DE102009055826A1 - Device for plate osteosynthesis, has plate system with multiple application specific, stacked, lockable, uniform or curved individual plates of different forms and sizes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur operativen Versorgung von Knochenverletzungen, insbesondere Frakturen. Zur Lagefixierung der Knochen bzw. Knochenfragmente dienen dabei Platten aus Metall, wie z. B. chirurgischem Stahl und Titan, oder auch aus Kunststoffen, wie beispielsweise Faserverbundwerkstoffe, die mittels geeigneter Befestigungsmittel, wie z. B. Schrauben oder Stifte, mit dem Knochen nach dem Prinzip des Fixateurs intern verbunden werden.The invention relates to a device for the surgical treatment of bone injuries, especially fractures. To fix the position of the bone or bone fragments serve plates made of metal, such as. As surgical steel and titanium, or even of plastics, such as fiber composites, by means of suitable fasteners, such as. As screws or pins, are internally connected to the bone on the principle of the fixator.
Bekannte Vorrichtungen zur Plattenosteosynthese bestehen in der Regel aus einer die Frakturzone überbrückenden Platte, die üblicherweise mit Schrauben am Knochen befestigt wird (z. B.
Probleme gibt es nach wie vor mit der Steifigkeit und Festigkeit dieser Vorrichtungen, da diese Bedingungen die Knochenheilung erfahrungsgemäß entscheidend beeinflussen. Ist die Steifigkeit im Frakturbereich zu groß oder zu gering, bewirkt dies eine Verzögerung oder im Extremfall das Ausbleiben der Frakturheilung. Klinisch enden derartige Osteosynthesen häufig mit einer Sekundärfraktur oder Implantatversagen. Zusätzliche Probleme verursacht eine zu hohe Plattensteifigkeit in dem Bereich des gesunden Knochens. Eine zu hohe Plattensteifigkeit bewirkt ein so genanntes „stress shielding”. Damit ist die Abschirmung des gesunden Knochens vor der physiologischen Belastung gemeint, die für den Substanzerhalt des Knochens essenziell ist. Infolge dessen kommt es dann zu Überlastungsbrüchen an den Enden der Plattenosteosynthese oder zu Sekundärfrakturen nach Entfernung des Implantats.Problems still exist with the rigidity and strength of these devices, since these conditions have a decisive influence on bone healing. If the stiffness in the fracture area is too large or too small, this causes a delay or, in extreme cases, the absence of fracture healing. Clinically, such osteosynthesis often ends with a secondary fracture or implant failure. Additional problems cause too high plate stiffness in the area of healthy bone. Too high a plate stiffness causes a so-called "stress shielding". By this is meant the shielding of the healthy bone from the physiological burden which is essential for the maintenance of the substance of the bone. As a result, overload breaks occur at the ends of the plate osteosynthesis or secondary fractures after removal of the implant.
Die Steifigkeit einer Plattenosteosynthese sollte idealer Weise von den Plattenenden her zur Frakturzone hin zunehmen und dadurch den Kraftfluss allmählich vom Knochen in das Implantat umleiten. Derartige Implantat-Vorrichtungen sind z. B. in
Es ist auch bekannt, die Platte für die Osteosynthese aus lose übereinander geschichteten blechartigen Elementen zusammenzusetzen, die erst durch die Verankerung des Implantats am Knochen eine gewisse Lagestabilität erlangen (beispielsweise
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Plattenosteosynthese zu schaffen, deren Versorgungsfunktionen für die Knochenverletzung möglichst aufwandgering und verwendungsspeziell an die jeweiligen chirurgischen Erfordernisse angepasst werden können.The invention is therefore based on the object to provide a device for plate osteosynthesis whose supply functions for the bone injury as possible aufwandgering and use-specific can be adapted to the respective surgical requirements.
Die besagten chirurgischen Erfordernisse werden dabei beispielsweise durch Frakturtyp, -ort, -lage sowie spezifische Patientencharakteristika wie Größe, Gewicht, Knochenqualität und bereits gesetzte Implantate, bestimmt.Said surgical requirements are determined, for example, by fracture type, location, position and specific patient characteristics such as size, weight, bone quality and already set implants.
Erfindungsgemäß wird ein Plattensystem für die Osteosynthese vorgeschlagen, welches aus mehreren verwendungsspezifisch übereinander arretierbaren Einzelplatten unterschiedlicher Form und Größe besteht, wobei an jeder und/oder für jede Einzelplatte jeweils in einem identischen Raster angeordnete kraft- und/oder formschlüssig wirkende Befestigungselemente vorgesehen sind.According to the invention, a plate system for osteosynthesis is proposed, which consists of several use-specific one above the other lockable individual plates of different shape and size, being provided on each and / or for each individual plate each arranged in an identical grid force and / or positive-locking fasteners.
Beispielsweise können diese Befestigungselemente rastende Clipverbindungen enthalten, wobei spezielle Elemente zur Clipausbildung, wie ringförmige Wulste oder geschlitzte Ringe, in Aufnahmelöcher oder Clipelemente der benachbarten Einzelplatte eingreifen und die Einzelplatten auf diese Weise kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbinden. Derartige Verbindungen sind (auch während des chirurgischen Eingriffes oder vorher) verfahrenstechnisch leicht anwendbar und lassen sich durch moderaten Kraftaufwand oder geeignete Hilfsmittel wieder vollkommen reversibel lösen.For example, these fasteners may include detent clip connections, with special elements for clip training, such as annular beads or slotted rings, engage in receiving holes or clip elements of the adjacent single plate and connect the individual plates in this way non-positively and / or positively. Such compounds are (even during surgery or before) procedurally easily applicable and can be solved completely reversible again by moderate effort or appropriate tools.
Weitere Verbindungsmöglichkeiten sind beispielsweise andere Rastelemente, Dübelelemente oder auch Schraubverbindungen mit Schrauben und Gewindestiften.Other connection options are, for example, other locking elements, dowel elements or screw with screws and grub screws.
Mit dem erfindungsgemäßen Plattensystem ist es möglich, das Implantat auf sehr einfache Weise und gut handhabbar selbst unmittelbar vor oder bei Anwendung entsprechend den chirurgischen Erfordernissen der Plattenosteosynthese (insbesondere Art, Ort und Lage der Knochenverletzung sowie Patientenspezifika) auszuwählen bzw. nach Art eines baukastenartigen modularen Systems zusammenzustellen und ggf. noch am Operationstisch zusammenzusetzen, bei Bedarf zu verändern oder auch wieder zu zerlegen. Das Plattensystem selbst besteht dabei aus einem Vorrat von ebenen oder gewölbten Einzelplatten unterschiedlicher Form und Größe, wobei die Einzelplatten jeweils allein keine hinreichende Festigkeit für eine adäquate Frakturversorgung aufweisen, jedoch hinreichend dick für eine lagefixierte Verbindung untereinander bzw. die lagefixierte Aufnahme von Befestigungselementen sind. Durch die Verbindung der Einzelplatten kann die vorgeschlagene Vorrichtung zur Plattenosteosynthese (insbesondere in ihrer Größe und ortsabhängigen Steifigkeit) anwendungsspezifisch an die erforderlichen Versorgungsbedingungen der Knochenverletzung angepasst und ggf. verändert werden. Die Einzelplatten bestehen aus bioverträglichem Material, beispielsweise chirurgischem Stahl, Titan, Kunststoff, wobei alle Einzelplatten jeweils aus demselben oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen können.With the plate system according to the invention, it is possible to select the implant in a very simple manner and easy to handle even immediately before or when used in accordance with the surgical requirements of plate osteosynthesis (in particular the type, location and location of the bone injury and patient specifics) or in the manner of one modular modular system to assemble and, if necessary, still on the operating table to assemble, if necessary, to change or disassemble again. The plate system itself consists of a supply of flat or curved individual plates of different shape and size, the individual plates each alone have no sufficient strength for adequate fracture supply, but are sufficiently thick for a position-fixed connection with each other or the fixed position receiving fasteners. Through the connection of the individual plates, the proposed device for plate osteosynthesis (in particular in size and location-dependent stiffness) can be adapted application-specific to the required supply conditions of the bone injury and possibly changed. The individual plates are made of biocompatible material, such as surgical steel, titanium, plastic, all individual plates can each consist of the same or different materials.
Das fertige Implantat ist ebenso unkompliziert wie ein herkömmliches Plattenimplantat, bestehend aus einer einzigen Platte, zu implantieren, da es als kraft- und/oder formschlüssig zusammengefügtes (vorfertigbares) Implantatsystem in den Körper eingebracht wird. Vorteilhaft ist, wenn beim Verankern des Implantats am Knochen oder an den Knochenfragmenten die Befestigungsmittel (Knochenschrauben) die Verbindungselemente zwischen den Einzelplatten durchdringen und so die Verbindung der Einzelplatten verstärken. Dies wird beispielsweise durch die besagten ringförmigen Clipelemente (Wulste oder geschlitzten Ringe) und Aufnahmelöcher ermöglicht, durch welche die Knochenschrauben jeweils zentral hindurch geführt werden können.The finished implant is as uncomplicated as a conventional plate implant, consisting of a single plate to implant, since it is introduced as a force and / or form-fitting assembled (prefabricated) implant system in the body. It is advantageous if, when anchoring the implant on the bone or on the bone fragments, the fastening means (bone screws) penetrate the connecting elements between the individual plates and thus reinforce the connection of the individual plates. This is made possible, for example, by the said annular clip elements (beads or slotted rings) and receiving holes, through which the bone screws can each be guided centrally.
Es wäre auch möglich, die Verbindung der Einzelplatten für den operativen Einsatz nacheinander herzustellen bzw. bei der Implantatentfernung teilweise zu lösen. Durch Entfernen oder Auslassen von Verbindungen zwischen den Einzelplatten ist es möglich, diese teilweise mechanisch so zu entkoppeln, so dass über die entkoppelten Verbindungen keine Kraft vom Befestigungsmittel auf die entsprechende Einzelplatte übertragen wird. Diese Maßnahme gestattet es, gezielt die axiale Steifigkeit und Torsionssteifigkeit des betreffenden Implantat-Knochen Interfaces zu verringern ohne dabei die Biegesteifigkeit der Osteosynthese zu verändern.It would also be possible to produce the connection of the individual plates for operative use one after the other or to partially detach them during the implant removal. By removing or omitting connections between the individual plates, it is possible to partially decouple them mechanically so that no force is transmitted from the fastener to the corresponding single plate via the decoupled connections. This measure makes it possible to selectively reduce the axial stiffness and torsional stiffness of the implant-bone interface concerned without changing the flexural rigidity of the osteosynthesis.
Durch die Verwendung eines einheitlichen Rasters der Befestigungselemente lassen sich beliebig viele Einzelplatten unterschiedlicher Form und Größe (Länge, Breite, Dicke) miteinander kombinieren Die Anordnung des resultierenden Implantats muss dabei nicht zwangsläufig symmetrisch sein. Vielmehr kann der über die Implantatlängsachse ortsspezifische Steifigkeitsverlauf den jeweiligen Erfordernissen derart angepasst werden, dass zum Beispiel von einem Ende des Implantats die Steifigkeit weniger stark zunimmt, als vom anderen Ende oder die Implantatsteifigkeit von einem Ende zum anderen immer weiter zunimmt. Sollte es klinisch erforderlich sein, ist auch eine Osteosynthese mit mehreren Steifigkeitsmaxima entlang der Knochenlängsachse durch die Erfindung realisierbar.By using a uniform grid of fasteners as many individual plates of different shape and size (length, width, thickness) can be combined with each other The arrangement of the resulting implant does not necessarily have to be symmetrical. Rather, the location-specific stiffness curve over the implant longitudinal axis can be adapted to the respective requirements such that, for example, the rigidity increases less from one end of the implant than the other end or the implant stiffness continues to increase from one end to the other. Should it be clinically necessary, an osteosynthesis with several stiffness maxima along the bone longitudinal axis can be realized by the invention.
Durch den anpassbaren, abgestuften Steifigkeitsverlauf ist es möglich, den Kraftfluss vom Knochen auf das Implantat weniger abrupt umzuleiten und so umliegenden gesunden Knochen zu schonen. Dies wird sich besonders bei schwierigen knöchernen Verhältnissen wie z. B. periprothetischen Frakturen als vorteilhaft erweisen, da in diesem Fall der Versteifung der Knochfragmente durch bereits vorliegende Implantate (z. B. Schäfte von Hüft- und/oder Knie-Endoprothesen) durch entsprechenden Aufbau des Implantats Rechnung getragen werden kann.The adjustable, graded stiffness curve makes it possible to divert the flow of force from the bone to the implant less abruptly and thus to protect surrounding healthy bones. This will be especially in difficult bony conditions such. B. periprosthetic fractures prove to be advantageous because in this case the stiffening of the bone fragments by existing implants (eg shanks of hip and / or knee endoprostheses) can be accommodated by appropriate design of the implant.
Aus den Unteransprüchen und Ausführungsbeispielen sind spezielle Gestaltungsmöglichkeiten der Einzelplatten und Verbindungselemente ersichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.From the subclaims and embodiments, special design options of individual plates and fasteners can be seen. The scope of the invention is not limited to these.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawing.
Es zeigen:Show it:
Im Gegensatz zu den Plattenelementen
In gleicher Weise zeigt
Die Clipelemente
In
Zum lokalen Entkoppeln übereinander liegender Plattenelemente
Die
In
In
Das Ausführungsbeispiel in
Bei den Ausführungsbeispielen
Sowohl die Gewindestifte
Für die technische Umsetzung der Spreizdübel
Bei der Verwendung von polymeren Werkstoffen als Material für den Spreizdübel
Wird als Dübelmaterial ein eher rigider Werkstoff, wie beispielsweise Metall, verwendet, ist die in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1a1, 1a
- Plattenimplantatplate implant
- 2, 2a, 2b2, 2a, 2b
-
Plattenelement mit Durchgangsbohrungen
4 Plate element with throughholes 4 - 33
-
Plattenelement mit Gewindebohrung
6 Plate element with threadedhole 6 - 4 4
-
Durchgangsbohrung der Plattenelemente
2 ,2a ,2b Through hole of theplate elements 2 .2a .2 B - 55
-
Clipelement an Unterseite der Plattenelemente
2 ,2a ,2b Clip element on underside of theplate elements 2 .2a .2 B - 66
-
Gewindebohrung vom Plattenelement
3 Threaded hole from theplate element 3 - 77
- Schraubescrew
- 7a7a
- Schraubenkopfscrew head
- 88th
- Wulst als ClipelementBead as a clip element
- 99
-
Innengewinde des Clipelementes
5 (oben)Internal thread of the clip element5 (above) - 1010
-
Innengewinde des Clipelementes
5 (unten)Internal thread of the clip element5 (below) - 1111
-
Kopf der Schraube
7 Head of thescrew 7 - 1212
-
Schaft der Schraube
7 Shaft of thescrew 7 - 1313
-
Lamellen der Wulst
8 Slats of the bead8th - 1414
-
geschlitzter Ring
14 (mit glatter Außenseite)slotted ring14 (with a smooth outside) - 1515
- umlaufende Lippecircumferential lip
- 1616
- Ring-InnenflächeRing internal surface
- 1717
- Hinterschneidungundercut
- 1818
- GewindestiftSet screw
- 1919
-
Innengewinde der Gewindebohrung
6 vom Plattenelement3 Internal thread of the threadedhole 6 from theplate element 3 - 2020
-
Gewindeauslauf (Schraube
7 und Gewindestift18 )Thread outlet (screw7 and threaded pin18 ) - 2121
- Plattenelement für DübelverbindungPlate element for dowel connection
- 2222
- Einkerbungnotch
- 23a, 23b23a, 23b
- Spreizdübelexpansion anchor
- 24a, 24b24a, 24b
- Dübel-InnenflächeDowel inner surface
- 2525
- Dübelkopfdowel head
- 2626
- Abflachungflattening
- 2727
- Schlitzslot
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- EP 449867 A1 [0005] EP 449867 A1 [0005]
- DE 102006018867 B3 [0005] DE 102006018867 B3 [0005]
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