckschraube
umfassen. Wenn die Druckschraube in die Gewindebohrung der Ankerschraube
eingeschraubt ist, schlägt
sie gegen das distale Ende der Sperrhülse an und zieht die Ankerschraube
in einer axialen Richtung an, um die beiden Knochensegmente zu verbinden
und den Bruch zu vermindern. Wie es schon bei den oben erwähnten Elementen
der Fall war, kann die Druckschraube aus Edelstahl, einer Titaniumlegierung
oder Titanium geformt sein.
-
In
einer anderen Ausführung
ist die Erfindung eine Vorrichtung für die Drehstabilisierung von Knochensegmenten,
die folgendes umfasst: eine Knochenankerschraube mit einem Knocheneingriffsende
und einem distalen Ende, wobei das Knocheneingriffsende für den Eingriff
in ein erstes Knochensegment ausgebildet ist; eine Knochenplatte
mit einem flachen Abschnitt für
den Eingriff in ein zweites Knochensegment und einen walzenförmigen Abschnitt
mit einer Innenbohrung zur gleitenden Aufnahme einer Ankerschraube,
wobei ein Teil der Innenbohrung verjüngt ist; und eine walzenförmige Sperrhülse mit
einem ausgehöhlten
zylindrischem Inneren, einem in ein verkeiltes Querschnittprofil
der Ankerschraube passendes verkeiltes Innenprofil zur drehbaren
Verbindung der Sperrhülse
und der Ankerschraube nach Einführung
der Ankerschraube in die Sperrhülse,
und einer derart verjüngten
und dimensionierten Außenfläche, dass
sie (1) in einer ersten Position eine freie Drehung innerhalb der
Innenbohrung des walzenförmigen
Knochenplattenabschnitts zulässt
und (2) in einer zweiten Position reibungskräftig in die Innenbohrung des
walzenförmigen
Knochenplattenabschnitts eingreift, um einer Drehung der Knochenplattenhülse gegenüber zu widerstehen bzw.
vorzubeugen und damit einer Drehung der Ankerschraube der Knochenplatte
gegenüber
zu widerstehen bzw. vorzubeugen. Ein Anprallkraft an das distale
Ende der Sperrhülse
sperrt die verjüngte
Außenfläche der
Sperrhülse
reibungskräftig
gegen die verjüngte
Innenfläche
der Knochenplatten-Innenbohrung, meidet dadurch eine weitere Verdrehung
der Knochenplattenhülse
gegenüber
und beugt dadurch einer weiteren Verdrehung der Ankerschraube der Knochenplatte gegenüber vor.
Diese Reibungssperrung ist als Morse-Verjüngungseffekt bekannt. Die Verjüngung der
Außenfläche der
Sperrhülse
kann sich von 0 Grad bis auf etwa 10 Grad belaufen, und kann durch
einen größeren und
einen kleineren Durchmesser definiert werden, wobei das distale Hülsenende
den größeren und
das proximale Hülsenende
den kleineren Durchmesser hat. Der zylindrische Abschnitt der Knochenplatte
kann dem flachen Abschnitt gegenüber
abgewinkelt und die Vorrichtung kann so ausgebildet und dimensioniert
sein, dass sie sich zwar für
die Reparatur von Oberschenkelbeinbrüchen eignet, jedoch allgemein
für jede
Art von Knochenbruch eignet, bei dem eine Drehstabilisierung wichtig
ist. Die oben beschriebenen Elemente (d.h. die Ankerschraube, die
Knochenplatte und die Sperrhülse)
können
aus jedem beliebigem, biologisch verträglichem Material gefertigt
sein, sind aber vorzugsweise aus Edelstahl, einer Titaniumlegierung oder
Titanium geformt. Die Sperrhülse
kann zusätzlich
mit einer Mehrzahl nicht durchgehender längsgerichteter Schlitze ausgebildet
sein, die sich vom distalen Hülsenende
zum proximalen Hülsenende
hin erstrecken. Die Verjüngung
der Sperrhülsen-Außenfläche kann
dieselbe Gradneigung und Profilierung der Verjüngung der Innenbohrung des
zylindrisch abgewinkelten Abschnitts aufweisen.
-
In
einer alternativen Ausgestaltung kann die Sperrhülsen-Außenfläche mit einer umgekehrten, von
einem größeren Durchmesser
und einem kleineren Durchmesser definierten Verjüngung ausgebildet sein, wobei
das proximale Hülsenende
den größeren und
das distale Hülsenende
den kleineren Durchmesser hat. In der zweiten Position kann die
Sperrhülse
dann reibungskräftig
in einen proximalen Abschnitt der Knochenplatten-Innenbohrung eingreifen, und
zwar mit einer in einer distalen Richtung wirkenden (dem Körper des
Patienten ab- anstatt zugewendeten Richtung) z.B. durch eine mit
einem Schlaghammer angebrachte Kraft.
-
Die
Vorrichtung kann weiterhin am distalen Ende der Ankerschraube eine
Gewindebohrung und eine in die Gewindebohrung der Ankerschraube
einführbare
Druckschraube umfassen. Wenn die Druckschraube in die Gewindebohrung
der Ankerschraube eingeschraubt worden ist, schlägt die Druckschraube an das
distale Sperrhülsenende
an und zieht die Ankerschraube in einer axialen Richtung an, um
die zwei Knochensegmente zu verbinden und den Bruch zu vermindern.
Wie schon bei den oben erwähnten Elementen,
kann die Druckschraube aus Edelstahl, einer Titaniumlegierung oder
Titanium geformt sein.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführung
ist die Erfindung eine Vorrichtungen für die Drehstabilisierung von
Knochensegmenten, die eine Knochenankerschraube mit einem Knocheneingriffsende,
einem distalen Ende und einem verkeilten Querschnittprofil aufweist,
wobei das Knocheneingriffsende für den
Eingriff in ein erstes Knochensegment ausgebildet ist; eine Knochenplatte
mit einem flachen Abschnitt zum Eingriff in ein zweites Knochensegment und
einen walzenförmigen
Abschnitt mit einer Innenbohrung zur gleitenden Aufnahme der Ankerschraube;
und eine Sperrhülse
mit einem proximalen und einem distalen Ende, einem verkeilten Innenprofil
und einem deformierbaren Abschnitt am distalen Ende; wobei das verkeilte
Innenprofil mit dem verkeilten Querschnittprofil der Ankerschraube
zusammenpasst, um die Sperrhülse
und die Ankerschraube drehbar zu verbinden, wenn die Ankerschraube
in die Sperrhülse
eingeführt
worden ist, und der deformierbare Abschnitt so ausgebildet und dimensioniert
ist, dass er (1) in einer ersten Position innerhalb der Innenbohrung
des walzenförmigen
Abschnitts der Knochenplatte eine freie Drehung zulässt, und
(2) in einer zweiten Position einen reibungskräftigen Eingriff in die Innenbohrung
des walzenförmigen
Knochenplattenabschnitts herbeiführt,
um einer Drehung der Knochenplattenhülse gegenüber zu widerstehen oder vorzubeugen,
und damit der Drehung der Knochenplattenhülse gegenüber zu widerstehen bzw. vorzubeugen.
Eine axiale Aufprallkraft in einer proximalen Richtung am distalen
Ende der Sperrhülse
sperrt den deformierbaren Abschnitt der Sperrhülse reibungskräftig gegen
die Innenfläche
der Knochenplatten-Innenbohrung und beugt einer weiteren Drehung
de Hülse
der Knochenplatte gegenüber
vor, wobei eine weitere Drehung der Ankerschraube der Knochenplatte
gegenüber
verhindert wird. Die Sperrhülse kann
wesentlich zylindrisch und der deformierbare Abschnitt der Sperrhülse kann am
distalen Ende der Sperrhülse
einen Höchstdurchmesser
und am proximalen Ende der Sperrhülse eine Verjüngung aufweisen,
die mit der Längsachse
der Sperrhülse
einen Winkel von etwa 20° (etwa
70° mit
der senkrechten Achse) bildet. Der Höchstdurchmesser kann größer als
der Innendurchmesser der Innenbohrung sein, wenn die Sperrhülse in der
ersten Position steht. Die Innenbohrung des walzenförmigen Knochenplattenabschnitts
kann am distalen Ende eine umfangsseitige Rille aufweisen, die in
das distale Ende der Sperrhülse
derart eingreift, dass die Hülse
sich in der Innenbohrung des walzenförmigen Abschnitts in der ersten
Position frei drehbar bewegt. Der deformierbare Abschnitt kann auch
eine Mehrheit deformierbarer Laschen umfassen, die sich über einen
Teil der Länge
vom distalen Sperrhülsenende
in Richtung zum proximalen Sprrhülsenende
hin erstrecken. Die deformierbaren Laschen, die in Abständen am
Umfang des distalen Sperrhülsenendes
angebracht sein können,
können
am distalen Sperrhülsenende
auch flache Abschnitte aufweisen und in Richtung zum proximalen
Sperrhülsenende
hin verjüngt
sein.
-
Der
walzenförmige
Knochenplattenabschnitt kann dem flachen Abschnitt gegenüber abgewinkelt sein,
das erste Knochensegment ist dabei der Oberschenkelbeinkopf, das
zweite Knochensegment ist der Oberschenkelbeinschaft, und die Vorrichtung
ist für
die Reparatur von Brüchen
des Oberschenkelbeinhalses ausgebildet und geeignet.
-
Wie
in früheren
Ausführungen
kann die Ankerschraube mit einem Spongiosa-Schraubengewinde oder
einer Mehrheit schraubenförmig
gewundener Schaufeln ausgebildet sein, und die Ankerschraube, die
Knochenplatte und die Sperrhülse
können
aus Edelstahl, einer Titaniumlegierung oder Titanium gefertigt sein.
-
Die
Vorrichtung kann außerdem
im distalen Ende der Ankerschraube eine Gewindebohrung und eine
in die Gewindebohrung der Ankerschraube einführbare Druckschraube aufweisen.
Wenn die Druckschraube in die Gewindebohrung der Ankerschraube eingeführt ist,
schlägt
die Druckschraube am distalen Sperrhülsenende an und zieht die Ankerschraube
in einer axialen Richtung an, um die zwei Knochensegmente zu verbinden
und den Bruch zu vermindern. Wie bei den schon oben erwähnten Elementen
kann die Druckschraube aus Edelstahl, einer Titaniumlegierung oder
Titanium gefertigt sein.
-
In
noch einer weiteren Ausführung
bietet die Erfindung ein verbessertes Verfahren für die Drehstabilisierung
von Knochensegmenten mit einer Knochenankerschraube und einer Knochenplatte,
wobei die Verbesserung folgendes umfasst: eine hinreichende Sperrung
der Knochenschraube an die Knochenplatte durch einen reibungskräftigen Eingriff,
um die Knochensegmente untereinander drehbar zu stabilisieren. Das
Verfahren kann außerdem
noch folgendes umfassen: die Einführung einer Sperrhülse in einen
walzenförmigen
Abschnitt einer Knochenplatte; die Einführung einer Ankerschraube durch
die Sperrhülse
und den walzenförmigen
Abschnitt; die drehbare Verbindung der Sperrhülse und der Ankerschraube;
die Befestigung des Knocheneingriffsendes der Ankerschraube an ein
erstes Knochensegment; und ein Anprallen der Sperrhülse, um
eine Außenfläche der
Sperrhülse
mit der Innenbohrung derart in Eingriff zu bringen, dass sie einer
weiteren Verdrehung der Knochenplattenhülse gegenüber widersteht oder vorbeugt,
und dadurch einer weiteren Verdrehung der Ankerschraube der Knochenplatte
gegenüber
entgegenwirkt. In einer Änderung
kommt ein deformierbares, distales Sperrhülsenende mit der Innenbohrung
reibungskräftig
im Eingriff, um einer weiteren Verdrehung der Knochenplattenhülse gegenüber zu widerstehen
und damit eine weitere Verdrehung der Ankerschraube der Knochenplatte
gegenüber
vorzubeugen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUGEN
-
Die
vorliegende Erfindung soll durch die folgende, in Verbindung mit
Zeichnungen gegebene Detailbeschreibung besser verstanden und übersehen
werden. Diese zeigen:
-
1 ist
eine isometrische Ansicht der demontierten Vorrichtungselemente
in einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
eine Querschnittansicht der Knochenplatte und der Sperrhülse einer
bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
-
3A ist
eine Querschnittansicht der in 2 gezeigten
Sperrhülse;
-
3B ist
eine Grundansicht der in 2 gezeigten Sperrhülse;
-
4 ist
eine Querschnittansicht der Knochenplatte und Sperrhülse einer
weiteren bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
-
5A ist
eine Seitenansicht der in 4 gezeigten
Sperrhülse;
-
5B ist
eine Grundansicht der in 4 gezeigten Sperrhülse;
-
5C ist
eine Querschnittansicht der 5 der
Linie 5C-5C entlang geschnittenen Sperrhülse,
-
6 ist
eine Querschnittansicht durch ein Paar von Knochensegmenten, das
die Anwendung einer Ausführung
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung vorführt; und
-
7 ist
eine Querschnittansicht durch ein Paar von Knochensegmenten, das
die Anwendung einer weiteren Ausführung der Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung vorführt.
-
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
-
Es
soll nun auf 1 Bezug genommen werden, die
eine isometrische Ansicht der demontierten Elemente einer Ausführung der
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Vorrichtung
erlaubt es, eine Ankerschraube (eine Hüftenschraube) innerhalb der
Bohrung einer Knochenreparaturplatte auszurichten und drehbar zu
sperren. Obwohl die Vorrichtung im Zusammenhang mit der Reparatur
eines Hüftbeinbruchs
beschrieben ist, soll darauf hingewiesen werden, dass die Vorrichtung
gleichermaßen
auch für
die Reparatur anderen Knochenbrüche, wie
etwa Kniegelenkbrüchen,
eingesetzt werden kann.
-
Eine
Seitenplatte 10 weist einen flachen Abschnitt 12 zur
Befestigung an einen (nicht gezeigten) Oberschenkelbeinschaft und
einen abgewinkelten walzenförmigen
Abschnitt 14 auf, der eine innere Bohrung 16 aufweist.
Der flache Abschnitt 12 weist Löcher 15 (die selbstsperrende
Schraubenlöcher sein
können)
zur Verbindung an den Oberschenkelbeinschaft mittels Schrauben oder
sonstigen Verbindungsmitteln auf. Die Innenbohrung 16 ist
mit einer Verjüngung
oder Kegelform ausgebildet, wie noch weiter unten unter Bezugnahme
zur 2 erläutert werden
soll.
-
Eine
Ankerschraube
18 weist an einem Knocheneingriffsende einen
Bohrungsabschnitt
20 und an einem distalen Ende ein inneres
Bohrgewinde
22 auf. Die Ankerschraube
18 kann
mit einem konventionell Spongiosa-Schraubengewinde
46 (wie in
5 beschrieben) oder mit einer Mehrheit
schraubenförmig
gewundener Schaufeln (wie in
1 gezeigt)
ausgebildet sein, so wie dies Z.B. in der
U.S. Patentschrift No. 5,741,256 von
Bresina offenbart wird.
-
Hinsichtlich
der Beschreibung der Elemente der vorliegenden Erfindung soll auch
erwähnt
werden, dass die Ausdrücke „proximal" und „distal" im Bezug auf den
Körper
des Patienten (d.h., der die Knochenstabilisierungsvorrichtung empfangenden Person)
definiert sind. Der Ausdruck „proximal" ist z.B. dafür verwendet,
um den Abschnitt eines gegebenen Elementes näher am Patientenkörper zu
bezeichnen, und der Ausdruck „distal" bezeichnet das vom
Mittelpunkt des Patientenkörpers
weiter abstehende Element.
-
In
einer Ausführung
hat eine Sperrhülse 24 ein
hohles zylindrisches Innere und eine mit einer Verjüngung geformte
Außenfläche 26.
Die Verjüngung
der Außenfläche 26 der
Sperrhülse 24,
die sich von etwa 0 Grad bis etwa 10 Grad erstreckt, hat dasselbe
Maß und
Profil wie die Verjüngung
der Innenbohrung 16. Die Sperrhülse 24 hat also an
einem distalen Ende eine Umfangslippe 28 (Siehe 3A) die
sich mit einer Umfangsrille 30 am distalen Ende der Innenbohrung 16 paart.
Wenn die Sperrhülse 24 in
die Innenbohrung 16 eingeführt worden ist, greift die
Umfangslippe 28 in die Umfangsrille 30 so ein, dass
die Hülse
in der Bohrung zwar axial festgehalten wird, sich aber der Bohrung
gegenüber
frei drehen kann. Es ist zu beachten, dass die Knochenstabilisierungsvorrichtung
den Ärzten
mit einer in die Umfangsrille 30 der Knochenplatten-Innenbohrung 16 schon
eingreifenden Sperrhülse
geliefert werden kann. Die Sperrhülse hat also ein verkeiltes
Innenprofil, das sich, wie später
noch unter Bezugnahme auf 3B erläutert werden
soll, mit einem verkeilten Querschnittprofil 32 am Schaft
der Ankerschraube 18 paart, um die Sperrhülse 24 mit
der Ankerschraube 18 drehbar zu verbinden, wenn die Ankerschraube
durch die Innenbohrung 16 und die Sperrhülse 24 eingeführt worden
ist. Die Sperrhülse 24 erleichtert
also die korrekte Ausrichtung der Ankerschraube 18 und
der Seitenplatte 10, während
sie gleichzeitig der Schraube 18 eine freie Drehbewegung
derart erlaubt, dass diese während
des Einbaus in das Knochensegment eingreifen kann. Diese integrale
Ausrichtungsfunktion der Sperrhülse 24 erübrigt die
Notwendigkeit zusätzlicher
Elemente bzw. Ausrichtungswerkzeuge.
-
Nachdem
die Sperrhülse 24 in
die Bohrung 16 eingesetzt und die Ankerschraube 18 durch
die Hülse
gesteckt worden ist und sich dort zufrieden stellend mit dem Knochen
in Eingriff gebracht hat, wird am ausgesetzten Hülsenende (d.h. am distalen Ende)
eine Anprallkraft angebracht, die die Lippe 28 aus der
Rille 30 ausrückt
und die Hülse
proximal im Inneren der Bohrung 16 weiterstößt, wodurch
sich ergibt, dass die verjüngte
Sperrhülsen-Außenfläche 26 reibungskräftig mit
der verjüngten
Fläche
der Innenbohrung 16 in Eingriff gerät. Diese reibungskräftige Sperrung,
die auch als Morse-Verjüngungseffekt
bezeichnet wird, beugt einer weiteren (sowohl axialen als drehbaren)
Bewegung der Hülse 24 der
Innenbohrung 16 gegenüber
vor, und verhindert somit eine weitere Verdrehung der Ankerschraube 18.
Diese Drehstabilisierung der Ankerschraube der Knochenplatte gegenüber wird
einem vorzeitigen Verschleiß der
Knochenfragmente und einer Auflockerung des Systems vor einer vollständigen Heilung
vorbeugen.
-
Es
ist zu beachten, dass in einer alternativen Ausführung die Bohrung, anders als
in der in den 2, 3A und 3B gezeigten
Ausführung,
eine umgekehrte Verjüngung
haben kann. In dieser Ausführung
hat die Bohrung ihren größeren Durchmesser
am proximalen Ende, ihren kleineren Durchmesser am distalen Ende,
und die Hülse
wird ihrer Lage am proximalen Ende der Innenbohrung 16 durch
eine in einer distalen Richtung wirkenden Kraft wie die eines Schlaghammers
gesperrt.
-
An
diesem Punkt anlangt, ist die Ankerschraube der Seitenplatte 10 und
der Sperrhülse 24 gegenüber drehbar
festgelegt, die Ankerschraube kann sich aber der Hülse und
Seitenplatte gegenüber immer
noch gleitend bewegen. Eine Druckschraube 34 kann in die
Gewindebohrung 22 der Ankerschraube derart eingeführt werden,
dass sie an das distale Ende der Sperrhülse 24 anschlägt und die
Ankerschraube axial in einer distalen Richtung anzieht, um die getrennten
Knochenfragmente dadurch zu verbinden (d.h. den Bruch zu vermindern)
und die gewünschte
Heilung herbeizuführen.
Die oben beschriebenen Elemente können aus Edelstahl, einer Titaniumlegierung,
Titanium oder jedem anderen beliebigen Material geeigneter Festigkeit
und biologischer Verträglichkeit
gefertigt sein.
-
Wie
weiterhin beschrieben und in den 4, 5A, 5B und 5C gezeigt, weist
in einer weiteren bevorzugten Ausführung eine Sperrhülse 50 einen
deformierbaren Abschnitt 52 auf. Bei Anwendung einer Aufprallkraft
am exponierten distalen Hülsenende 50 wird
die Hülse 50 proximal
an der Bohrung 16 entlang nach innen gestoßen, und
der deformierbare Abschnitt 52 greift reibungskräftig in
die Innenbohrung 16 ein.
-
Es
soll nun auf 2 Bezug genommen werden, die
eine Querschnittansicht der Seitenplatte und der Sperrhülse einer
bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellt. Wie schon erwähnt weist die Seitenplatte 10 einen
flachen Abschnitt 12 zur Verbindung an den Oberschenkelbeinschaft
und an den abgewinkelten walzenförmigen Abschnitt 14 auf,
der eine Innenbohrung 16 für die gleitende Aufnahme einer
(nicht gezeigten) Ankerschraube besitzt. Die Bohrung 16 weist über einen Teil
ihrer Länge
eine verjüngte
Oberfläche 17 auf. Eine
Sperrhülse 24 sitzt
in der Innenbohrung 16, während eine Umfangslippe 28 an
der Hülse 24 drehbar
in eine Umfangsrille 30 in der Bohrung 16 eingreift.
Die Hülse 24 weist
eine verjüngte
Außenfläche 26 auf,
die dieselbe Winkelgröße und Profilierung
der verjüngten
Oberfläche 17 der
Innenbohrung 16 hat. Vor der Einführung und Ausrichtung der (nicht
gezeigten) Ankerschraube und der Anbringung einer Aufprallkraft
am distalen Hülsenende 19 kann
die Hülse
innerhalb der Bohrung 16 drehbar gleiten. Die Hülse 24 hat
ein verkeiltes Innenprofil 21, wie aus der 3B besonders
klar hervorgeht, um sich mit dem entsprechenden, verkeilten Querschnittprofil
der Ankerschraube zu paaren und drehbar zu verbinden. Nach der Einführung der
Ankerschraube durch die Bohrung 16 und die Hülse 24 bewirkt
also die Drehung der Ankerschraube eine Drehung der Sperrhülse 24 der
Bohrung 16 gegenüber.
Bei Anwendung einer Aufprallkraft am distalen Hülsenende 19 wird die verjüngte Hülsenaußenfläche mit
der verjüngten Oberfläche 17 der
Bohrung 16 gesperrt. Dies gilt, wie schon oben beschrieben,
als Morse-Verjüngungseffekt.
-
Es
soll nun auf die 3A und 3B Bezug
genommen werden, die jeweils Querschnitt- und Grundansichten der
Sperrhülse
einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Sperrhülse 24 weist
eine verjüngte
Außenfläche 26 mit
einem distalen Ende 19 mit einem größeren Durchmesser, und einem
proximalen Ende 23 mit einem kleineren Durchmesser 23 auf.
Das distale Ende umfasst eine flache Außenfläche, die dazu definiert ist,
der flachen Unterseite des Kopfs einer (nicht gezeigten) Druckschraube
zu entsprechen. Am distalen Ende 19 ist eine Umfangslippe 29 vorgesehen,
um in eine Rille in der Innenbohrung der Seitenplatte einzugreifen
(siehe die 1 und 2). Die
Hülse 24 weist
gleichfalls ein verkeiltes Innenprofil 2 zur Paarung mit
einem entsprechenden, verkeilten Querschnittprofil an der (nicht
gezeigten) Schlossschraube und eine Mehrheit von längsgerichteten
Schlitzen 27 auf, die sich vom distalen Ende zum proximalen Ende 23 hin
erstrecken. Diese Schlitze 27 erleichtern das Ausrücken der
Umfangslippe 28 aus der Umfangsrinne an der Innenbohrung
der (nicht gezeigten) Seitenplatte, nachdem die Ankerschraube zufrieden stellend
in den Knochen eingegriffen hat. Wie schon oben erwähnt, erleichtert
die Hülse 24 die
Ausrichtung und sichert die richtige Einstellung der Ankerschraube,
während
sie der Schraube eine freie Drehung derart gestattet, dass ihr Bohrungsabschnitt 20 während der
Montage in das entsprechende Knochenfragment eingreifen kann. Eine
anschließend am
distalen Ende 19 angebrachte Aufprallkraft sperrt die verjüngte Außenfläche 26 an
der verjüngten
Paarungsfläche
der Seitenplatten-Innenbohrung (siehe 2). Die Sperrhülse kann
aus Edelstahl, einer Titaniumlegierung, Titanium oder aus jedem
anderen beliebigen Material geeigneter Festigkeit und biologischer
Verträglichkeit
gefertigt sein.
-
Es
sei jetzt Bezug genommen auf 4, die eine
Querschnittansicht der Seiteplatte und der Sperrhülse einer
weiteren bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt. So wie für die oben erwähnte Ausführung, hat
die Seitenplatte 10 einen flachen Abschnitt 12 für die Verbindung
an den Oberschenkelbeinschaft und an den abgewinkelten walzenförmigen Abschnitt 14 und
ist mit einer Innenbohrung 16 für die gleitende Aufnahme einer
(nicht gezeigten) Ankerschraube. Eine Sperrhülse 50 sitzt in einer
Innenbohrung 16, und ein deformierbarer Abschnitt 52 an
der Hülse 50 greift
drehbar in eine Umfangsrille 30 der Bohrung 16 ein.
Der deformierbare Abschnitt 52 umfasst eine Mehrzahl deformierbarer, längsgerichteter
(in den unten besprochenen 5A-5C näher dargestellten)
Laschen 54, die sich teilweise der Länge des deformierbaren Abschnitts
entlang erstrecken. Diese Laschen weisen am distalen Ende 56 der
Hülse 50 (wo
die Höhe
der Laschen 54, radial von der axialen Mittellinie der
Hülse aus
gemessen, am größten ist)
einen anfänglich flachen
Abschnitt auf, und verjüngen
sich anschließend
in Richtung zum proximalen Ende 58 der Hülse 50 hin
(wo die Höhe
der Lasche 54 am geringsten ist), und bilden somit einen
Winkel von etwa 20° mit der
Längsachse
(70° zur
Senkrechten). Die flachen Abschnitte 55 der Laschen 54 können eine
Länge von
etwa 1,3 mm haben. Vor der Einführung
und Ausrichtung der (nicht gezeigten) Ankerschraube und der Anbringung
einer Aufprallkraft an das distale Hülsenende 56 kann die
Hülse innerhalb
der Bohrung 16 drehbar gleiten. Die Hülse 50 hat ein verkeiltes
Innenprofil 21, wie am klarsten aus der 5B hervorgeht,
um sich mit einem entsprechenden, verkeilten Querschnittprofil der
Ankerschraube zu paaren und drehbar zu verbinden. Nach Einführung der
Ankerschraube durch die Bohrung 16 und die Hülse 50 verursacht
die Drehung der Ankerschraube daher die Drehung der Sperrhülse 50 der
Bohrung 16 gegenüber.
Nach Anbringung einer Aufprallkraft am distalen Ende 56 der
Hülse 50 wird
die Hülse 50 proximal
der Bohrung 16 entlang nach innen geschoben und bewirkt
dadurch, dass die Laschen 54 mit den Wänden der Innenbohrung 16 in
Berührung
kommen. Bei hinlänglich
großer
Aufprallkraft deformieren sich die Laschen 54 und bewirken
damit die reibungskräftige (axial-
wie drehsinnige) Sperrung der Hülse 50 an
der Innenbohrung 16.
-
Es
sei nun Bezug genommen auf die 5A, 5B und 5C,
die jeweils Seiten-, Grund- und Querschnittsansichten der Sperrhülse 50 dieser
bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Sperrhülse 50,
die wesentlich zylindrisch ist, hat einen deformierbaren Abschnitt 52,
der eine Mehrheit deformierbarer, nicht durchgehender längsgerichteter
Laschen 54 einschließt,
die anfänglich
flache Abschnitte 55 am distalen Ende 56 und anschließend gegen
das proximale Ende 58 der Hülse 50 hin verjüngte Abschnitte 55 aufweist.
Wie in 5B gezeigt, sind die Laschen 54 in
Abständen voneinander
um den Hülsenumfang 50 am
distalen Ende 56 angeordnet. Wie am besten in den 5A und 5B gezeigt,
hat der deformierbare Abschnitt 52 einen Höchstdurchmesser
am distalen Ende 56 der Hülse 50. Dieser Durchmesser
ist größer als
der Durchmesser der Innenbohrung 16 des tonneförmigen Knochenplattenabschnitts
(siehe 4). Das distale Ende 56 umfasst eine
Außenfläche, die
flach oder konkav und so entworfen sein kann, dass sie der Unterseite
des Kopfes einer (nicht gezeigten) Druckschraube entspricht. Der
deformierbare Abschnitt 52 greift in eine Rille an der
Innenbohrung der Seitenplatte (siehe 4) ein,
und erlaubt es somit der Hülse 50,
drehbar im Inneren der Bohrung 16 zu gleiten. Die Hülse 50 weist
außerdem
ein verkeiltes Innenprofil 21 zur Paarung mit einem entsprechenden,
verkeilten Querschnittprofil an der (nicht gezeigten) Ankerschraube
auf.
-
Wie
schon besprochen erleichtert die Hülse 50 eine freie
Drehbewegung, sodass ihr Bohrungsabschnitt 20 während der
Montage in ihr entsprechendes Knochenfragment eingreifen kann. Eine
anschließend
am distalen Ende 56 angebrachte Aufprallkraft sperrt die
deformierbaren Laschen 54 des deformierbaren Abschnitts 52 reibungskräftig an
die Innenfläche
der Knochenplatten-Innenbohrung (siehe 2). Diese
Passung durch Reibung oder Eingriffskraft verhindert eine weitere
Verdrehung der Hülse 50 der
Innenbohrung gegenüber.
Die Sperrhülse 50 kann
aus Edelstahl, Titanium, einer Titaniumlegierung oder einem sonstigen
Material mit geeigneter Festigkeit und biologisch verträglichen
Eigenschaften bestehen.
-
Es
soll nun auf die 6 und 7 Bezug genommen
werden, die die Anwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
zur Reparatur eines Oberschenkelbeinhalsbruches (d.h. Hüftbruches) vorführen. Wie
gezeigt wird die aufgebaute Vorrichtung 40 dazu verwendet,
zwei Knochensegmente 41, 42 (d.h. den Oberschenkelbeinkopf
und den Oberschenkelbeinschaft) zu verbinden. Es ist eine Ankerschraube 18 vorgesehen,
der ein Knocheneingriffsende, ein distales Ende und ein über eine
gewisse Länge
reichendes verkeiltes Querschnittprofil aufweist. Das Knocheneingriffsende
der Ankerschraube 18, das eine Mehrheit schraubenförmig verdrehter
(in 6 gezeigter) Schaufeln 45 oder ein (in 7 gezeigtes)
Spongiosa- Schraubengewinde 46 aufweisen kann, ist für einen
Eingriff in das erste Knochensegment 41 ausgebildet, und
das distale Ende weist eine Gewindebohrung auf.
-
Es
ist eine Seitenplatte 10 vorgesehen, die einen flachen
Abschnitt für
einen Eingriff in das zweite Knochensegment 42 und einen
abgewinkelten, walzenförmigen
Abschnitt 14 mit einer Innenbohrung zur gleitenden Aufnahme
der Ankerschraube vorsieht. Ein (nicht gezeigter) Abschnitt der
Innenbohrung weist eine Verjüngung,
und ein distales Ende der Innenbohrung eine Umfangsrille auf.
-
Eine
(nicht gezeigte) zylindrische Sperrhülse 24 bzw. 50 mit
einem ausgehöhlten
zylindrischen Inneren und ein verkeiltes Innenprofil ist ebenfalls
vorgesehen. In einer Ausführung
hat die Hülse
eine mit einer Verjüngung
ausgebildete, von einem größeren und
einem kleineren Durchmesser definierte Außenfläche, wobei ein distales Hülsenende
den größeren und
ein proximales Hülsenende
den kleiner Durchmesser aufweist, und eine Umfangslippe am distalen Ende,
um in die Umfangsrille der Innenbohrung einzugreifen. In einer anderen
Ausführung
weist der deformierbare Abschnitt einen Höchstdurchmesser auf, der größer als
der Durchmesser der Innenbohrung ist, wobei das distale Ende der
Sperrhülse
ebenfalls in eine Umfangsrille der Innenbohrung eingreift.
-
Das
System wird zusammengesetzt, indem man eine zylindrische Sperrhülse in die
Knochenplatten-Innenbohrung derart einführt, dass sie in die Innenbohrung
drehbar eingreift. Wie schon besprochen, kann das System den Ärzten mit
einer in der Knochenplatten-Innenbohrung schon im Eingriff stehenden
Sperrhülse
geliefert werden, wodurch sich die Forderung an Ärzte oder Fachleute erübrigt, die Hülse erst
in die Knochenplattenbohrung einzuführen. Die Ankerschraube 18 ist
in die Sperrhülse
derart eingeführt,
dass das verkeilte Querschnittprofil der Ankerschraube sich mit
dem verkeilten Innenprofil der Sperrhülse paart, um die Sperrhülse und
die Ankerschraube drehbar zu verbinden. Nach dem ordnungsgemäßen Eingriff
der Ankerschraube 34 in den ersten Knochenabschnitt 41 wird
das (nicht gezeigte) distale Sperrhülsenende mit einem schlägelartigen Werkzeug
geschlagen, um die Hülse
dadurch reibungskräftig
im abgewinkelten walzenförmigen
Abschnitt 14 der Seitenplatte 10 zu sperren. Diese
reibungskräftige
Sperrung verhindert eine weitere Verdrehung der Knochenplattenhülse gegenüber, und beugt
dadurch einer weiteren Verdrehung der Ankerschraube der Knochenplatte
gegenüber
vor. In einer alternativen Ausführung
wird die Hülse
durch eine in einer distalen Richtung wirkender Kraft, wie die eines Schlaghammers,
in ihrer Lage gesperrt. Die Seitenplatte 10 würde typischerweise
am Oberschenkelbeinschaft 42 mit Knochenschrauben 44 (aus
Edelstahl, Titanium oder einer Titaniumlegierung) verankert werden.
Eine Druckschraube 34 würde
alsdann so in die Gewindebohrung (siehe 1 der Ankerschraube)
eingeführt
werden, dass sie an die Sperrhülse
anschlägt
und das Knochensegment 41 an das Knochensegment 42 (siehe 6 und 7) heranzieht.
Alternativ kann die Seitenplatte 10 vor dem Anprallen der
Sperrhülse
am Oberschenkelbeinschaft befestigt werden.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung hinsichtlich bevorzugter Ausführungen
beschrieben worden ist, werden die Fachleute der Technik erkennen,
dass zahlreiche Varianten und Änderungen
angebracht werden können,
ohne jedoch dadurch vom Zweck der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Dies trifft besonders hinsichtlich der Form und Ausgestaltung der
Knochenplatte und der Ankerschraube zu, die je nach Art und Lage
der zu verbindenden Knochensegmente eingestellt werden können. Es
sollte dementsprechend klar verstanden sein, dass die oben angeführten Ausführungen
der Erfindung nicht als Zweckeinschränkungen der Erfindung zu verstehen
sind, die demnach nur durch die folgenden Ansprüche definiert ist.