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Intramedullärer Kraftträger
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Die Erfindung betrifft einen intramedullären Kraftträger für Schaftfrakturen
insbesondere an der unteren Extremität, aus einem im Markraumkanal der Extremität
verspreizbaren Nagelkörper.
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Bei der Versorgung von Knochenbrüchen werden zur Fixierung der Knochenfragmente
verschiedene Implantate und Osteosynthese-Methoden angewendet. So wird bei langen
Röhrenknochen oft eine intramedulläre Osteosynthese durchgeführt. Dabei wird im
allgemeinen ein Nagel aus zugelassenem Implantatwerkstoff (z.B. bestimmte hochlegierte
Edelstähle) in den Markraum des Knochens eingebracht, wodurch eine mehr oder weniger
stark ausgeprägte formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Nagel
und den Fragmenten und damit auch indirekt zwischen den Fragmenten untereinander
erzeugt wird.
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Bei der Nagel-Methode nach Küntscher wird der Zusammenhalt der Fragmente
dadurch erzeugt, daß der Nagel beispielsweise mit einem kleeblattförmigen und längsgeschlitzten
Hohlprofil versehen wird, dessen äußere Abmessungen der lichten Weite des Markraums
so angepaßt werden, daß aus einem Sortiment von Nägeln mit unterschiedlichen äußeren
Abmessungen in jedem Einzelfall ein Nagel ausgewählt wird, der unverformt nicht
in den Markraum passen würde und der daher beim Eintreiben in den Markraum elastisch
verformt wird, was durch den Längsschlitz ermöglicht wird. Dadurch verspannt sich
der Nagel im Markraum.
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Nachteilhaft an diesem oder an vergleichbaren Verfahren ist, daß der
Markraum nur ungefähr im mittleren Drittel, d.h. im Bereich der physiologischen
Diaphyseenge, eine angenähert hohl zylindrische Form aufweist, in der die elastische
Verspannung des Nagels erfolgen kann, um eine ausreichend reibschlüssige Verbindung
zwischen Nagel und Knochen zu gewährleisten, die zur gegenseitigen Fixierung der
Fragmente nötig ist. Diese Methode ist daher im wesentlichen nur bei Frakturen im
mittleren Drittel des -Knochens anwendbar.
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Bei Mehrfachfrakturen sowie Frakturen in größerer Gelenknähe wird
für die intramedullärer Osteosynthese ein Verriegelungsriegel verwendet, der als
solcher dem Küntscher-Nagel entspricht, jedoch sowohl am proximalen als auch am
distalen Ende mit Querlöchern versehen ist, durch die nach Einbringen des Nagels
und Setzen entsprechend gelagerter Querbohrungen im Knochen Stifte oder Schrauben
eingebracht werden, die durch Formschluß die Verbindung zwischen Nagel und Knochen
und damit eine ausreichende Ruhigstellung der Fragmente gewährleisten.
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Der Nachteil dieser Methode besteht darin, daß - wie bei jeder Nagelung
- aufgrund der im allgemeinen gewundenen Form der Markhöhle nach der Einbringung
des Nagels dieser nicht mehr die ursprüngliche Form aufweist und daher die genaue
Flucht der Querlöcher im Nagel nur unter einem Röntgenschirm oder Bildwandler aufgefunden
werden kann, um entsprechend die Querbohrungen im Knochen setzen zu können. Das
ist mit einer mitunter nicht unerheblichen Strahlenbelastung für Patient, Arzt und
medizinisches Personal verbunden und kompliziert zudem den technischen Aufwand für
den chirurgischen Eingriff.
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Im allgemeinen liegt der Vorteil der intramedullären Osteosynthese
d#rin, daß ihre Sandhaburlg unkompliziert
ist, daß großflächige
Läsionen des den Knochen umgebenden Gewebes vermieden werden können und daß durch
die koaxiale Anordnung von Knochen und Stützimplantat eine gleichmäßigere und damit
wirkungsvollere Fixierung möglich ist, sofern diese Methode insbesondere bei den
langen Röhrenknochen überhaupt angewendet werden kann.
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Eine weitere Möglichkeit der intramedullären Osteosynthese bei Vorliegen
von auch außerhalb der physiologischen liegenden Frakturen sieht die Verwendung
von Spreiznägeln vor, die jedoch von so geringer innerer Festigkeit sind, daß ihr
Einsatz nur selten praktiziert wird. Im DE-GM 77 22 331 ist beispielsweise eine
Methode beschrieben, bei dem zuerst ein Außennagel mit V-Profil eingebracht wird,
an dessen distalem Ende eine Auflaufschräge angebracht ist, auf die das distale
Ende eines anschließend eingebrachten Innennagels aus Vollmaterial mit kreisförmigem
Querschnitt aufläuft, so daß sich die distalen Enden von Außen- und Innennagel gegeneinander
verspreizen und so besser an die Wandung des sich trompetenförmig öffnenden Markraumkanals
anschmiegen und damit den Formschluß verbessern. Neben der geringen Festigkeit hat
diese Methode auch den Nachteil, daß nacheinander zwei Nägel, nämlich Außennagel
und Innennagel, eingeführt werden müssen, was diesen bekannten intramedullären Kraftträger
arbeitsaufwendig und unbequem zu handhaben macht.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den eingangs genannten intramedullären
Kraftträger so zu verbessern, daß dieser sich durch hohe Festigkeit auszeichnet
und leicht zu handhaben ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das distale
Ende des Nagelkörpers von diesem proximalen Ende aus verspreizbar ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
Der erfindungsgemäße intramedullAre Kraftträger ermöglicht insbesondere die folgenden
Vorteile: 1. Die Aufspreizung am distalen Ende des Nagelkörpers wird nicht wie beim
herkömmlichen Spreiznagel durch eine Auflauf schräge, die sich am Beginn der trompetenförmigen
Offnung des Markraurnkanals befindet, unterstützt, bei der das distale Ende des
Nagels nur ~fliegend" gelagert ist und sich deshalb elastisch an der Knochenwand
abstützt.
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Beim erfindungsgemäßen intramedullaren Kraftträger erfolgt dagegen
die Abstützung am äußersten distalen Ende des Nagelkörpers und gibt damit dem System
Nagel/Knochen eine weitaus größere Festigkeit.
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2. Die Verstellmöglichkeit der Abstützung ist nicht nur indirekt durch
eine stufenweise Verstellbarkeit der Lage der #flaufschräge in longitudinaler Richtung
relativ zu Knochen und Innennagel gegeben, wie dies bei der bekannten Ausführung
nach DE-GM 77 22 331 der Fall ist, vielmehr ist die Abstützung stufenlos bis zur
Erreichung des zur optimalen Fixierung nötigen Form- und Kraftschlusses einstellbar.
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3. Die Anpassung der Oberflächenform des erfindungsgemaßen intramedullären
Kraftträgers an die gegebenen Verhältnisse am proximalen Ende des #4arkrauznkanals
wird bereits bei der Herstellung des Nagels vorgenommen; diese Form des Nagels paßt
sich beim Eintreiben £orm- und kraftschlüssig an und verhindert somit ein nachträgliches
Lockern der Verbindung, wie dies im spongiösen Bereich bei herkömmlichen Nägeln
möglich ist.
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4. Aufgrund der Formgebung mit dem scharfkantigen Längsprofil im proximalen
Bereich des Nagels ist eine unvergleichbar hohe Torsionsfestigkeit der Verbindung
Nagel/Knochen gegeben.
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5. Xhnliches gilt auch für das distale Ende des Nagelkörpers wegen
der gezielt dosierbaren Anschmiegung und Kraftausübung an bzw. auf die Kortikalis
des Knochens bei der Spreizung des Nagels.
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6. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß wegen der guten Form- und
Kraftschlüssigkeit im gesamten Nagelbereich auch relativ gelenknahe Brüche versorgt
werden können, ohne daß die oben beschriebenen Nachteile der Verriegelungsnagelung
oder diejenigen der Plattenosteosynthese in Kauf genommen werden müssen.
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7. Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung beruht darauf, daß wegen
der ausgezeichneten Anpaßbarkeit des Nagelkörpers an die individuelle Ausformung
des Markraums eine erhebliche Reduzierung der Modellvielfalt gegeben ist und damit
Herstell- und Lagerkosten sowie Lagerplatzaufwand erheblich reduziert werden können;
auch werden negative Folgen von möglichen Lieferengpässen praktisch ausgeschlossen.
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Zusammenfassend wird also erreicht, daß nach dem Eindringen und Verspannen
des Nagels - eine extrem hohe Festigkeit gegen ein Aufklaffen der Bruch spalte durch
Zugkräfte am Knochen besteht, - eine extrem hohe Festigkeit gegen Relativbewegungen
der Bruchspaltufer gegen Torsionsmomente vorliegt, - wegen der guten Formanpassung,
einer entsprechenden Materialauswahl und Dimensionierung sowie wegen der hohen Zugfestigkeit
der Verbindung eine sehr hohe Biegefestigkeit des verspannten Systems vorliegt,
wodurch auch ein einseitiges Aufklaffen der Bruchspalte verhinderbar ist.
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Im Gegensatz zur bisher durchgeführten Marknagelung, die auf Küntscher
zurück#geht und ein Aufbohren der Markhöhle erfordert, wodurch es zu einer temporären
Zerstörung des dortigen Gefäßsystems kommt, und die auf einfache Bruchformen im
mittleren Schaftdrittel beschränkt ist und nur eine geringe Rotationsstabilität
liefert, ermöglicht die Erfindung eine intramedulläre Osteosynthese ohne Aufbohren
der Narkhöhle auch bei Frakturen außerhalb der physiologischen Diaphysenenge bei
hoher Biege- und Rotationsstabilität, was durch die spezielle Gestaltung des Nagelkörpers
bzw. Implantates und dessen Spreizmechanik erzielt wird.
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Die Stabilität wird insbesondere durch die feste Verankerung des mit
longitudinalen scharfkantigen Rippen versehenen Kopf stückes in der proximalen metaphysären
Spongiosa und durch die aufgespreizten Nagellamellen in der distalen metaphysären
Spongiosa erreicht. Durch die distale Aufspreizung des Nagels werden die soliden
Lamellen außerdem gegen die Innencorticalis gepreßt, und dadurch erhält der Nagelkörper
zusätzlich eine elastische Verspannung im Knochenrohr.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 den erfindungsgemäßen Nagel im ungespreizten Zustand in einem
Oberschenkelknochen, Fig. 2 den Nagel von Fig. 1 in einem gespreizten Zustand, und
Fig. 3 einen Schnitt durch das proximale Ende des Nagelkörpers.
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Fig. 1 zeigt einen Nagelkörper 1 in ungespreiztem Zustand in einem
Oberschenkelknochen 2.
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Das proximale Ende des Nagelkörpers 1 ist mit einem scharfkantigen
Längsprofil 4 versehen. Dieses proximale Ende 3 verjüngt sich am distalen Ende des
profilierten Teils in distaler Richtung konisch und erhält dabei einen kreisförmigen
Querschnitt, der sich weiterhin konisch bis zum distalen Ende 5 des Nagelkörpers
1 verjüngt. Dieser gesamte Bereich des Nagelkörpers mit kreisrundem Querschnitt
ist in seiner gesamten Länge in der Sagittalebene mit einem Schlitz 6 versehen,
der bis in einen Teil des profilierten proximalen Endes 4 hinein reicht.
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Das Längsprofil 4 ist am distalen Ende des profilierten Bereichs in
einem Teil 7 frontal weggenommen. Dadurch wird eine Arrpassung an die übliche Form
des Markraumkanals im proximalen Ende des Femurs erreicht. Das dargestellte Ausfuhrungsbeispiel
dient nämlich zur Frakturversorgung des Femurs bzw. Oberschenkelknochen; zur Versorgung
der Tibia bzw. des Schienbeins ist eine entsprechende andere Formgebung notwendig.
Das proximale, profilierte Ende 3 des Nagelkörpers 1 ist mit einem Innengewinde
11 zur Aufnahme einer Verbindungshülse versehen. An das Innengewinde 11 schließt
sich eine Bohrung 24 an deren Durchmesser mit dem Kerndurchmesser des Innengewindes
11 übereinstimmt. Diese Bohrung dient zur Aufnahme einer Spannmutter 23. Am proximalen
Ende des profilierten Bereichs ist der Nagelkörper 1 mit einer Sternverzahnung 8
versehen, also mit einer kronenartigen Ausbildung, die eine formschlüssige Verbindung
zu einem Handstück eines Einschlaginstruments erlaubt und damit eine gute Führung
und Reponierbarkeit des Nagels während des Eintreibevorgangs im Markraum gestattet.
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Der Schlitz 6 in der Sagittalebene des Nagelkörpers 1 gestattet bis
zur gegenseitigen Berührung der gegenüberliegenden Schnittufer 9, 10 eine Verringerung
des Nageldurchmessers in der Frontalebene und unterstützt dadurch die Anpassung
des Nagels im proximalen Bereich an die sich konisch verjüngende Markraumhöhle bis
zur editen Stelle der physiologischen Diaphyseenge. Der nichtprofilierte Teil des
Nagelkörpers 1 ist in der Sagittalebene dem mittleren Erwartungswert der Krümmung
des Markraumkanals entsprechend vorgebogen In der Frontalebene sind beide durch
den Schlitz 6 entstehende Lamellen 12,13 des Nagelkörpers 1 symmetrisch zum so Schlitz
s-förmig weit vorgebogenf daß ein Zusammenpressen der Lamellen 12,13 gerade noch
ohne plastische Verformung erfolgen kann. Bei einer Entlastung nach dem Zusammenpressen
wird also gerade wieder die ursprüngliche Form erreicht Dadurch kann das distale
Ende 5 des Nagels beim Eintreiben die engste Stelle des Markraumkanals passieren
und sich anschließend selbsttätig so weit aufweiten, wie dies die Form des Markraumkanals
zuläßt. Damit wird eine gewisse Vorspannung im distalen Bereich der physiologischen
Diaphyseenge bereits vor der mechanischen Verspreizung und zu deren Unterstützung
erreicht.
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Die distalen Enden der Lamellen 12,13 sind symmetrisch angeflacht,
um gelenkig über Gelenkstifte í 4 ,1 ipreizhebel 16,17 aufzunehmen Die distalen
Enden der Spreizhebel 16 und 17 sowie die Nagelspitze 18 sind in einem gemeinsamen
Gelenk über einen Gelenkstift 20 miteinander verbunden. Die äußeren Konturenden
der Lamellen 1 S, 13 der Nagelspitze 18 sowie der distalen und proximalen Enden
der Spreizhebel 16,17 sind so gestaltet, daß in einem weiten Bereich der Aufspreizung
der Lamellen 12, 113 die Lagerkrä#te nicht als Scherkräfte von den Gelenkstiften
14,15 und 20 aufgenommen werden müssen,
sondern die Lamellen 12,13,
die Spreizhebel 16,17 und die Nagelspitze 18 sich direkt gegeneinander abstützen.
Ein mit der Nagelspitze 18 fest verbundener Zug/Druckanker 21 liegt konzentrisch
im Nagelkörper 1 sein proximales Ende ist mit einem Gewinde 22 versehen und über
dieses Gewinde 22 mit der Spannmutter 23 verbunden. Zur Aufspreizung des distalen
Endes des Nagels kann durch Drehung der Spannmutter 23 in proximaler Richtung über
das Gewinde 22 an dem Zug/Druckanker 21 gezogen werden, der seinerseits durch seine
feste Verbindung mit der Nagelspitze 18 auch diese in proximaler Richtung zieht
und dadurch über die Spreizhebel 16,17 i die distalen Enden der Lamellen 12,13 des
Nagelkörpers 1 auseinanderspreizt. Die Zugkräfte des Zug/Druckankers 21 werden am
proximalen Ende des Nagelkörpers 1 durch die Fläche des Bohrungsgrundes 26 aufgenommen.
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Das Verspannen des Nagels erfolgt bestimmungsgemäß nach dessen Eintreiben
in den Markraumkanal; es ruft eine Anpassung der Lamellen 12,13 an die Form der
Markhöhle im distalen Ende hervor.
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Nach der Verspannung oder Spreizung des Nagels im Markraumkanal wird
ein Handstück eines Einschlaginstruments, das mit der ein Außengewinde aufweisenden
Verbindungshülse in das Innengewinde 11 des proximalen Endes 3 des Nagelkörpers
1 verschraibt war, wieder entfernt; das nun offenliegende proximale Ende 3 des Nagelkörpers
1 wird für die Verweildauer des Implantats mit einem Verschlußstopfen verschlossen,
dessen Außengewinde in das gleiche Innengewinde 11 am proximalen Ende 3 des Nagelkörpers
1 eingreift.
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Der Außendurchmesser des HandstQckes des Einschlaginstruments ist
kleiner als der Außendurchmesser des proximalen Endes 3 des Nagelkörpers 1 damit
werden keine zusätzliche Aufweitung der Knochenöffnung an der Einschlagstelle und
kein sonst üblicher e'Pertigschläger", der im Durchmesser geringer als der ~Vorschläger"
ist, benötigt. Es ist beim Eintreibvorgang also kein Wechsel des Instrumentariums
notwendig.
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Das Reponieren eines distalen Fragments kann leicht und mühelos vorgenommen
werden, bevor die Verspreizung des Nagels vorgenommen wird. Bei Fehlern in der Ausrichtung
der Fragmente kann auch nach erfolgter Verspreizung diese leicht gelockert und erneut
reponiert werden. Das proximale Ende der Spannmutter 23 weist ei1##Innensechskant
25 auf, in den ein Steckschlüssel paßt. Handstück und Verbindungshülse des Einschlaginstruments
haben jeweils eine Bohrung, durch die bei befestigtem Einschlaginstrument der Steckschlüssel
geführt werden kann, um die Verspreizung vorzunehmen, während das Einschlaginstrument
am Nagel befestigt ist. Desgleichen hat auch der Steckschlüssel eine Bohrung, in
die das Gew9zi#rde des Zt;/rruck-Akers wandern kann, wenn der Nagel versp#nnt wird.
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Die Entspreizung des Nagels erfolgt in umgekehrter Richtung wie die
Spreizung. Jedoch dient hier als Auflage fläche für die Druckkräfte das distale
Ende der Verbindungshülse Die über den Zug/Druckanker 21 ausübbaren Druckkräfte
auf die Nagelspitze 18 reichen in jedem Fall aus, die Verspreizung soweit zu lockern,
daß eine problemlose Besektion des Nagels möglich ist. Der während der Implantatzeit
in das Innengewinde 11 eingesetzte Verschlußstopfen verhindert ein Einwachsen von
Spongiosa in das Gewinde 11 am proximalen Ende 3 des Nagelkörpers 1, so daß dieses
zur Entfernung zugänglich und verwendbar ist. Das .Einschlaginstrumentarium kann
in gleicher Weise auch als Ausschlaginstrumentarium verwendet werden Am proximalen
Ende der Verbindungshülse ist ein Innengewinde vorgesehen, in das das Führungsstück
des Ausschlaginstruments geschraubt
werden kann, um die proximal
gerichteten Kräfte des Schlaggewichts beim Austreiben auf den Nagelkörper 1 zu übertragen.
In gleicher Weise ist es möglich, das Führungsstück des Ausschlaginstruments über
das an dessen Ende angebrachte Gewinde direkt in das Innengewinde der Verbindungshülse
einzuschrauben, die ihrerseits auchohne das Handstück des Einschlaginstruments in
das Innengewinde 11 am proximalen Ende 3 des Nagelkörpers 1 geschraubt werden kann.
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Der erfindungsgemäße intramedulläre Kraftträger kann daher mit einem
überaus einfachen und aus wenigen Einzelteilen bestehenden Ein- und Ausschlaginstrumentarium
ein- bzw. ausgebracht werden.
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