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Technologischer
Hintergrund der Erfindung
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Das
Ersetzen eines Knochenteils, das nach einer Geschwulstresektion
oder einem großen
Trauma fehlt, greift oft auf Operationstechniken zurück, die
erlauben das Wachsen oder die Entwicklung des Abschnitts des benachbarten
gesunden Knochengewebes zu unterstützen.
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Eine
von ihnen besteht darin, an der Knochenschwiele zu ziehen, die von
einer Osteotomie herstammt, um sie um eine Länge zu verlängern, die dem Knochenverlust
entspricht.
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Diese
Technik, die beträchtlich
durch den russischen praktizierenden Arzt Ilizarov entwickelt wurde,
wurde anfangs für
die langen Knochen verwendet, oder wenigstens für Knochenfragmente von allgemein
zylindrischer Form.
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Der
externe Distraktor, der von diesem Autor in dem US-Patent 4,978,348,
veröffentlicht
am 18. Dezember 1990, beschrieben wird, scheint eine ausreichende
Anpassungsmöglichkeit
zu bieten, um sowohl für
die Wiederherstellung der Form der Hand, durch Ausziehen von nach
der Amputation verbleibenden Fingergliedern, als auch für die Wiederherstellung
des Unterkiefers, beispielsweise, verwendet werden können.
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Das
System weist eine Anordnung von Gewindestangen auf, die zusammengesetzt
werden können,
um sich an die Form des Knochens oder der Gesamtheit der zu behandelnden
Knochen anzupassen. Die Gewindestangen stützen Stiftträgerschlitten ab,
deren einstellbare Abstände
ermöglichen,
die Knochendehnung bzw. Distraktion zu verwirklichen. Die Stifte
eines jeden der Schlitten werden durch eine Mutter zwischen Scheiben
geklemmt, die auf einem hohlen Bolzen aufgereiht sind, in Eingriff
mit einer der Stangen. Diese weisen eine Abflachung auf, die mit Stiftbolzen
der hohlen Bolzen zusammenwirken, um die Stiftträger bezüglich der Stangen zu immobilisieren.
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Die
Vorrichtung ist einfach, jedoch werden die Schlitten entlang der
Stangen durch Gegenmuttern gehalten, wobei zwei Schlüssel notwendig
sind, um sie zu bewegen. Darüber
hinaus erfordert das Blockieren und Lösen einer Kontermutter eine
relativ komplexe simultane Handhabung der beiden Schlüssel.
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Der
verbreitete äußere Knochenvereinigungsbefestiger
in der Gebrauchsmusteranmeldung
FR
2.671.479 auf den Namen der Fa. Hit Medica, veröffentlicht
am 17. Juli 1992, ruht auf dem Ridoirprinzip. Die Beabstandung der
zwei Stiftträger
wird somit einfach durch Bedienung des Mittenabschnitts der Stange
erhalten, deren Enden mit Gewinden in gegenläufiger Richtung versehen sind.
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Basierend
auf einem anderen Prinzip ist die Vorrichtung, die in dem US-Patent
4,848,368, veröffentlicht
am 18. Juli 1989 auf den Namen von R. Kronner beschrieben ist, selbsthandhabbar
durch einen einzigen Gabelschlüssel.
Der Patient kann in diesem Fall die Bedienung selbst vornehmen.
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Die
beiden vorhergehenden Systeme können
für das
Ziehen von geraden, langen oder kurzen Knochen verwendet werden,
sie passen jedoch nicht für
gekrümmte
Knochen, wie beispielsweise die Knochen des Schädels, der Unterkiefer oder
der Rippen.
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Eine
Vorrichtung, die speziell auf gekrümmte Knochensegmente der Unterkiefer,
des Gesichts oder des Schädels
angepasst ist, ist in der deutschen Patentanmeldung
DE 195 03 609 , veröffentlicht
am 10. August 1995 auf den Namen der Fa. Normed Medizin Technik
Vertriebs, beschrieben. Die Vorrichtung wird aus mehreren Zahnstangen
gebildet, auf denen Stiftträgerschlitten
befestigt sind. Die Zahnstangen sind untereinander gelenkig, damit
die Anordnung sich außen
an die Form des Knochens anschmiegt. Ein Schlitten kann entlang
einer Zahnstange mittels einer Schraube in Eingriff mit dieser bewegt
werden.
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Die
Gelenke zwischen den Zahnstangen weisen kugelförmige Verbindungen auf, was
den Vorteil hat, dass der Anordnung eine jegliche Form verliehen
werden kann. Jedoch haben diese Gelenke den Nachteil, das sie die
Bewegung der Schlitten begrenzen.
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Eine
gekrümmte
und kontinuierliche Gewindeschiene, die die Bewegung der Stiftträgerschlitten nicht
begrenzt, ist in der japanischen Patentanmeldung JP 09-215699 beschrieben
(der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert auf diesem Dokument), veröffentlicht
am 19. August 1997 auf den Namen der Fa. Nagoya Rashi Seisakusho.
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Gemäß der Ausführungsform,
die in den der Anmeldung beigefügten
Figuren dargestellt ist, weist die Schiene einen quadratischen Querschnitt
auf und besitzt ein Gewinde an jeder ihrer Kanten. In dem angegebenen
Verwendungsbeispiel ist die Schiene an der rechten Seite eines Unterkiefers
befestigt und sie folgt deren Kontur von hinten nach vorne, ohne über den
Anfang des Kinns überzustehen.
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Es
erscheint jedoch technisch unmöglich, dass
die Schiene, die in der japanischen Anmeldung 09-215699 beschrieben
ist, der Kontur des Unterkiefers über den Anfang des Kinns hinaus
folgen kann. Der schwache Krümmungsradius
im Bereich des Kinns hätte
als evidente Folge die Verformung auf bedeutende Weise der Gewinde
der Stange zur Folge und die Verhinderung des Drehens der Muttern, die
die Bewegung der Schlitten kontrolliert.
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Tatsächlich,
in der in den Figuren der japanischen Patentanmeldung JP 09-215699
dargestellten Position, sind die zur Krümmung inneren Gewinde gefolgt
von der Stange notwendigerweise komprimiert, während die Außengewinde
ausgedehnt sind.
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Es
folgt daraus, dass die gekrümmte
Schiene nur verwendbar erscheint für eine Reparatur eines Seitenabschnitts
des Unterkiefers, wie das in der Hauptfigur dargestellt ist, und
sicherlich nicht für
eine Distraktion des Mittenabschnitts des Unterkiefers.
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Es
folgt also aus dem Stand der Technik, wie er in den vorgenannten
Dokumenten beschrieben ist, dass die externen Knochendistraktoren,
die für
die Wiederherstellung von gekrümmten
Knochensegmenten geeignet sind, insbesondere der Knochen des Kiefers,
des Gesichts oder des Schädels,
zwar bekannt sind, es jedoch bis heute keine einzige osteogene Distraktionsvorrichtung
existiert, die Eigenschaften aufweist, die vollständig auf
die Anforderungen der Kiefern-Gesichtschirurgie erfüllen kann.
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Allgemeine
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft somit einen externen Knochendistraktor,
der auf bekannte Weise aufweist:
- – eine gekrümmte Gewindestange,
die mehrere Abflachungen aufweist, die diametral gegenüberliegend
angeordnet sind, wobei sie das Gewinde der Stange entlang von Längsbahnen
schützen,
- – wenigstens
zwei Schlitten, die in Eingriff mit der Stange sind und mit Stiftträgern verbunden
sind,
- – Führungseinrichtungen,
die mit den Abflachungen zusammenwirken, um jeden der Schlitten
an einer Drehung um die Achse der Stange zu hindern,
- – Einstelleinrichtungen
der Position eines jeden der Schlitten entlang der Stange.
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Die
Erfindung hat genau einen Distraktor von diesem Typ zum Gegenstand,
dessen wesentliches Kennzeichen ist, dass die Längsbahnen, entlang denen das
Gewinde geschützt
ist, sich nur in der Nähe der
neutralen Fasern der Stange erstrecken.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Distraktors sind diese
Längsbahnen nur
in einer Anzahl von zwei vorhanden und diametral entgegengesetzt
angeordnet.
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Vorzugsweise
bildet die Stange vereinfacht eine ebene Krümmung.
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Vorteilhafterweise
bildet die Stange eine Krümmung,
die im Wesentlichen der Form des Unterkiefers folgt. Sie ist vorzugsweise
gebildet aus einem Kreisbogen von 150°, dessen Enden durch zwei gerade
Segmente verlängert
sind.
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In
einer besonderen Ausführungsform
des Distraktors weist die Gewindestange sechs diametral entgegengesetzt
angeordnete Abflachungen auf, die derart ausgebildet sind, dass
die Seiten des Querschnitts der Stange und ihre zu den Bahnen der
neutralen Fasern benachbarten Verlängerungen ein Quadrat bilden.
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Vorzugweise
weisen die Führungseinrichtungen
wenigstens eine Scheibe auf, die mit einem jeden der Schlitten verbunden
ist, in Eingriff mit der Stange mit Hilfe einer axialen Ausnehmung
von komplementärem
Querschnitt zum Querschnitt der Stange.
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Gemäß einer
Variante des externen Knochendistraktors der vorliegenden Erfindung
weisen diese Führungseinrichtungen
wenigstens ein Paar von doppelkegeligen Rollen auf, deren Drehachsen mit
einem jeden der Schlitten verbunden sind, wobei sie beidseitig an
der Stange angeordnet und auf diesen rollend ausgebildet sind.
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In
Bezug auf die Einstelleinrichtungen weisen diese vorzugsweise eine
Rändelmutter
auf, die auf die Stange aufgeschraubt ist, wobei sie auf einen jeden
der Schlitten mittels eines Bügels
wirkt.
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Vorteilhafterweise
weisen die Führungseinrichtungen
eines Schlittens zwei Positionen auf: die Richtung des Stiftträgers in
einer der Stellungen ist senkrecht zur Richtung des Stiftträgers in
der anderen Stellung.
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Es
ergibt sich weiterhin ein Vorteil aus der Tatsache, dass wenigstens
zwei der Schlitten des externen Knochendistraktors fest sind, und
dass wenigstens ein dritter entlang der Stange beweglich ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die 1, 3 und 4 zeigen
eine schematische Ansicht von unten, von der Seite bzw. von links
des erfindungsgemäßen Knochendistraktors.
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Die 2 zeigt
einen vergrößerten Querschnitt
der Gewindestange, die der Distraktor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung aufweist.
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Die 5a und 5b zeigen
eine Ansicht von oben bzw. eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
von einem der Stiftträgerschlitten
des erfindungsgemäßen Distraktors.
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Die 6a und 6b zeigen
eine Ansicht von oben bzw. eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante
von einem der Stiftträgerschlitten
des erfindungsgemäßen Distraktors,
dessen Deckel entfernt wurde.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung
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Die
Bezugnahmen auf die 1 und 2 dienen
zur Erklärung
des allgemeinen Prinzips der Erfindung unter Bezugnahme auf ein
Gerätemodell, das
für die
Unterkieferwiederherstellung durch zunehmende Knochendistraktion
geeignet ist.
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Die 1 zeigt
auch auf vereinfachte Weise eine Ansicht von unten des Distraktors 1.
Man erkennt die Schlitten 2, die Stiftträger 3 lagern,
die in Eingriff auf eine Gewindestange 4 sind.
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Zum
Unterschied zu den bekannten Vorrichtungen, die eine oder mehrere
geradlinige Stangen aufweisen, ist diese Gewindestange 4 kontinuierlich und
ihre Form schmiegt sich im Wesentlichen außen an die Form des Unterkiefers
an.
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Sie
weist einen Vorderabschnitt 5 in Form eines Kreisbogens
von 150° und
eines Radius von 70 mm auf, sowie zwei Seitenabschnitte 6,
die aus geradlinigen Segmenten von 90 mm Länge gebildet sind.
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Die 2 zeigt
im Schnitt (Schnitt AA) die weitere wesentliche Eigenschaft der
Gewindestange 4. Sechs Abflachungen 7, 8 ausgebildet
in einer Gewindestange gemäß Standard
ISO M6 schützen
das Gewinde 9 nur in der Nähe der neutralen Fasern der Stange 4,
d. h. die Fasern der Stange 4, die weder eine Dehnung noch
ein Zusammendrücken
erfahren und die somit in der Nähe
einer jeden der beiden tangentiellen Ebenen zur Stange 4 sind,
die parallel zu der Ebene verlaufen, in der sich die Stange erstreckt. Jeder
geschützte
Abschnitt 9 des Gewindes behält somit die nominalen Merkmale
des Profils der Gewinde und der Steigung der Gewindestange 4 bei
und kann folglicherweise mit einer Mutter von der entsprechenden
Abmessung zusammenwirken. Diese Mutter, wie sie in Verbindung mit
den 5 und 6 erklärt werden
wird, bildet eine Einstelleinrichtung der Position eines Schlittens 2 entlang
der Stange 4.
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Wie
es die 3 und 4 zeigen, sind die Schlitten 2 in
der Lage, die Stiftträger 3 zu
halten, entweder in einer senkrechten Stellung zur Ebene des Distraktors 1 (Schlitten 2 am
vorderen Abschnitt 5), oder in einer parallelen Stellung
(Schlitten 2 auf den seitlichen Abschnitten 6).
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Um
dies zu erreichen werden die Schlitten 2 auf der Stange 4 geführt und
in ihrer Drehung auf dieser mittels Führungseinrichtungen blockiert,
die der speziellen Form des Abschnitts (2) der Gewindestange 4 angepasst
sind.
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Die
Seiten 7 dieses Querschnitts benachbart zu den geschützten Abschnitten 9 des
Gewindes in der Nähe
der neutralen Fasern und ihre Verlängerungen bilden tatsächlich ein
Quadrat BCDE.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
des Distraktors 1 ist ein Schlitten 2 mit zwei
ausgerichteten Scheiben 10 verbunden, deren axiale Ausnehmung 11 von
quadratischem Querschnitt ist, wie dies deutlich die 5b zeigt,
d. h. komplementär
zur Stange 4, mit der sie in Eingriff stehen. Der Schlitten 2 kann
somit auf der Gewindestange 4 gleiten, er weist jedoch
nur zwei axiale Drehpositionen auf, die 90° versetzt zueinander sind, gemäß der Weise
in der er auf die Stange 4 aufgeschraubt ist.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante,
die in den 6a und 6b dargestellt
ist, wird der Kanal 12 von quadratischem Querschnitt, in
dem sich die Gewindestange 4 im Inneren eines Schlittens 2 bewegt,
mittels zweier doppelkegeliger Rollen 13 erhalten, die
miteinander fluchten. Die Rollen 13 drehen sich in vier
zylindrischen Aufnahmen des Blocks, der den Schlitten 2 bildet,
was der Gewindestange 4 ermöglicht, unter Führung zu
gleiten.
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Der
Schlitten ist "abgedeckelt" dargestellt, um
die Rollen 13 in der 6a sichtbar
zu machen.
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Wie
vorher kann der Schlitten 2 auf der Stange auf zwei unterschiedliche
Weisen ausgerichtet sein.
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Der
Freiraum, der in dem Block des Schlittens 2 verblieben
ist, zwischen den Scheiben 10 oder den Rollen 13,
um eine Gewindemutter 14 aufzunehmen, die auf die Stange 4 aufgeschraubt
ist, bildet einen Bügel 15,
der auf dem Schlitten 2 die Bewegungen dieser Mutter 14 überträgt.
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Diese
kann leicht durch den Patienten selbst betätigt werden. Eine Klinke macht
die Anzahl der ausgeführten
Umdrehungen empfindbar.
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Zylindrische
Ausnehmungen 16 sind in den Blöcken der Schlitten vorgesehen,
um die Stangen der Stiftträger 3 aufzunehmen,
die durch Schrauben unbeweglich gemacht sind.
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Diese
sehr leichten und sehr einfachen Strukturen der Schlitten 2 erlauben
somit in Übereinstimmung
mit den Ansichten des Distraktors 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
der 1, 3 und 4, auf ideale
Weise die Stifte 17 an den günstigsten Orten des Unterkiefers
zu plazieren, um auf beste Weise eine Knochendistraktion ohne Störfall zu
erzeugen.
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Das
Profil des Wegs der Schlitten 2, das auf beste Weise der
Form des Unterkiefers angepasst ist, macht die Distraktion besonders
progressiv.
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Man
erkennt, dass die Stange 4, die als Schiene dient, mit
dem Unterkiefer verbunden gehalten werden muss, mittels Stiften
der beiden Schlitten 2, die minimal befestigt sind. Wenigstens
ein dritter Schlitten ist beweglich, um den Knochentransport zu erzeugen.
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Die
Vorteile der gekrümmten
Form der Gewindestange 4 sind leicht übertragbar auf andere Fälle als
jener des Unterkiefers; eine Stange mit Abmessungen und Profil angepasst
an jene des Schädels würde die
Basis eines Distraktionsgerätes
der Schädeldecke
bilden.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf die einzigen oben genannten technischen
Spezifikationen eingeschränkt,
die beispielhaft angegeben sind; sie umfasst im Gegenteil alle weiteren
möglichen
Ausführungsvarianten.
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Insbesondere
sind die Führungseinrichtungen 10, 13 der
Schlitten 2 oder die Einstelleinrichtungen ihrer Positionen 14,
wie oben ausgeführt,
nicht eingeschränkt.
Jedes andere mechanische Mittel das hierzu realisiert wird, ist
eine mögliche
Variante, die nicht das erfinderische Konzept des externen Knochendistraktors
verlässt,
dessen Merkmale nachfolgend spezifiziert sind.