DE602004011083T2

DE602004011083T2 - Orthopädische implantat- und knochenschraubenanordnung

Info

Publication number: DE602004011083T2
Application number: DE602004011083T
Authority: DE
Inventors: Joseph Bartlett FERRANTE; Angela Mason MINES; Anthony Bartlett JAMES; Roy Tampa SANDERS; Thomas A. Collierville RUSSELL
Original assignee: Smith and Nephew Inc
Current assignee: Smith and Nephew Inc
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2024-09-09
Also published as: US20110060337A1; EP1663038B1; US8187275B2; US20050149025A1; CA2536045A1; AU2004272038B2; AU2004272039B2; ES2297487T3; US7527627B2; US8617161B2; US20090209961A1; PT1663037E; JP5744968B2; ATE460893T1; JP4654186B2; DK1663037T3; US8298234B2; US7883509B2; DE602004011083D1; AU2010202805B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein System zum Verkoppeln von Knochenabschnitten über einem Bruch und insbesondere auf einen intramedullären Nagel und eine Schraubenanordnung, die verwendet werden, um Brüche langer Knochen, wie etwa des Femurs, des Numerus und der Tibia, und verschiedene periartikuläre Brüche dieser und anderer Knochen zu behandeln.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Es gibt eine Vielfalt von Geräten, die verwendet werden, um Brüche des Femurs, des Numerus, der Tibia und anderer langer Knochen zu behandeln. Zum Beispiel sind Brüche des Oberschenkelhalses, -kopfs und des intertrochantären Bereichs mit einer Vielfalt von Kompressionsschraubenanordnungen, die im Allgemeinen eine Kompressionsplatte mit einem Zylinderelement, eine Zugschraube und eine komprimierende Schraube umfassen, erfolgreich behandelt worden. Beispiele umfassen die Kompressionshüftschraubensysteme von AMBI^® und CLASSIC^TM, die von Smith & Nephew, Inc. angeboten werden. Bei derartigen Systemen wird die Kompressionsplatte an der Außenseite des Femurs gesichert, und das Zylinderelement wird in ein vorgebohrtes Loch in der Richtung des Oberschenkelkopfs eingeführt. Die Zugschraube weist ein Gewindeende oder einen anderen Mechanismus zum Eingreifen des Knochens und einen glatten Abschnitt auf. Die Zugschraube wird durch das Zylinderelement eingeführt, so dass sie sich über den Riss in den Oberschenkelkopf erstreckt. Der Gewindeabschnitt greift in den Oberschenkelkopf ein. Die Kompressionsschraube verbindet die Zugschraube mit der Platte. Durch das Einstellen der Spannung der Kompressionsschraube, kann die Kompression (Reduktion) des Bruchs variiert werden. Der glatte Abschnitt der Zugschraube ist frei, um durch das Zylinderelement zu gleiten, um die Einstellung der Kompressionsschraube zu ermöglichen. Manche Anordnungen des Stands der Technik verwenden mehrere Schrauben, um die Drehung der Zugschraube relativ zu der Kompressionsplatte und dem Zylinderelement zu verhindern und um auch die Drehung des Oberschenkelkopfs auf der Zugschraube zu verhindern.
Um Brüche des Femurs, des Numerus, der Tibia und auch anderer langer Knochen zu behandeln, sind intramedulläre Nägel in Kombination mit Zugschrauben oder anderen Schraubenanordnungen erfolgreich verwendet worden. Eine bedeutende Anwendung derartiger Geräte war die Behandlung von Oberschenkelbrüchen. Ein derartiges Nagelsystem ist das System IMHS^®, das von Smith & Nephew, Inc. angeboten und zumindest teilweise durch das US Pat. Nr. 5,032,125 , EP0,441,577 und verschiedene verwandte internationale Patente abgedeckt wird. Andere wegweisende Patente in dem Bereich umfassen US Pat. Nr. 4,827,917 , 5,167,663 , 5,312,406 , und 5,562,666 , die alle Smith & Nephew, Inc. zugewiesen wurden. Ein typischer intramedullärer Nagel des Stands der Technik kann eine oder mehrere transversale Öffnungen durch sein distales Ende aufweisen, um zu erlauben, dass an dem distalen Ende des intramedullären Nagels distale Knochenschrauben oder -stifte durch das Femur geschraubt oder anderweitig eingeführt werden. Dies wird als „Verschließen" bezeichnet und sichert das distale Ende des intramedullären Nagels an dem Femur. Zusätzlich dazu kann ein typischer intramedullärer Nagel eine oder mehrere Öffnungen durch sein proximales Ende aufweisen, um zu erlauben, dass eine Zugschraube durch das proximale Ende des intramedullären Nagels und in das Femur geschraubt oder anderweitig eingeführt wird. Die Zugschraube ist über dem Riss in dem Femur positioniert und ein Endabschnitt der Zugschraube greift in den Oberschenkelkopf ein. Ein intramedullärer Nagel kann auch verwendet werden, um Schaftbrüche des Femurs oder anderer langer Knochen zu behandeln.
Wie bei Kompressionshüftschraubensystemen, sind intramedulläre Nagelsysteme manchmal so gestaltet, dass sie es Kompressionsschrauben und/oder Zugschrauben ermöglichen, durch den Nagel zu gleiten und somit den Kontakt zwischen oder unter den Knochenfragmenten zu erlauben. Der Kontakt als Folge der Gleitkompression erleichtert unter gewissen Umständen ein schnelleres Heilen. Bei manchen Systemen werden zwei getrennte Schrauben (oder eine Schraube und ein getrennter Stift) verwendet, um unter anderem die Drehung des Oberschenkelkopfs relativ zu dem Rest des Femurs zu vermeiden, um das Eindringen einer einzelnen Schraube über den Oberschenkelkopf hinaus zu vermeiden und um zu vermeiden, dass eine einzelne Schraube durch den Oberschenkelhals und -kopf reißt. Wenn eine zusätzliche Schraube oder ein zusätzlicher Stift verwendet wird, können jedoch ungleiche Kräfte, die auf die getrennten Schrauben oder Stifte angewendet werden, dazu führen, dass die getrennten Schrauben oder Stifte gegen die Seiten der Löcher, durch die die getrennten Schrauben oder Stifte gleiten sollen, gepresst werden. Dies kann ein Binden zur Folge haben, das das Gleiten der Schrauben oder Stifte durch den Nagel reduziert. Umgekehrt kann sich durch exzessive Kompression des Oberschenkelkopfs zu der oder in die Bruchstelle ein Problem ergeben. In extremen Fällen kann eine exzessive Gleitkompression dazu führen, dass der Oberschenkelkopf ganz in den trochantären Bereich des Femurs komprimiert wird.
Des Weiteren verursachen manchmal allzu starre Nägel periprothetische Brüche in Bereichen, die von einer Bruchstelle entfernt sind. Folglich ist es wichtig, dass intramedulläre Nägel im Vergleich zu den Knochen, in die sie implantiert werden, adäquat flexibel sind.
Der härtere, im Allgemeinen äußere Abschnitt eines typischen Knochens wird als Kortikalis bezeichnet. Die Kortikalis ist normalerweise ein strukturell festes, tragendes Material zur Stütze eines Implantats. Ein Querschnitt eines langen Knochens, der die typische anatomische Form einer Kortikalis zeigt, läßt im Allgemeinen einen nicht kreisförmigen Ring der Kortikalis erkennen, welcher einen medullären Kanal umgibt. Demgemäß besitzt der medulläre Kanal im Allgemeinen einen nicht kreisförmigen Querschnitt. Intramedulläre Nägel des Stands der Technik sind jedoch normalerweise im Querschnitt rund oder viereckig und somit nicht mit der Kortikalis oder dem medullären Kanal konsistent. Manche sind dieses Problem durch das Ausräumen des medullären Kanals des Knochens mit einer runden Raspel angegangen, um zu verursachen, dass der Nagel in die Kortikalis passt. Dieser Ansatz kann jedoch signifikante Abschnitte der gesunden Kortikalis entfernen.
Das Problem des Bereitstellens einer effektiven tragenden physikalischen Beziehung zwischen einem Implantat und der Kortikalis in dem proximalen Femur ist auf dem Fachgebiet der Hüftersatzgeräte angegangen worden. Es sind verschiedene Hüftstiele entwickelt worden, die im Allgemeinen entlang ihrer Länge nicht kreisförmige Querschnitte besitzen, um besser zu der anatomisch geformten Kortikalis des proximalen Femurs zu passen, und um somit die Belastung gleichmäßiger und effektiver zwischen dem Stiel und dem Knochen zu verteilen. Keiner dieser Hüftstiele ist jedoch in einen Nagel miteinbezogen oder konfiguriert worden, um eine Schraube oder Schrauben zu akzeptieren, die beim Wiederherstellen von im Wesentlichen allen Abschnitten des behandelten Knochens nützlich ist/sind. Stattdessen sind Hüftstiele im Allgemeinen als ein Gerät zum Ersetzen von Abschnitten eines langen Knochens in Betracht gezogen und für diesen Zweck gestaltet und verwendet worden. Die typische Anwendung eines Hüftstiels umfasst zum Beispiel das komplette Entfernen eines Oberschenkelkopfs und -halses, das Implantieren eines Hüftstiels und das Verwenden des Hüftstiels, um einen künstlichen Oberschenkelkopf zu stützen.
Zusammenfassend und ohne Beschränkung zeigt das Vorangehende einige der Mängel des Stands der Technik in diesem Bereich. Was unter anderem benötigt wird, ist ein orthopädisches Implantatsystem, das eine bessere Gleitschraube oder andere Mechanismen zum Anwenden von Kompression um einen Bruch herum umfasst. Manche Ausführungsformen stellen auch eine Gleitschraube oder einen anderen Mechanismen zum Erhalt eines adäquaten Knochenhalts bereit, während das Auftreten eines Durchbruchs, einer Drehinstabilität und des exzessiven Gleitens reduziert wird. Ein anatomisch passend geformtes Implantat, um einen verbesserten Kortikaliskontakt zu erzielen, wäre ebenfalls ein Vorteil. Wo das Implantat ein intramedullärer Nagel ist, stellt der Nagel eine Reduzierung des Ausräumens und der Entfernung von gesundem Knochen bereit. Ein verbesserter Nagel kann auch einen Querschnitt aufweisen, welcher auf der Seite des Nagels, die, wenn der Nagel einer typischen Biegebelastung ausgesetzt wird, einer größeren Zugbelastung ausgesetzt wird, eine größere Fläche an Material bereitstellt. Zusätzlich dazu könnte ein verbessertes Implantatsystem eine Gleitschraube in Kombination mit intramedullären Nägeln verschiedener Gestaltungen oder in Kombination mit Platten umfassen. Kombinationen aus beliebigen von diesen miteinander oder Kombinationen miteinander und/oder mit anderen Geräten oder Kombinationen dieser stellen auch Möglichkeiten der Weiterentwicklung über den Stand der Technik hinaus gemäß gewissen Aspekten der vorliegenden Erfindung dar.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen ermöglicht die Behandlung von Knochenbrüchen unter der Verwendung von einem oder beidem aus einer Struktur, die konfiguriert ist, um in ein erstes Knochenfragment implantiert zu werden oder dieses zu stützen, und einer Befestigungsanordnung. Die Struktur kann die Gestalt eines Implantats für die mindestens teilweise Implantierung in den Knochen annehmen. Derartige Implantate können einen proximalen Teilabschnitt mit einer transversalen Öffnung und eine Öffnung im Wesentlichen entlang ihrer Länge umfassen. Vorzugsweise umfassen sie in ihren proximalen Abschnitten mindestens einen Querschnitt, welcher eine Form besitzt, die zusätzliche Stärke und Widerstand gegenüber der Spannung verleiht. Derartige Formen können zum Beispiel durch eines oder beides aus Folgendem bereitgestellt werden: (i) Hinzufügen zusätzlicher Masse in lateralen Abschnitten des Querschnitts und (2) strategisches Hinzufügen und Reduzieren der Masse in dem Querschnitt, um den Vorteil von Flanscheffekten ähnlich der Art und Weise, wie Flansche I-Trägern und Kanälen einen strukturellen Nutzen hinzufügen, zu nutzen. Eine Art und Weise, derartige Querschnitte, die mit Bezug auf mindestens eine Achse asymmetrisch sein können, aber nicht müssen, zu kennzeichnen, ist, dass sie im Allgemeinen ein Trägheitsmoment besitzen, welches sich von einem Punkt, welcher der Mittelpunkt einer Linie von einer lateralen Tangente zu einer mittleren Tangente des Querschnitts ist, in einer lateralen Richtung erstreckt. Bei manchen Strukturen ist diese Linie mit der Achse der transversalen Öffnung koplanar und mit dem Querschnitt koplanar und somit durch die Schnittlinie dieser Ebenen definiert. Die Endpunkte dieser Linie können als die Schnittlinie der Linie mit Tangenten an den mittleren Aspekt bzw. an den lateralen Aspekt des Querschnitts definiert werden. Derartige Implantate umfassen typischerweise auch einen distalen Teilabschnitt und einen Übergangsteilabschnitt, welcher eine Verkopplung zwischen dem proximalen Teilabschnitt und dem distalen Teilabschnitt bereitstellt.
Befestigungsanordnungen sind angepasst, um in der transversalen Öffnung des Implantats in einer Gleitbeziehung aufgenommen zu werden, so dass die Befestigungsanordnung angepasst ist, um mit Bezug auf die transversale Öffnung zu gleiten und somit Kompression auf einen Bruch anzuwenden, und für beliebige andere gewünschte Zwecke. Das Eingriffselement ist angepasst, um Halt in einem zweiten Knochenfragment zu erlangen. Das Eingriffselement und das Kompressionsgerät sind so konfiguriert, dass das Kompressionsgerät mit einem Abschnitt des Implantats und auch mit einem Abschnitt des Eingriffselements zusammenwirkt, so dass die Einstellung des Kompressionsgeräts das Gleiten des Eingriffselements relativ zu dem Implantat steuert und dadurch eine gesteuerte Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Knochenfragment möglich macht. Bei manchen Ausführungsformen kontaktiert das Kompressionsgerät zumindest teilweise direkt das zweite Knochenfragment, wenn es implantiert ist.
KENNZEICHNENDER TEIL
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Behandeln von Knochenbrüchen, wie in Anspruch 1 definiert, dar. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen 2–7 definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels, welcher in ein Femur installiert gezeigt ist.
1A ist eine detailliertere perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels.
1B ist eine perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels.
1C ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Nagels aus 1B.
1D ist eine perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels.
2 ist ein Aufriss des intramedullären Nagels aus 1.
3 ist eine Querschnittsansicht des intramedullären Nagels aus 2 durch die Linie 3-3.
4 ist eine Seitenansicht des intramedullären Nagels aus 2.
5 ist eine Querschnittsansicht des intramedullären Nagels aus 4 durch die Linie 5-5.
6 ist ein Querschnitt des intramedullären Nagels aus 4 durch die Linie 6-6.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels.
12 ist eine perspektivische Ansicht eines intramedullären Nagels.
13 ist eine Querschnittsansicht des intramedullären Nagels aus 7 durch die Linie 13-13.
14 ist eine Querschnittsansicht des intramedullären Nagels aus 8 durch die Linie 14-14.
15 ist eine Querschnittsansicht des intramedullären Nagels aus 9 durch die Linie 15-15.
16 ist eine Querschnittsansicht des intramedullären Nagels aus 10 durch die Linie 16-16.
17 ist eine Querschnittsansicht des intramedullären Nagels aus 11 durch die Linie 17-17.
18 ist eine Querschnittsansicht des intramedullären Nagels aus 12 durch die Linie 18-18.
19 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugs zum Vorbereiten eines Knochens, um gewisse Geräte aufzunehmen.
20 ist eine perspektivische Ansicht eines Geräts, das eine Version einer Befestigeranordnung umfasst.
21 ist eine auseinander gezogene Ansicht des intramedullären Geräts und der Befestigeranordnung, die in 20 gezeigt sind.
22 ist eine perspektivische Ansicht der Befestigeranordnung, die in 20 gezeigt ist.
23 ist eine auseinander gezogene Ansicht der Befestigeranordnung aus 20.
24 ist ein Aufriss des Eingriffselements der Befestigeranordnung aus 23.
25 ist eine Seitenansicht des Eingriffselements aus 24.
26 ist eine Querschnittsansicht des Eingriffselements aus 24 durch die Linie 26-26.
27 ist eine Endansicht von einem Ende des Eingriffselements aus 24.
28 ist eine Endansicht von dem anderen Ende des Eingriffselements aus 24.
29 ist ein Aufriss des Kompressionsgeräts der Befestigeranordnung aus 22.
30 ist eine Querschnittsansicht des Kompressionsgeräts aus 29 durch die Linie 30-30.
31 ist eine Endansicht von einem Ende des Kompressionsgeräts aus 29.
32 ist eine Endansicht von dem anderen Ende des Kompressionsgeräts aus 29.
33 ist eine Querschnittsansicht eines intramedullären Nagels und einer Schraubenanordnung.
34 ist eine perspektivische Ansicht einer Befestigeranordnung.
35 ist eine perspektivische Ansicht der Zugschraube der Befestigeranordnung aus 34.
36 ist eine perspektivische Ansicht einer Befestigeranordnung.
37 ist eine perspektivische Ansicht der Zugschraube der Befestigeranordnung aus 36.
38 ist eine perspektivische Ansicht einer Befestigeranordnung.
39 ist eine auseinander gezogene Ansicht der Befestigeranordnung aus 38.
40 ist eine perspektivische Ansicht einer Befestigeranordnung.
41 ist eine auseinander gezogene Ansicht der Befestigeranordnung aus 40.
42 ist eine perspektivische Ansicht einer Kompressionsplatte, die eine Befestigeranordnung umfasst.
43 ist eine perspektivische Ansicht einer periartikulären Platte, die eine Befestigeranordnung umfasst.
44 ist eine perspektivische Ansicht eines Geräts gemäß einer Ausführungsform, das in dem Kontext der Wiederherstellung des Numerus in einem Schultergelenk verwendet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen dieser Erfindung strebt an, eine verbesserte Behandlung von Femurbrüchen bereitzustellen. 1–6 stellen verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines intramedullären Nagels 100 dar. Der intramedulläre Nagel 100 weist durchgehend ein longitudinales Bohrloch 130 auf, um bei der Einführung in den Knochen zu helfen. Der intramedulläre Nagel 100 weist einen proximalen Teilabschnitt 102, einen Übergangsteilabschnitt 104 und einen distalen Teilabschnitt 106 auf.
Der proximale Teilabschnitt 102 der bestimmten Struktur, die in 1–6 gezeigt ist, besitzt vorzugsweise eine anatomisch inspirierte Form, die der typischen Kortikalis genauer entspricht. Eine Version einer derartigen Form ist in der Querschnittsansicht des proximalen Teilabschnitts 102 in 6 gezeigt. Der bestimmte Querschnitt des proximalen Teilabschnitts 102, welcher in 6 gezeigt ist, ist im Allgemeinen entlang mindestens einigen Abschnitten seiner Länge nicht kreisförmig und weist eine laterale Seite oder einen lateralen Aspekt 108 auf, die/der größer ist als eine mittlere Seite oder ein mittlerer Aspekt 109. Die laterale Seite 108 und die mittlere Seite 109 schließen an eine erste Seite 110 und eine zweite Seite 116 an. Bei der Schnittlinie der ersten Seite 110 mit der lateralen Seite 108 ist eine erste gerundete Ecke 112 und bei der Schnittlinie der zweiten Seite 116 mit der lateralen Seite 108 ist eine zweite gerundete Ecke 114. Die erste Seite 110, die zweite Seite 116 und die laterale Seite 108 haben ungefähr dieselbe Länge. Die erste Seite 110 und die zweite Seite 116 sind in spitzen Winkeln relativ zu der lateralen Seite 108 ausgerichtet, so dass die mittlere Seite 109 kleiner ist als die laterale Seite 108. Indem die laterale Seite 108 größer ist als die mittlere Seite 109, wird die Drehstabilität des intramedullären Nagels 100 erhöht und der Widerstand gegenüber Biegen und Verwinden kann ebenfalls gesteigert werden.
Die mediale Seite 109, die in 6 gezeigt ist, kann gerundet sein. Wie in 4 zu sehen ist, steht die gerundete mittlere Seite 109 von dem Übergangsteilabschnitt 104 vor und setzt sich zu dem proximalen Ende des intramedullären Nagels 100 fort. Der Vorsprung der mittleren Seite 109 entspricht dem Calcarbereich des Femurs und verbessert die Gleichmäßigkeit der Belastungsverteilung zwischen dem Knochen und dem intramedullären Nagel 100. Des Weiteren reduziert die allgemeine Querschnittsgeometrie des proximalen Teilabschnitts Spitzenbeanspruchungen in dem proximalen Teilabschnitt. Insbesondere ist die typische Art des Versagens einer Kombination aus einem intramedullären Nagel und einer Schraubenanordnung das Versagen des Nagels bei Spannung auf seine laterale Seite. Die Spannung wird durch das Biegemoment geschaffen, das durch die Belastung des Körpergewichts, die auf die Schraubenanordnung angewendet wird, erzeugt wird. Somit wäre es von Vorteil, die Beanspruchung in dem proximalen Teilabschnitt eines Nagels zu reduzieren, damit auf der Seite des Nagels, die unter Spannung steht, der lateralen Seite, mehr Material umfasst ist oder um den Querschnitt effektiver zu formen, um die Stärke und Robustheit in der lateralen Fläche zu steigern, oder beides. Die Gestaltung, die in 6 dargestellt ist, erfüllt dieses Ziel. Die laterale Seite 108 ist breiter als die mittlere Seite 109, was zumindest teilweise einen flanschartigen Effekt verleiht. Die Beanspruchung pro Flächeneinheit, die in dem Material auf der lateralen Seite 108 erzeugt wird, ist geringer als es der Fall wäre, wenn die laterale Seite eine kleinere Querschnittsfläche besitzen würde, wie etwa die mittlere Seite 109.
Eine Struktur, die aus demselben Prinzip einen Vorteil zieht, ist in 1B und 1C gezeigt, welche einen intramedullären Nagel 1100 mit einem im Allgemeinen kreisförmigen Teilabschnitt darstellen, dessen im Allgemeinen kreisförmige Öffnung 1128 nicht konzentrisch mit der Peripherie des Querschnitts eingerichtet ist. Bei der bestimmten Struktur, die in diesen zwei Figuren gezeigt ist, ist die Versatzöffnung 1128 zu der mittleren Seite 1109 hin versetzt, so dass ein größerer Abschnitt des Materials zur Verfügung steht, um Belastung auf die laterale Seite 1108 zu akzeptieren und die Beanspruchung zu reduzieren. Ebenso reduziert jeder Querschnitt, welcher auf der lateralen Seite des Teilabschnitts mehr Material bereitstellt, die Beanspruchung pro Flächeneinheit in dem Nagel auf diese Seite.
Unabhängig von der bestimmten Art und Weise, in der Material oder Masse zu manchen Abschnitten der lateralen Teile des Querschnitts des proximalen Abschnitts 102 hinzugefügt werden kann, kann Material zu manchen Abschnitten des Querschnitts hinzugefügt und von ihnen entfernt werden, um die Stärke und Robustheit der lateralen Teile zu erhöhen, oder beides, wobei der Effekt dadurch gekennzeichnet werden kann, dass dem Querschnitt ein Trägheitsmoment verliehen wird, das zumindest teilweise in der Richtung der lateralen Seite oder des lateralen Aspekts 108 ausgerichtet ist. Das Trägheitsmoment (das in 6 mit dem Buchstaben M bezeichnet gezeigt ist) kann dadurch gekennzeichnet werden, dass es sich von einem Punkt P, welcher der Mittelpunkt einer Linie L ist, die sich von der Schnittlinie I1 dieser Linie mit einer Tangente T1 an den lateralen Aspekt 108 zu der Schnittlinie I2 dieser Linie mit einer Tangente T2 an den mittleren Aspekt 109 erstreckt, in einer lateralen Richtung oder zumindest teilweise zu dem lateralen Aspekt oder der lateralen Seite 108 hin erstreckt. Auf eine andere Art und Weise ausgedrückt, ist der Effekt zumindest in manchen Fällen, einen Querschnitt zu schaffen, welcher ein Trägheitsmoment besitzt, das sich von einem Zentrum des Querschnitts in einer zumindest teilweise lateralen Richtung erstreckt. Vorzugsweise kann dieses Zentrum ein Mittelpunkt zwischen den lateralen und mittleren Kanten des Querschnitts sein. Alternativ dazu kann dieses Zentrum das Zentrum der Masse des Querschnitts sein. Der Gyrationsradius, welcher durch das Trägheitsmoment, das eine Funktion des Quadrats der Distanz der zunehmenden Masse zu dem Zentrum ist, widergespiegelt wird, spiegelt die zusätzliche Stärke in den lateralen Teilen des proximalen Abschnitts 102 wider, zu der mehr Masse oder strategischer platzierte Masse in dem Querschnitt geführt hat. Bei manchen Strukturen ist die Linie L mit der Achse der transversalen Öffnung koplanar und mit dem Querschnitt koplanar und somit durch die Schnittlinie dieser Ebenen definiert. Wie 1A einerseits und 1B und 1C andererseits widerspiegeln, und unter der Berücksichtigung, dass dies lediglich zwei von unzähligen Strukturen sind, die eine derartige laterale zusätzliche Stärke und Robustheit verleihen können, kann der Querschnitt mit Bezug auf mindestens eine seiner Achsen asymmetrisch sein, muss er aber nicht. Zusätzlich dazu kann der longitudinale Durchlass 130 so lokalisiert sein, dass er seine zentrale Achse mit der des Querschnitts teilt, oder er kann versetzt sein, um dabei behilflich zu sein, die laterale Stärke zu verleihen, oder für andere Zwecke.
Bei dem bestimmten Gerät, das in 1–6 gezeigt ist, sind die erste Seite 110, die zweite Seite 116 und die laterale Seite 108 flach.
Alternativ dazu könnten diese Seiten gerundet oder anderweitig nicht flach sein. Bei der Ausführungsform, die in 1–6 gezeigt ist, ist die mittlere Seite 109 gerundet, ein Fachmann könnte jedoch verstehen, dass die mittlere Seite flach sein könnte.
Der proximale Teilabschnitt 102 weist eine transversale Öffnung 118 auf, die durch den intramedullären Nagel 100 eine Befestigungs- oder Schraubenanordnung 200 aufnimmt (verschiedene Versionen davon sind in 19–41 gezeigt). Eine Ausführungsform der proximalen transversalen Öffnung 118, die in 1–4 gezeigt ist, ist aus zwei sich überlappenden kreisförmigen Öffnungen 120, 122 gebildet, wobei die proximale Kreisöffnung 120 im Durchmesser kleiner ist als die distale Kreisöffnung 122. Die proximale Kreisöffnung 120, die gezeigt ist, weist eine Schulter 132 zum Begrenzen der Einführungstiefe der Schraubenanordnung auf, wie unten detaillierter erklärt wird. Wie der Fachmann erkennen wird, könnten verschiedene andere Öffnungen, die die Einführung verschiedener Schraubenanordnungen ermöglichen, verwendet werden. Zum Beispiel stellt 33 den intramedullären Nagel mit einer kreisförmigen Öffnung dar. Die Ausführungsform aus 33 ist unten detaillierter beschrieben.
Der proximale Teilabschnitt 102, welcher in 3 dargestellt ist, weist eine proximale Endöffnung 128 auf. Die proximale Endöffnung 128 ist gewindet, um die Vorraussetzung für die Einführung einer Stellschraube zu schaffen, die verwendet werden kann, um den Dreh- und Gleitabschnitt einer Schraubenanordnung zu fixieren. Eine Stellschraube kann auch Mechanismen zum Spannen einer Kompressionsschraube 204 (19) und Einführen mit einer Zugschraube 202 (19), um die Drehung oder das Gleiten der Zugschraube 202 unabhängig zu beschränken, umfassen.
Wie in 1–6 gezeigt ist, ist der Übergangsteilabschnitt 104 von dem proximalen Teilabschnitt 102 zu dem distalen Teilabschnitt 106 verjüngt. Die verjüngte Art des Übergangsteilabschnitts 104 schafft in dem intramedullären Kanal eine Presspassung, die das Einsinken steuert. Der verjüngte Übergangsteilabschnitt 104 hilft dabei, zu verhindern, dass der Nagel 100 weiter als beabsichtigt in den intramedullären Kanal des Femurs nach unten gepresst wird.
Bei dem in 1–6 gezeigten intramedullären Nagel 100 ist der Querschnitt des Übergangsteilabschnitts 104 kreisförmig, der Querschnitt könnte jedoch, wie dem Fachmann bekannt ist, variieren. Der Querschnitt könnte anatomisch hergeleitet, ähnlich dem Querschnitt des proximalen Teilabschnitts 102, oval oder nicht kreisförmig sein. Bei der Ausführungsform, die in 1–6 gezeigt ist, enthält der Übergangsteilabschnitt 104 eine distale transversale Öffnung 124. Die distale Öffnung 124 ermöglicht die Einführung einer distalen Verschlussschraube durch den intramedullären Nagel 100 zum Verschließen des intramedullären Nagels 100.
Der distale Teilabschnitt 106 des intramedullären Nagels 100 ist im Allgemeinen zylinderförmig und ist konfiguriert, um eine reduzierte Biegesteifigkeit bereitzustellen. Die Ausführungsform, die in 1–5 gezeigt ist, weist durch das Zentrum des distalen Teilabschnitts 106 einen longitudinalen Schlitz 126 auf, welcher zwei Seiten 134, 136 bildet. Der Schlitz reduziert die Biegesteifigkeit an dem distalen Ende des intramedullären Nagels 100 und reduziert die Wahrscheinlichkeit periprothetischer Brüche.
1D zeigt einen intramedullären Nagel 100. Dieser Nagel besitzt in seinen proximalen Abschnitten einen nicht kreisförmigen Querschnitt, welcher mit Bezug auf seine laterale mittlere Achse symmetrisch ist (in diesem Fall vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise im Querschnitt ovalförmig) und welcher ein zentriertes longitudinales Bohrloch besitzt (in diesem Fall vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise im Querschnitt kreisförmig). Dieser Nagel erzielt zusätzliche Stabilität in dem Ausmaß, dass er dem Verwinden in dem medullären Kanal widersteht. Er erfüllt auch das Ziel des Platzierens von mehr Masse zu der lateralen Kante oder dem lateralen Aspekt des proximalen Querschnitts hin. Des Weiteren platziert er zusätzliche Masse zu der mittleren Kante oder dem mittleren Aspekt hin und stellt somit eine zusätzliche Struktur bereit, welche als eine Abstützung wirkt, um die mechanische Kraftverstärkung der Befestigungsanordnung zu verringern, die, wenn belastet, die Komponente ist, welche eine Zugspannung auf die laterale Kante oder den lateralen Aspekt aufbringt.
7–18 stellen intramedulläre Nägel 100 dar. 7 und 13 stellen einen intramedullären Nagel 100 dar, welcher durchgehend kein longitudinales Bohrloch aufweist.
8 und 14 stellen einen intramedullären Nagel 100 dar, welcher in dem Übergangsteilabschnitt 104 und dem distalen Teilabschnitt 106 Schlitze 140 zur Reduzierung der Steifigkeit aufweist. Die Schlitze 140 zur Reduzierung der Steifigkeit reduzieren die Biegesteifigkeit an dem distalen Ende des intramedullären Nagels 100 und könnten verwendet werden, um bei manchen Ausführungsformen Verschlussschrauben aufzunehmen.
9 und 15 stellen einen intramedullären Nagel 100 dar, welcher drei longitudinale Schlitze 138 in dem distalen Teilabschnitt 106 und einem Abschnitt des Übergangssteilabschnitts 104 aufweist, wobei ein Kleeblattmuster gebildet wird. Dieses Muster erlaubt leichter den Blutfluss in der Nähe des intramedullären Nagels 100 und reduziert auch die Biegesteifigkeit an dem distalen Ende des Nagels 100.
10 und 16 stellen einen intramedullären Nagel 100 dar, bei dem der distale Teilabschnitt 106 und ein Abschnitt des Übergangsteilabschnitts 104 eine Reihe von longitudinalen Kerben 146 aufweisen. Die longitudinalen Kerben 146 reduzieren die Biegesteifigkeit an dem distalen Ende, stellen einen Drehwiderstand bereit und steigern den Blutfluss in der Nähe des intramedullären Nagels 100.
11 und 17 stellen einen intramedullären Nagel 100 dar, bei dem der Übergangsteilabschnitt 104 und der distale Teilabschnitt 106 Lamellen 144 aufweisen. Die Lamellen 144 stellen dem intramedullären Nagel 100 einen Drehwiderstand bereit.
12 und 18 stellen einen intramedullären Nagel 100 dar, welcher Widerhaken 142 aufweist, die auf dem distalen Teilabschnitt 106 und einem Abschnitt des Übergangsteilabschnitts 104 lokalisiert sind. Die Widerhaken 142 stellen dem intramedullären Nagel 100 einen Drehwiderstand bereit.
Die intramedullären Nägel können mittels jeder geeigneten bekannten Technik in einen Patienten eingeführt werden. Im Allgemeinen wird der intramedulläre Kanal des Knochens mit einem passenden Werkzeug vorbereitet, um einen Hohlraum für die Einführung des Nagels zu schaffen. Manche Abschnitte des Hohlraums können vorbereitet werden, um in etwa 1 Millimeter größer zu sein als die Umfangslänge des Nagels, um nach der Einführung des Nagels ausreichend Platz für den Blutfluss zu ermöglichen. Optional wird ein Führungsstift oder -draht in den vorbereiteten medullären Kanal eingeführt. Der Nagel wird dann in die gewünschte Position eingeführt. Falls der Nagel röhrenförmig ist, kann der Nagel über dem Führungsdraht eingeführt werden. Die Position des Nagels kann durch Helligkeitsverstärkung bestätigt werden.
19 zeigt eine Ausführungsform eines Werkzeugs 300 zum Vorbereiten eines medullären Kanals. Das Werkzeug weist einen Bohrmeißel 302 zum Ausräumen und auch einen Lochbeitel 304 auf. In Betrieb räumt der Bohrmeißel 302 den medullären Kanal des Femurs aus und der Lochbeitel 304 schneidet einen größeren Teilabschnitt in dem proximaleren Ende eines Knochens heraus. Wie in 19 gezeigt ist, weist der Lochbeitel 304 einen anatomisch hergeleiteten Querschnitt von ungefähr derselben Form wie der proximale Teilabschnitt des intramedullären Nagels auf. Durch die Anwendung eines auf diese Art geformten Lochbeitels wird es dem proximalen Ende des Nagels besser möglich gemacht, auf einer Kortikalis zu sitzen, die nur minimal verändert wurde. Der Lochbeitel 304 kann eine breite Vielfalt von Formen haben, sogar komplizierte asymmetrische Formen. Dies ist von Vorteil, da es ein Gerät und ein Verfahren zum Vorbereiten von Hohlräumen möglich macht, die eine breite Vielfalt von Formen des intramedullären Nagels akzeptieren können, ohne die kreisförmigen Hohlräume übermäßig auszuräumen. Die Vorbereitung eines akkurat übereinstimmenden Hohlraums ist bei dem Umgehen der unnötigen Entfernung von gesundem Knochen und beim Sicherstellen eines stabilen Sitzes des Nagels wertvoll.
In Betrieb wird das Werkzeug 300 der gezeigten Ausführungsform als eine Einheit vorwärts bewegt, wobei der Bohrmeißel 302 ausräumt und der Lochbeitel 304 simultan schneidet. Der Bohrmeißel 302 kann mit einem kraftbetriebenen Schraubenzieher oder mit der Hand rotiert werden. Ebenso kann das gesamte Werkzeug 300 manuell in einen medullären Kanal vorwärts bewegt werden oder unter Beihilfe der mechanischen Kraftverstärkung oder einer elektrischen Ausrüstung vorwärts bewegt werden. In anderen Konfiguration kann der Bohrmeißel 302 röhrenförmig sein (nicht gezeigt), so dass das gesamte Werkzeug 300 durch einen Führungsdraht, welcher in den medullären Kanal eingeführt worden ist, betrieben und geführt werden kann.
Bei anderen Ausführungsformen ist der Meißel zum Ausräumen eine traditionellere Raspel, die von einem Schneidewerkzeug, wie etwa dem Lochbeitel 304, getrennt ist. Das Verfahren zum Vorbereiten eines Hohlraums in einem derartigen Vorgang würde zuerst das Ausräumen eines Durchlasses mit einer traditionellen Raspel umfassen. Ein Gerät, wie etwa ein Beitel oder eine Reibahle, der/die ähnlich dem intramedullären Nagel, welcher implantiert werden soll, geformt ist, würde dann verwendet werden, um den Hohlraum vorzubereiten. Der Beitel oder die Reibahle kann mit der Hand, unter Beihilfe eines Hammers oder eines Schlägels oder unter der Verwendung einer anderen elektrischen Ausrüstung hineingetrieben werden. Dann würde ein Nagel, welcher mit dem vorbereiteten Hohlraum konsistent ist, implantiert werden.
Es könnten auch andere zugeschnittene Instrumente, wie etwa eine profilierte Reibahle oder ein zugeschnittener Fräskopf und eine zugeschnittene Frässchablone, verwendet werden. Reibahlen sind lange für das Vorbereiten der Durchlässe für Hüftstiele verwendet worden und die Verwendung einer Reibahle wäre dem Fachmann bekannt. In der Tat könnte ein Fräskopf und eine Frässchablone verwendet werden, um die gewünschte Form in dem Knochen auszufräsen. Ein derartiges Verfahren könnte auch in Kombination mit dem Ausräumen oder dem Räumen verwendet werden, um den gewünschten Hohlraum zu schaffen.
Der intramedulläre Nagel kann verwendet werden, um unter anderen Brüchen langer Knochen, proximale Oberschenkelbrüche und Oberschenkelschaftbrüche zu behandeln. Bei der Verwendung zur Behandlung von Oberschenkelschaftbrüchen wird der intramedulläre Nagel durch ein oder mehrere Befestigungsgeräte in dem Femur gesichert. Bei der Verwendung zur Behandlung von proximalen Oberschenkelbrüchen wird der intramedulläre Nagel vorzugsweise zusammen mit einer proximalen Schraubenanordnung verwendet.
20 and 21 stellen einen intramedullären Nagel 100 dar, welcher zusammen mit einer Befestigeranordnung 200 verwendet wird. Diese Art von Befestigeranordnung kann in verschiedenen anderen Knochen und um eine Anzahl von anderen Indikationen zu behandeln, verwendet werden, für den Zweck der Bereitstellung eines Beispiels wird sie hier jedoch in Verwendung mit dem proximalen Femur beschrieben. Im Allgemeinen ist die Schraubenanordnung in allen Situationen, in denen ein Fragment eines Knochens auf eine gesteuerte Art und Weise zu einem anderen Fragment des Knochens hin zurückgezogen oder davon weggedrückt werden soll, nützlich. Die Befestigeranordnung stellt den zusätzlichen Vorteil der Konfigurierbarkeit bereit, um das Gleiten der Anordnung in einer gewünschten Richtung zu ermöglichen, nachdem die Bewegung der Knochenfragmente erfüllt ist.
Wie in 21 gezeigt ist, ist die Achse der proximalen transversalen Öffnung 118 in dem intramedullären Nagel 100 relativ zu dem proximalen Teilabschnitt 102 abgewinkelt und ist in Betrieb zu dem Oberschenkelkopf hin gerichtet. Bei dieser Ausführungsform der Befestigeranordnung 200 wird ein Eingriffselement, wie etwa eine Zugschraube 202, zusammen mit einem Kompressionsgerät, wie etwa einer Kompressionsschraube 204 oder einer Kompressionsklammer, verwendet. Die Schrauben sind konfiguriert, so dass, wenn in Betrieb, der Umfang der Zugschraube 202 teilweise den Umfang der Kompressionsschraube 204 schneidet, so dass die Kompressionsschraube 204 teilweise mit dem Umfang der Zugschraube 202 verschachtelt ist. Diese bestimmte Kombination aus Zugschraube 202 und Kompressionsschraube 204 ist ferner in 22 bis 32 dargestellt. Kurz gesagt soll die Zugschraube 202, die in diesen Figuren gezeigt ist, in den Oberschenkelkopf eingreifen und in die transversale Öffnung 118 des Nagels 100 gleiten. Die Kompressionsschraube 204 greift in eine Schulter oder eine andere Struktur in der transversalen Öffnung 118 des Nagels 100 ein und windet sich auch in den Abschnitt der Zugschraube 202, in dem die Kompressionsschraube 204 verschachtelt ist, so dass die Drehung der Kompressionsschraube 204 das Gleiten der Zugschraube 202 relativ zu dem Nagel 100 und somit die Kompression des Oberschenkelkopfs gegen die Bruchstelle steuert.
Die Zugschraube 202, die in diesen Zeichnungen gezeigt ist, umfasst einen verlängerten Körper 206 und ein Gewindeende 208. Wie in 24 und 25 gezeigt ist, umfasst das Gewindeende 208 kein scharfes Ende, was die Möglichkeit des Durchbruchs durch den Oberschenkelkopf reduziert. Der verlängerte Körper 206 umfasst einen Kanal 212, welcher die Voraussetzung für das Positionieren der Kompressionsschraube 204 teilweise innerhalb des Umfangs der Zugschraube 202 schafft. Der Kanal 212 umfasst einen Gewindeabschnitt 210, welcher einen Gewindeteilabschnitt 214 der Kompressionsschraube 204 ergänzt und damit kooperiert. Die Kompressionsschraube 204 umfasst einen Gewindeteilabschnitt 214 und einen Kopfteilabschnitt 215. Der Gewindeteilabschnitt 214 der Kompressionsschraube 204 ist so konfiguriert, so dass die Gewinde an der externen Oberfläche relativ flach und glatt sind, so dass sie leicht in die Öffnung gleiten können und auch die Möglichkeit des Durchbruchs reduzieren.
Die Zugschraube 202 wird in der proximalen transversalen Öffnung 118 und in einem vorgebohrten Loch in dem Femur aufgenommen, so dass sich die Zugschraube 202 über den Riss und in den Oberschenkelkopf erstreckt. Das Gewindeende 208 der Zugschraube 202 greift in den Oberschenkelkopf ein, wenn die Zugschraube 202 innerhalb der Öffnung 118 gedreht wird, was dazu führt, dass ihr Gewindeende 208 in den Oberschenkelkopf eingreift. Das Gewindeende 208 kann ein beliebiges Gerät zum Erhalten von Halt in dem Oberschenkelkopf sein und umfasst, ist jedoch nicht beschränkt auf, Gewinde einer beliebigen gewünschten Konfiguration einschließlich Spiralen, Widerhaken, Flügel, Haken, sich erstreckender Geräte und dergleichen. Die Platzierungstiefe der Zugschraube 202 in den Oberschenkelkopf ist unterschiedlich, abhängig von der gewünschten Kompression des Bruchs.
Die Kompressionsschraube 204 kann auch durch die proximale transversale Öffnung 118 in einem vorgebohrten Loch in dem Oberschenkelkopf aufgenommen werden. Der Gewindeteilabschnitt 214 der Kompressionsschraube 204 greift in den Gewindeabschnitt des Kanals 212 der Zugschraube 202 ein. Die proximale transversale Öffnung 118 weist eine innere Schulter 132 (21) auf, um das Gleiten der Kompressionsschraube 204 in der allgemeinen mittleren Richtung und folglich der Zugschraube 202 durch die Öffnung 118 zu beschränken. Wenn die Kompressionsschraube 204 angezogen wird, greifen die Gewinde 214 der Kompressionsschraube in den Gewindeabschnitt 210 des Kanals der Zugschraube ein und die Kompressionsschraube 204 bewegt sich in der im Allgemeinen mittleren Richtung die Zugschraube 202 nach unten. Der Kopfteilabschnitt 215 der Kompressionsschraube 204 greift in die Schulter 132 der proximalen transversalen Öffnung 118 ein, wodurch vermieden wird, dass sich die Kompressionsschraube 204 weiter in der allgemeinen mittleren Richtung bewegt. Wenn die Kompressionsschraube 204 angezogen wird, wird die Zugschraube 202 in die allgemeine laterale Richtung zu dem intramedullären Nagel hin gezogen, wodurch dem Bruch Kompression bereitgestellt wird. Die Kompressionsschraube 204, die teilweise den Umfang der Zugschraube 202 schneidet, stellt einen größeren Oberflächenwiderstand bereit und hilft, die Drehung des Oberschenkelkopfs zu vermeiden. Die Kompressionsschraube 204 wirkt somit nicht nur als ein Teil des Mechanismus zum Bewegen von Fragmenten des gebrochenen Knochens relativ zueinander, sondern kontaktiert auch direkt den Knochen des Oberschenkelkopfs, um dabei behilflich zu sein, zu vermeiden, dass sich der Oberschenkelkopf um die Achse der Zugschraube 202 dreht.
Bei einer Ausführungsform wird eine Stellschraube (nicht gezeigt), welche in der proximalen Endöffnung 128 des intramedullären Nagels positioniert ist, verwendet, um in die Kompressionsschraube 204 einzugreifen und die Kompressionsschraube 204 und die Zugschraube 202 an der Verwendungsstelle zu fixieren. Die Verwendung der Stellschraube, um die Befestigeranordnung 200 an der Verwendungsstelle zu fixieren, hängt von dem Bruchmuster ab. Falls keine Stellschraube verwendet wird, um in die Befestigeranordnung einzugreifen, kann die Befestigeranordnung 200 innerhalb der proximalen Öffnung, beschränkt durch die Schulter 132, gleiten.
Bei der Ausführungsform der Zugschraube und der Kompressionsschraube, die in 20–32 gezeigt ist, ist der Durchmesser der Kompressionsschraube 204 kleiner als der Durchmesser der Zugschraube 202. Die Durchmesser der Zugschraube und der Kompressionsschraube könnten die gleichen sein oder der Durchmesser der Zugschraube könnte kleiner als der Durchmesser der Kompressionsschraube sein. Wie dem Fachmann bekannt ist, könnten die Gewinde der Zugschraube und der Kompressionsschraube eine Vielfalt von unterschiedlichen Formen haben. Im Allgemeinen ist der Zweck der Zugschraube, Halt in dem Knochen zu erhalten, und der Zweck der Kompressionsschraube ist, in die Zugschraube einzugreifen, sie zu ziehen oder zu bewegen. Jede Konfiguration, die diese Funktionen erlaubt, liegt in dem Bereich der Erfindung.
Zusätzlich dazu könnte die Befestigeranordnung konfiguriert sein, um das Hinzufügen eines prothetischen Oberschenkelkopfs und -halses zu ermöglichen. Bei einer derartigen Ausführungsform würde die Zugschraube 202 durch einen prothetischen Kopf und Hals ersetzt werden. Der Hals würde in die proximale transversale Öffnung 118 in dem Nagel 100 passen. Die Gestaltung wäre von Vorteil, wo eine Verschlechterung oder eine erneute Verletzung eines wiederhergestellten Oberschenkelbruchs und eines Hüftgelenks später eine Hüftendoprothetik (THA) erforderlich macht. Die Entscheidung, eine THA durchzuführen, könnte während einer Operation oder nach einem längeren Zeitraum gefällt werden. Anstatt ein Femur vorbereiten zu müssen, um einen Hüftstiel zu akzeptieren, wie es in Verbindung mit THA bekannt ist, müsste zusammen mit der Befestigeranordnung 200 lediglich ein kleiner Abschnitt des Knochens entfernt werden. Der prothetische Kopf und Hals könnte dann in die proximale transversale Öffnung 118 eingeführt, das Acetabulum vorbereitet und der Rest der THA vollendet werden.
33 ist eine Querschnittsansicht eines intramedullären Nagels 100 mit einer alternativen Befestigeranordnung 400. Die dargestellte Befestigeranordnung ist der komprimierenden Befestigeranordnung des Systems IMHS^® von Smith & Nephew sehr ähnlich, wie ausführlicher in dem US Pat. Nr. 5,032,125 offenbart ist. Die Verbesserung des dargestellten Geräts ist, dass es den intramedullären Nagel 100 mit einer anatomisch hergeleiteten Form und seinen vielfachen Vorteile, wie oben diskutiert wurde, umfasst. In Betrieb passt eine Muffe 401 durch den intramedullären Nagel 100 und kann durch die Stellschraube oder einen anderen effektiven Mechanismus an dem Nagel gesichert werden. Eine Gleitzugschraube 402 kann sich innerhalb der Muffe 401 axial bewegen. Eine Kompressionsschraube 404 wird in die Gleitzugschraube 402 gewindet, so dass das Anziehen der Kompressionsschraube 404 die Gleitzugschraube 402 zurück in die Muffe 401 zieht. Mit diesem Mechanismus kann ein Knochenfragment in eine gewünschte Position gebracht werden, es wird ihm jedoch weiterhin ermöglicht, nach dem Positionieren eine Gleitkompression zu erzielen.
34–35 stellen eine Befestigeranordnung 200 mit einer Zugschraube 202 und einer Kompressionsklammer 502 dar. Wie in 34 gezeigt ist, sind die Zugschraube 202 und die Kompressionsklammer 502 so konfiguriert, dass, wenn in Betrieb, der Umfang der Zugschraube 202 teilweise den Umfang der Kommpressionsklammer 502 schneidet, obwohl bei manchen Ausführungsformen der Umfang eher angrenzend als schneidend sein kann. Die Zugschraube 202 umfasst einen verlängerten Körper 206 und ein Gewindeende 208. Die Zugschraube 202 weist auf dem Kanal 212 einen Keil 504 auf. Die Kompressionsklammer 502 weist einen Schlitz 503 auf, welcher angepasst ist, um den Keil 504 der Zugschraube 202 aufzunehmen. Der Keil 504 und der Schlitz 503 können eine Vielfalt von sich ergänzenden Formen, wie etwa, wenn im Querschnitt betrachtet, dreieckig, D-förmig, keilförmig ausgehöhlt, und andere Formen, die dem Fachmann bekannt sind, haben. In Betrieb kann die Kompressionsklammer 502 durch ein Kompressionswerkzeug (nicht gezeigt), welches disparate Kräfte zwischen der Kompressionsklammer 502 und der Zugschraube 202 oder zwischen der gesamten Anordnung und dem intramedullären Nagel 100 anwendet, relativ zu der Zugschraube 202 bewegt werden.
Bei der Befestigeranordnung 200, die in 34–35 gezeigt ist, wird die Zugschraube 202 aufgenommen, um in eine proximale Öffnung des intramedullären Nagels zu gleiten, so dass sich die Zugschraube 202 über den Riss und in den Oberschenkelkopf erstreckt. Das Gewindeende 208 der Zugschraube 202 greift in den Oberschenkelkopf ein. Sobald die Zugschraube 200 richtig in den Oberschenkelkopf eingegriffen hat, wird die Kompressionsklammer 502 in die proximale Öffnung in ein vorgebohrtes Loch in dem Oberschenkelkopf eingeführt, um eine weitere Drehung der Zugschraube 202 zu vermeiden, wenn der Spalt 503 der Kompressionsklammer 502 den Keil 504 der Zugschraube 202 aufnimmt. Indem mehr Fläche für den Widerstand bereitgestellt wird, ist die Kompressionsklammer 502 dabei behilflich, die Drehung des Oberschenkelkopfs auf der Zugschraube 202 zu verhindern. Die Kompressionsschraube 502 wird durch eine Stellschraube, welche in der proximalen Endöffnung des Nagels positioniert ist, an der Position in dem intramedullären Nagel 100 fixiert. Die Zugschraube 202 kann auf der Kompressionsklammer 502 durch die proximale Öffnung gleiten. Bei einer anderen Ausführungsform weist die Kompressionsklammer 502 auf ihrer Oberfläche Widerhaken auf.
Eine Befestigeranordnung 200 gemäß einer anderen Ausführungsform ist in 36–37 dargestellt. Die Befestigeranordnung 200 dieser Ausführungsform weist eine Kompressionsklammer 502 und eine Zugschraube 202 ähnlich der Ausführungsform, welche in 34–35 dargestellt ist, auf, außer dass der Keil 504 der Zugschraube 202 und der Spalt 503 der Kompressionsklammer 502 sich ergänzende Klinkenzähne 506 aufweisen. Die Kompressionsschraube 502 wird durch eine Stellschraube, welche in der proximalen Endöffnung positioniert ist, an der Position in dem intramedullären Nagel fixiert. Die Kompression des Bruchs kann durch den Zug der Zugschraube in der allgemeinen lateralen Richtung erzielt werden. Die Klinkenzähne 506 ermöglichen es, dass sich die Zugschraube 202 in der allgemeinen lateralen Richtung bewegt, verhindern jedoch, dass sich die Zugschraube 202 in der allgemeinen mittleren Richtung bewegt. Um die Bewegung durchzuführen, kann ein Kompressionswerkzeug, das dem Werkzeug, welches in Verbindung mit 34–35 beschrieben wurde, ähnlich ist, verwendet werden.
38–39 stellen eine Befestigeranordnung 200 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dar, die eine Zugschraube 602, eine Kreuzschlitzschraube 610 und eine Kompressionsschraube 604 aufweist. Die Zugschraube 602 umfasst einen verlängerten Körper 606 und ein Gewindeende 608. Der verlängerte Körper 606 ist im Querschnitt halbkreisförmig geformt. Die Schrauben 602, 604, 610 sind so konfiguriert, dass der Umfang der Zugschraube 602 die Umfänge der Kreuzschlitzschraube 610 und der Kompressionsschraube 604 schneidet. Der verlängerte Körper 606 der Zugschraube 602 ist gewindet, um einen Gewindeteilabschnitt 602 der Kreuzschlitzschraube 610 zu ergänzen und damit zu kooperieren. Die Kreuzschlitzschraube 610 ist gewindet, um in die Zugschraube 602 und die Kompressionsschraube 604 einzugreifen. Die Kompressionsschraube 604 umfasst einen Gewindeabschnitt 614 und einen Kopfabschnitt 612.
Bei dieser Ausführungsform werden die Zugschraube 602, die Kreuzschlitzschraube 610 und die Kompressionsschraube 604 simultan aufgenommen, um in eine proximale Öffnung einer intramedullären Schraube zu gleiten. Die Zugschraube 602 erstreckt sich über den Riss und in den Oberschenkelkopf. Das Gewindeende 608 der Zugschraube 602 greift in den Oberschenkelkopf ein. Wenn die Kompressionsschraube 604 angezogen wird, greifen die Gewinde 614 der Kompressionsschraube in die Gewinde der Kreuzschlitzschraube 610 und der Zugschraube 602 ein, wodurch die Zugschraube 602 in der allgemeinen lateralen Richtung zu dem intramedullären Nagel hin bewegt wird, wobei dem Oberschenkelkopf Kompression bereitgestellt wird. Die Kreuzschlitzschraube 610 wird dann rotiert, was dazu führt, dass sich die Kompressionsschraube 604 in der distalen Richtung von der Zugschraube 602 weg bewegt. Alternativ dazu kann die Befestigeranordnung 200 so konfiguriert sein, dass sich die Kompressionsschraube 604 proximal relativ zu der Zugschraube 602 bewegt. Die Kompressionsschraube 604 getrennt von der Zugschraube 602 ist dabei behilflich, durch das Hinzufügen von mehr Fläche für den Widerstand, die Drehung des Oberschenkelkopfs auf der Zugschraube 602 zu vermeiden.
40–41 stellen eine Befestigeranordnung 200 gemäß einer anderen Ausführungsform mit einer Zugschraube 702 und einer Kompressionsklammer 704 dar. Die Zugschraube 702 umfasst einen verlängerten Körper 706 und ein Gewindeende 708. Der verlängerte Körper 706 ist halbreisförmig geformt, um zu ermöglichen, dass die Kompressionsklammer 704 teilweise in dem Umfang der Zugschraube 702 für die Einführung in das Femur positioniert ist und weist einen Keil 712 auf, welcher auf der inneren Seite des verlängerten Körpers 706 positioniert ist. Der verlängerte Körper 706 weist auch eine Öffnung 710 durch den Körper auf. Die Kompressionsklammer 704 ist im Allgemeinen zylinderförmig und ist bemessen, um in den halbkreisförmigen Körper 706 der Zugschraube zu passen. Der Keil 712 der Zugschraube wird durch einen Spalt 714 in der Kompressionsklammer 704 aufgenommen. Der Keil 712 und der Spalt 714 enthalten sich ergänzende Klinkenzähne.
Bei dieser Ausführungsform werden die Zugschraube 702 und die Kompressionsklammer 704 simultan aufgenommen, um in eine proximale Öffnung einer intramedullären Schraube in ein vorgebohrtes Loch in dem Femur zu gleiten. Die Zugschraube 702 erstreckt sich über den Riss und in den Oberschenkelkopf. Das Gewindeende der Zugschraube 702 greift in den Oberschenkelkopf ein. Es kann ein Kompressionswerkzeug, das dem Werkzeug, welches in Verbindung mit 34–35 beschrieben wurde, ähnlich ist, verwendet werden, um die Bewegung zwischen der Kompressionsklammer 704 und der Zugschraube 702 oder zwischen der gesamten Anordnung und dem intramedullären Nagel 100 durchzuführen. Es kann eine Stellschraube verwendet werden, um die Position der Befestigeranordnung zu fixieren. Die Stellschraube ist so konfiguriert, dass, wenn die Stellschraube angezogen wird, ein Vorsprung auf der Stellschraube durch den Spalt 710 der Zugschraube 702 aufgenommen wird und die Kompressionsschraube 704 von der Zugschraube 702 weg bewegt. Die Kompressionsschraube 704 getrennt von der Zugschraube 702 ist dabei behilflich, durch das Hinzufügen von mehr Fläche für den Widerstand, die Drehung des Oberschenkelkopfs auf der Zugschraube zu vermeiden.
42 stellt eine weitere Ausführungsform dar, bei der eine Befestigeranordnung 200 in Kooperation mit einer Kompressionsplatte 150 eingesetzt wird. Wie dargestellt, werden die Geräte auf ein Femur angewendet. Die verschiedenen Ausführungsformen der Befestigeranordnung 200, die oben offenbart wurden, können mit einer ähnlichen Kompressionsplatte verwendet werden und es können verschiedene Kompressionsplatten konfiguriert werden, um auf andere Teile der Anatomie angewendet werden zu können.
43 stellt eine weitere Ausführungsform dar, bei der eine Befestigeranordnung 200 mit einer periartikulären Platte 170 verwendet wird. Die Platte und die Befestigeranordnung, die gezeigt sind, werden auf eine proximale Tibia angewendet. Die verschiedenen Ausführungsformen der Befestigeranordnung 200, die oben offenbart wurden, können mit einer ähnlichen periartikulären Platte verwendet werden und es können verschiedene periartikuläre Platten konfiguriert werden, um auf andere Teile der Anatomie angewendet werden zu können.
44 stellt eine weitere Ausführungsform dar, bei der eine Befestigeranordnung 200 in Kombination mit einem Humerusnagel 190 verwendet wird. Wie dargestellt, drückt ein Kopfteilabschnitt 212 der Kompressionsschraube 204 gegen den Numerus, um die Kompression gegen den Numerus zu ziehen. Wird die Kompressionskraft auf die Zugschraube 202 angewendet und die Zugschraube 202 durch ihr Gewindeende 208 an einem Knochenfragment angebracht, kann das Knochenfragment zur korrekten Heilung in Position gezogen werden. Unter gewissen Umständen kann es von Vorteil sein, eine Unterlegscheibe oder eine tragende Überfläche (nicht gezeigt) zwischen dem Kopfteilabschnitt 212 und dem Humerusknochen, gegen den der Kopfteilabschnitt 212 komprimiert wird, zu platzieren. Bei noch einer weiteren Variante kann der Durchlass in dem Numerus vergrößert sein, so dass es dem Kopfteilabschnitt 212 erlaubt ist, in den Numerus einzudringen und gegen einen Abschnitt des Humerusnagels 190 zu drücken. Bei einer derartigen Ausführungsform wäre die Befestigeranordnung 200 kleiner als in 45 dargestellt ist, um mit dem Gewindeende 208 auf derselben Fläche des Knochens Halt zu erhalten. Die verschiedenen Ausführungsformen der Befestigeranordnung 200, die oben offenbart wurden, können mit einem ähnlichen Nagel verwendet werden und es können verschiedene Nägel konfiguriert werden, um auf andere Teile der Anatomie angewendet werden zu können.

Claims

Vorrichtung zum Behandeln eines Knochenbruchs, die ein Knochenimplantat (100, 1100) beinhaltet, das angepasst ist, um mit einem ersten Abschnitt des Knochens verbunden zu werden, und das eine transversale Öffnung (118, 1128) und eine Befestigungsanordnung (200) enthält, die angepasst ist, um in der transversalen Öffnung aufgenommen zu werden, wobei die Befestigungsanordnung Folgendes beinhaltet: a. ein Eingriffselement (202, 402, 602), das angepasst ist, um in die transversale Öffnung des Implantats zu gleiten und in einen zweiten Abschnitt des Knochens einzugreifen, wobei das Eingriffselement eine Kooperationsstruktur (206, 610) umfasst, die angepasst ist, um mit einem Kompressionselement (204, 502, 604) zu kooperieren; b. ein Kompressionselement, das angepasst ist, um in der transversalen Öffnung des Implantats aufgenommen zu werden, und das angepasst ist, um das Eingriffselement zu kontaktieren und mit diesem zu kooperieren, um das Eingriffselement daran zu hindern, sich in die transversale Öffnung zu drehen, und um das Gleiten des Eingriffselements in die transversale Öffnung zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompressionselement: 1) angepasst ist, um den zweiten Abschnitt des Knochens, wenn ordentlich installiert, zusammen mit dem Eingriffselement zu kontaktieren, um den zweiten Abschnitt des Knochens daran zu hindern, sich relativ zu dem Eingriffselement zu drehen; und 2) mit dem Eingriffselement kooperiert, um die Drehung des Eingriffselements relativ zu dem Implantat zu verhindern, und folglich den zweiten Abschnitt des Knochens am Drehen relativ zu dem ersten Abschnitt des Knochens zu hindern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Kompressionselement, wenn eingestellt, angepasst ist, um Spannung auf das Eingriffselement anzuwenden und dadurch Kompression zwischen dem ersten Abschnitt des Knochens und dem zweiten Abschnitt des Knochens anzuwenden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Kompressionselement zumindest teilweise mit einem Abschnitt (212) des Eingriffselements verschachtelt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Kompressionselement einen Gewindeabschnitt (214, 614) umfasst und dass das Eingriffselement einen Gewindeabschnitt (210, 606) umfasst, der angepasst ist, um mit dem Gewindeabschnitt des Kompressionselements zu kooperieren, um das Gleiten des Eingriffselements in die transversale Öffnung der stabilisierenden Struktur zu steuern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Stellschraube beinhaltet, die in dem Implantat aufgenommen ist, wobei die Stellschraube angepasst ist, um das Gleiten des Eingriffselements in die transversale Öffnung zu verhindern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die transversale Öffnung im Querschnitt asymmetrisch ist und einen ersten Abschnitt enthält, der angepasst ist, um mindestens einen Teil des Eingriffselements aufzunehmen, und einen zweiten Abschnitt, der angepasst ist, um mindestens einen Teil des Kompressionselements aufzunehmen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat einen proximalen Teilabschnitt umfasst, der im Querschnitt asymmetrisch um mindestens eine Achse ist.