DE60211509T2

DE60211509T2 - Einsetzvorrichtung für knochenfixierungselemente

Info

Publication number: DE60211509T2
Application number: DE60211509T
Authority: DE
Inventors: Mike C. Ling of Prussia Chen; Ralph Roslyn Zwirnmann
Original assignee: Synthes GmbH
Current assignee: Chen Mike C King Of Prussia Pa Us; Zwirnmann Ralph Roslyn Pa Us; Synthes GmbH
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: AR034061A1; WO2002096310A8; DE60211509D1; HK1059872A1; CA2448676A1; EP1389964A1; MXPA03010886A; EP1389964B1; WO2002096310A1; BR0210067A; JP2004527345A; CA2448676C; ATE326181T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Lagerung und Abgabe von osteosynthetischen Fixationselementen und im speziellen auf eine Vorrichtung zur Befestigung von Fixationselementen an einem Knochen.
Als nächstliegender Stand der Technik wird die US-A-5458 608 betrachtet, welche eine Vorrichtung für den vorliegenden Zweck offenbart und ein longitudinales rohrartiges Bauelement umfasst, das ein einzelnes, mittels eines Kolben bewegbares Trägerelement für Fixationsmittel hält.
Bei der chirurgischen Behandlung von Frakturen im maxillofazialen Bereich, wie auch bei Frakturen am Fuss und an der Hand, kann deutlich ein Trend zu immer kleineren Implantaten festgestellt werden. Der Grund hierfür ist das allgemein gestiegene Verständnis für die biomechanischen Grundlagen der Osteosynthese. Im Bereich der maxillofazialen Frakturen kann dank der Miniaturisierung der Implantate den kosmetischen Resultaten der Osteosynthese eine grössere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Im Bereich der Handchirurgie können Einschränkungen der Beweglichkeit im Bereich der Finger verhindert werden. Diesbezüglich können kleinere osteosynthetische Implantate in den Fingern unterhalb der Sehnen platziert werden. Im Falle eines Implantates mit einem grossen Querschnitt müssen die Sehnen nicht länger bis zu ihrer vollen Länge gedehnt werden.
Die Abmessungen von kleineren Implantaten (Schrauben, Platten und Stifte) liegen im Bereich zwischen ungefähr 0,8 mm und ungefähr 2,0 mm. Aufgrund dieser Miniaturisierung entstehen Probleme im Bereich der Verpackung, Lagerung und Manipulation während der Operation. Das Handling im Operationsraum, speziell im maxillofazialen Bereich hat sich als schwierig erwiesen. Abhängig vom Grad der Ernstheit der Fraktur oder Korrektur sind bis zu 40 Knochenfixationselemente, wie Stifte oder Schrauben erforderlich. Diese Schrauben müssen von der Operationsschwester einzeln aus einem so genannten Schraubendepot entnommen werden, bezüglich ihrer Länge kontrolliert werden, auf einem Schraubendreher platziert werden und dem Chirurgen übergeben werden. Der Chirurg muss diese dann wieder durch die Osteosyntheseplatte in die vorgebohrten Schraubenlöcher einführen. Während des Transfers der Schraube und der versuchten Einführung der Schraube fällt diese oft vom Schraubendreher in die Wunde oder auf den Boden des Operationsraums. Der Versuch, eine verlorene Schraube zu finden, ist wegen deren Abmessungen oft ausserordentlich zeitraubend und verlängert die Zeit während der Operation. Der häufige Verlust von Schrauben im Operationsraum und während der Verpackung und Sterilisierung verursacht unnötige Kosten für das Spital.
Ein zusätzliches Problem bei der Verwendung von Miniaturschrauben entsteht während deren Implantation. Nachdem der Chirurg die korrekte Osteosyntheseplatte für die zu behandelnde Fraktur ausgewählt hat, wird eine Platte über der Fraktur positioniert. Anschliessend wird durch eines der Plattenlöcher ein Loch für die Schraube gebohrt (0,5–1,5 mm Durchmesser). Nach dem Bohren wird die Schraube von der Operationsschwester erhalten und durch die Platte in den Knochen geschraubt. Gewöhnlich entstehen Probleme beim Finden des Kernbohrloches im Knochen, da die Knochenoberfläche mit Blut oder Weichteilgewebe bedeckt ist und die Platte auf der glatten Knochenoberfläche rutschen kann.
Zusätzlich treten Probleme bei der Kontrolle der Grösse der angreifenden Kraft während des Einsetzens der Schraube oder des Stiftes auf. Beispielsweise wenn der Chirurg gezwungen ist, mit manueller Kraftaufwendung eine Schraube oder einen Stift einzuführen, könnte die manuelle Kraft auf den umliegenden Knochen übertragen werden, was dünne und/oder flexible Knochen bei jungen Patienten biegen könnte.
Ebenfalls können Probleme auftreten, wie das Zerreissen von chirurgischen Handschuhen oder ein Einklemmen der Hand, wenn die Einsetzvorrichtung Teile aufweist, welche sich während des Einschiessens der Vorrichtung ausserhalb bewegen.
Aus diesem Grunde besteht ein Bedürfnis für eine Einsetzvorrichtung, welche die erforderliche manuelle Kraftausübung minimiert, und die auf den umliegenden Knochen wirkenden Gesamtkräfte während der Einführung zu minimieren.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zur Befestigung von Fixationselementen an Knochen gemäss Anspruch 1. Die genannte Vorrichtung umfasst ein Längselement mit einem sich darin erstreckenden Kanal, einen Kolben und eine Vielzahl von Abstandelementen, welche im Kanal positionierbar sind und mittels des Kolbens bewegbar sind. Jedes Abstandelement hat einen Kopfteil an einem proximalen Ende, welcher zum Halten eines Fixationselementes ausgebildet und dimensioniert ist.
In einer besonderen Ausführungsform hat das Abstandelement einen Hohlraum an einem proximalen Ende, welches zur Aufnahme eines Spitzensegmentes eines benachbarten Abstandelementes ausgebildet und dimensioniert ist. Das Abstandelement kann einen kegelstumpfförmigen Bereich aufweisen. Das Fixationselement wird am Spitzensegment durch einen Reibschluss gehalten und das Abstandelement hat eine Schulter an einer Basis des Spitzensegmentes, welche zur Anlage an ein proximales Ende eines angrenzenden Abstandelementes ausgebildet ist, wenn solche Abstandelemente in einer aneinander angrenzenden Relation sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abstandelemente stapelbar, so dass eine Mehrzahl von Abstandelementen in einer aneinander anstossenden Relation positionierbar sind, und dass die Abstandelemente axial ausrichtbar im Kanal sind.
Der Kolben kann an einem distalen Ende eine kegelstumpfförmige Spitze umfassen, wobei die Spitze im proximalen Ende des Abstandelementes aufgenommen werden kann. In einer Ausführungsform erstreckt sich vom Kolben eine Nase radial auswärts, welche so ausgebildet ist, dass diese durch einen menschlichen Finger bewegbar ist, um den Kolben relativ zum Längselement zu bewegen. Eine Feder greift in einen Schlitz im Längselement ein, um den Kolben in einer Anzahl von vordefinierten Positionen relativ zum Längselement zu positionieren.
In einer weiteren Ausführungsform hat der Kanal eine Frontöffnung am distalen Ende des Längselementes, wobei die Abstandelemente durch die Öffnung eingeführt werden können. Ein Griff ist mit dem proximalen Ende des Längselementes verbunden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der begleitenden Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung noch näher erläutert. In den Zeichnungen ist:
1 eine perspektivische Ansicht eines Fixationselementes zur Verwendung mit der Einsetzvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung;
2 eine Seitenansicht eines Abstandelementes für die Fixationselemente;
3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Einsetzvorrichtung;
4 ein Schnitt durch die in 3 dargestellte Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein mit der Einsetzvorrichtung 130 kompatibles Fixationselement einen Stift 20 mit einem Schaft 22, welcher einstückig mit einem an dessen proximalen Ende angeordneten Kopf 24 ist. Das distale Ende des Schaftes 22 hat eine konische Nase 26, um das Einführen des Stiftes 20 in das Knochengewebe zu erleichtern. Eine Mehrzahl von kreisförmigen Rippen 28 erstreckt sich radial vom Äusseren des Schaftes 22, um zu verhindern, dass der Stift aus dem Knochengewebe entfernt wird, nachdem er eingesetzt wurde. Der Kopf 24 hat einen Aussendurchmesser, welcher grösser ist als der Durchmesser des Schaftes und berührt oder steht am Knochen oder der Knochenplatte an, wenn der Stift in das Knochengewebe eingesetzt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stift aus einem resorbierbaren Material hergestellt, so dass er temporär im Knochengewebe verbleibt und durch den Körper absorbiert wird. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Stift 20 zahlreiche unterschiedliche Konfigurationen und Abmessungen haben. Ebenfalls können unterschiedliche Typen von Fixationselementen mit der Einsetzvorrichtung 130 verwendet werden. Zum Beispiel können biokompatible Schrauben, Nägel, Anker, Nieten oder andere ähnliche Implantate auch unter Verwendung der Einsetzvorrichtung 130 eingefügt werden.
Die Stifte 20 sind an Abstandelementen 152 befestigt und koaxial im zentralen Kanal 138 des Einsetzvorrichtung 130 ausgerichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abstandelement 152 hohl und hat eine äussere Kontur und eine innere Kontur, wobei die innere Kontur im allgemeinen so ausgestaltet und dimensioniert ist, dass sie mit der äusseren Kontur übereinstimmt und somit eine Mehrzahl von Abstandelementen einfach stapelbar ist. Wie am besten in 2 zu sehen ist, hat jedes Abstandelement 152 einen kreisförmigen Querschnitt, welcher sich vom hohlen proximalen Ende 104 zum distalen Ende 106 verjüngt, wobei das distale Ende 106 eine Muffe 108 zur Aufnahme eines Stiftes 20 aufweist. Der Stift 20 wird in der Muffe 108 durch eine Press- oder Reibungspassung gehalten. Jedes Abstandelement kann am distalen Ende mindestens ein Fixationselement aufnehmen, und eine Mehrzahl von Abstandelementen kann in den zentralen Kanal 138 der Einsetzvorrichtung 130 eingeführt werden, jedes mit einem am distalen Ende befestigten Stift. Die Abstandelemente sind im Kanal 138 koaxial ausgerichtet, so dass das proximales Ende 104 jedes Abstandelementes 152 zur Aufnahme des distalen Endes 106 eines angrenzenden Abstandelementes ausgerichtet ist, so dass die Abstandelemente aneinander anstossend im Kanal einfach stapelbar sind. Jedes Abstandelement 152 umfasst gegen das distale Ende eine zylindrische Nase oder Kopfteil 110 und hat einen Durchmesser d. Der Kopfteil 110 erstreckt sich über eine Länge l von einem winkligen Mittelabschnittsteil 112. Am Übergang zwischen dem Kopfteil 110 und dem Mittelabschnittsteil ist ein Absatz 114 angeordnet. Ein hinteres Teil 116 erstreckt sich von dem Mittelabschnittsteil 112 und umfasst einen Schlitz 118, welcher sich um die äussere Peripherie erstreckt. Der hintere Teil 116 ist vorzugsweise im wesentlichen zylindrisch und hat einen Durchmesser D und der Mittelabschnittsteil 112 ist vorzugsweise im wesentlichen kegelstumpfförmig. Der Durchmesser des hinteren Teils 116 ist grösser als der Durchmesser d des Kopfteils 110, so dass der Kopfteil 110 eines Abstandelementes 152 im Innern des hinteren Teils 116 aufnehmbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Absatz 114 radial über den Umfang des Kopfteils 110 und ist so ausgestaltet und dimensioniert, dass er am proximalen Ende 104 des hinteren Teils 116 anliegt oder anstösst. Der Mittelabschnittsteil 112 und der hintere Teil 16 erstrecken sich über eine axiale Länge L vom Absatz 114 zum proximalen Ende 104, und die Länge L ist vorzugsweise grösser als die Länge l. Wenn ein Fixationselement oder Stift 120 am Kopfteil eines ersten Abstandelementes befestigt wird und dann in das Innere eines proximalen Endes eines zweiten Abstandelementes eingeführt wird, ist auf diese Weise zur Aufnahme des Kopfteils des ersten Abstandelementes und eines daran befestigten Fixationselementes ausreichend Platz im Innern des zweiten Abstandelementes.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, umfasst eine Ausführungsform einer Einsetzvorrichtung 130 einen Griff 132 am proximalen Ende 134 und ein länglicher Applizierfortsatz 136 erstreckt sich vom Griff 132 in distaler Richtung. Der Applizierfortsatz 136 hat einen zentralen Kanal 138 zur Aufnahme einer Anzahl von Fixationselementen oder Stiften 20 und ein Kolben 142 ist axial ausgerichtet zum Kanal 138 und darin zum Vorwärtsbewegen der Stifte in distaler Richtung bewegbar. Der Kolben 142 ist am proximalen Ende des Kanals 138 positioniert und eine Nase 144 erstreckt sich lateral von einer Seite des Kolbens 142 und durch einen Langschlitz 146 im Applizierfortsatz 136. Die Nase 144 umfasst einen gerändelten oder texturierten Bereich 148 zur Ergreifung mit dem Finger einer Person, so dass ein manuelles Vorschieben des Kolbens 142 im Kanal 138 ermöglicht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schlitz 146 winklige Bereiche 150 und eine Feder (nicht gezeichnet) ist an der Nase 144 befestigt, welche in die winkligen Bereiche 150 des Schlitzes 146 eingreift und eine Verschiebung des Kolbens 142 in proximaler Richtung verhindert. Der Kanal 138 bildet eine Lagerkammer für Fixationselemente, wobei die Fixationselemente an Abstandelementen 152 befestigt und im Kanal 138 koaxial ausgerichtet sind, um wie oben beschrieben eines nach dem anderen in Knochengewebe eingebracht zu werden. Die Konfiguration und Ausgestaltung der mit der Vorrichtung 130 benützten Abstandelemente 152 entsprechen dem in 2 dargestellten Abstandelement 152. Ferner werden die Fixationselemente am distalen Ende jedes Abstandelementes 152 mittels eines Presssitzes oder Reibschlusses gehalten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kanal 138 zur Aufnahme von ungefähr vier Abstandelementen ausgebildet, wobei die Erfindung jedoch auf Einsetzvorrichtungen verschiedener Grösse mit unterschiedlichen Kanallängen anwendbar ist, um mehr oder weniger Abstandelemente oder Fixationselemente nach Wunsch vorzusehen bzw. unterzubringen.
Bei der Verwendung der Einsetzvorrichtung 130 greift das proximale Ende des Kolbens 142 in das letzte oder am meisten proximale gelegene, im Kanal 138 ausgerichtete Abstandelement ein, um das Abstandelement in die distale Richtung zu bewegen und alle der im Kanal ausgerichteten Abstandelemente vorwärts zu bewegen. In einer bevorzugten Ausführungsform korrespondiert das Äussere des Kolbens 142 im wesentlichen mit dem Inneren des Mittelabschnitts und dem hinteren Teil des Abstandelementes 152. Zum Beispiel ist der Kolben 142 im allgemeinen vorzugsweise zylindrisch mit einem sich verjüngenden Abschnitt 154 am distalen Ende, und der sich verjüngende Abschnitt 154 ist winklig, um im allgemeinen mit dem Inneren des Mittelabschnittsteils des Abstandelementes 152 zu korrespondieren.

Claims

Vorrichtung zum Befestigen von Fixationselementen am Knochen, die ein entlang einer Längsachse verlaufendes Längselement (136) aufweist, welches sich von einem an seinem proximalen Ende (134) befindlichen Griff (132) zu einem distalen Ende hin erstreckt, welches einen darin verlaufenden Kanal (138), sowie einen in Bezug auf den Kanal (138) zentral angeordneten Kolben (142) mit manuellem Vorschub aufweist, wobei die Vorrichtung weiterhin folgendes umfasst: A) eine Mehrzahl von Abstandselementen (152), die innerhalb des Kanals (138) positionierbar sind und mittels des Kolbens (142) bezüglich des Kanals (138) axial verschiebbar sind, wobei B) jedes Abstandselement (152) einen Körper umfasst, der sich von einem distalen Körperende (106) zu einem proximalen Körperende (104) hin erstreckt und C) das distale Körperende (106) entsprechend angepasst ist, um zumindest einen Abschnitt eines Fixationselements aufzunehmen, wobei D) die distalen Körperenden (106) der Abstandselemente (152) zu dem distalen Ende des Längselements hin ausgerichtet sind und die proximalen Körperenden (104) der Abstandselemente (152) zu dem proximalen Ende (134) des Längselements hin ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abstandselement (152) an dem proximalen Körperende (104) einen Hohlraum aufweist, welcher entsprechend ausgelegt und dimensioniert ist, um ein distales Körperende eines angrenzenden Abstandselements (152) aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abstandselement (152) einen kegelstumpfförmigen Abschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Fixationselement mittels Reibpassung an dem distalen Körperende festgehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abstandselement (152) angrenzend an das distale Körperende einen konischen Endabschnitt beinhaltet und wobei angrenzend an den Endabschnitt eine Schulter positioniert ist und sich davon radial nach aussen erstreckt, um mit dem proximalen Körperende (104) eines angrenzenden Abstandselements (152) in Kontakt zu treten, wenn diese Abstandselemente (152) sich in aneinandergrenzender Beziehung befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abstandselemente (152) stapelbar sind, so dass eine Mehrzahl von Abstandselementen (152) in aneinandergrenzender Beziehung positionierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abstandselemente (152) innerhalb des Kanals (138) axial ausrichtbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kolben (142) an einem distalen Ende ein kegelstumpfförmiges Endstück beinhaltet und das Endstück entsprechend ausgelegt und dimensioniert ist, um in dem proximalen Körperende (104) des Abstandselements (152) aufgenommen zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 8, welche weiterhin eine Nase (144) aufweist, die sich von dem Kolben (142) radial nach aussen erstreckt, wobei die Nase entsprechend ausgelegt ist, um durch einen menschlichen Finger verschiebbar zu sein, so dass der Kolben (142) in Bezug auf das Längselement verschoben werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 9, welche weiterhin eine Feder umfasst, die mit einem in dem Längselement ausgebildeten Schlitz in Eingriff tritt, um den Kolben (142) in einer Mehrzahl von vorgewählten Stellungen in Bezug auf das Längselement zu positionieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kanal (138) an dem distalen Ende des Längselements eine vordere Öffnung aufweist, so dass die Abstandselemente (152) durch die Öffnung hindurchbewegt werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Kanal (138) weiterhin an dem proximalen Ende (134) des Längselements eine hintere Öffnung aufweist und das Abstandselement (152) durch die hintere Öffnung hindurchbewegt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Griff (132) mit dem proximalen Ende (134) des Längselements verbunden ist, wobei der Griff (132) entsprechend ausgelegt und dimensioniert ist, um die Hand eines Benutzers aufzunehmen.