DE2311817C2 - Reizstromgerät zur Förderung der Heilung von Knochenschäden - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

eil) der Kopf (11) der Knochenschrauben jeweils eine als Verbint/ungsbuchse ausgebildete sechseckige Ausnehmung (25) aufweist und daß

d) ein kappenartiger Verbindungsstecker (18)

an jedem Anschlußdraht (14, 15) angebracht ist, welcher -.lit der Verbindungsbuchse einer ,Knochenschraube (12) verrastbar ist (Fig. i bis ·'.

2. Reizstromgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

25

30

35

b) mindestens zwei in einen Knochen einsetzbaren Metallelektroden (30), die an die Anschlußdrähte elektrisch anschließbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

bl) die Metallelektroden (30) aus zwei Kirsch

ner-Drähten bestehen, die dazu bestimmt sind, durch zwei sich beidseits eine· Bruchstelle befindende Teile (10a, iOb) eines gebrochenen Knochens quer hindurchgebohrt und durch

d) zwei Spannschlösser (32,33) zusammengespannt zu werden,

e) die durch einen zwischen den beiden Kirschner-Drähten angeordneten isolierenden Körper (38, 42) elektrisch gegeneinander Isoliert sind,

b2) daß mindestens ein Ende jedes Kirschner-Drahtes (30) mit einem Verbindungselement versehen oder als solches ausgebildet ist und daß

c) ein zu diesem Verbindungselement passendes komplementäres Verbindungselement (34) am Ende jedes Anschlußdrahtes (14) der Wechselstromquelle (16) angebracht ist.

el21) die sechseckige Ausnehmung (25) innen eine Erweiterung hat und daß

d) der am Schlußdraht angebrachte Verbindungsstecker (18)

dl) etwa pilzförmig ist und

d2) einen in die Ausnehmung (25) passenden Stiel

d3) mit an der Schraube anliegenden Elektroden (24) sowie

d4) einen über den Schraubenkopf greifenden kappenförmigenTeil hat.

3. Reizstromgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

bl) der Anschlußdraht (15) aus dem kappenförmigen Teil (20) radial herausgeführt ist.

4. Reizstromgerät zur Förderung der Heilung von Knochenschäden mit

a) einer Wechselstromquelle (16), die flexible

Anschlußdrähte (14,15) hat und

Die vorliegende Erfindung betrifft Reizstromgeräte, wie sie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 im Hinblick auf die CH-PS 5 15 04Ϊ als bekannt vorausgesetzt werden.

Reizstromgeräte dieser Art sind aus der DE-PS 1918 299 und der auf dieser basierenden CH-PS 5 15 041 bekannt. Sie beruhen auf der Erkenntnis, daß die Heilung von Knochenbrüchen und die Regenerierung von Knochensubstanz durch niederfrequente elektrische Wechselströme gefördert wird.

Bei den bekannten Reizstromgeräten ist die Aufnehmerspule fest mit einer implantierbaren Knochenplatte oder dergleichen verbunden und bildet mit diesem Osteosynthese- oder Stützelement eine integrale Struktur. In vielen Fällen ist es jedoch nicht nötig, den verletzten oder beschädigten Knochen durch ein besonderes Stützelement, wie eine Platte oder einen Marknagel, zu fixieren sondern es genügt, die Bruchstücke durch Knochenschrauben miteinander zu verbinden oder durch sogenannte »Kirschner-Drähte« zusammenzuspannen. Unter »Kirschner-Drähte« (Fixateur extern) versteht man bekanntlich dünne, feste Metallstäbe, die quer durch zwei Bruchstücke eines gebrochenen Knochens geschossen und dann zum Zusammendrücken der Bruchenden durch zwei Spannschlösser zusammengespannt werden, die auf die aus dem verletzten Glied herausragenden Enden der Stäbe aufgesetzt sind.
Es kommt in der Praxis ferner häufig vor, daß ein anfänglich mit einer gewöhnlichen Knochenplatte versorgter Bruch schlecht heilt, so daß eine Behandlung mit niederfrequenten Wechselströmen indiziert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reizstromgerät zur

Förderung der Heilung von Knochenschäden anzugeben, mit dem eine früher implantierte, konventionelle Osteosyntheseeinrichtung durch eine Aufnehmerspule und Elektroden nachgerüstet werden kann, falls Heilungsstörungen auftreten.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 4 gekennzeichneten Reizstromgeräte gelösL

Weiterbildungen des Reizstromgerätes gemäß Anspruch 1 sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Mit den vorliegenden Reizstromgeräten können früher implantierte Osteosyntheseeinrichtungen, wie Knochenplatten und Kirschner-Drähte, durch eine Aufnehmerspule und Elektroden nachgerüstet werden, so daß eine Behandlung durch niederfrequente elektrische Wechselströme nach dem Verfahren Kraus-Lechner möglich ist und Heilungsstörungen effektiv behandelt werden können.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines gebrochenen Knochens, dessen Bruchstücke durch Knochenschrauben zusammengehalten werden;

F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht der Unterseite eiiies Verbindungselementes, das an einem Anschlußdraht der Aufnehmerspule angebracht ist und zu dessen mechanischer und elektrischer Befestigung an einer Knochenschraube dient;

F i g. 3 eine Querschnittsansicht des Verbindungselements gemäß F i g. 2;

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Knochenschraube, deren Kopf als Verbindungselement ausgebildet ist, in das das Verbindungselement gemäß F i g. 2 und 3 eingerastet werden kann und

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines gebrochenen Knochens, der durch Kirschner-Drähte zusammengespannt ist.

F i g. 1 zeigt, teilweise geschnitten, einen gebrochenen Knochen 10, dessen Bruchstücke durch Knochenschrauben 12 wieder miteinander verbunden sind. An den Köpfen der Knochenschrauben ϊ2 sind über VerbindungsvorricHungen, die anhand der Fig.2 bis 4 noch näher erläutert werden, Anschlußdrähte 14 und 15 einer Aufnehmerspule 16 angebracht. Die Aufnehmerspule enthält vorzugsweise einen stabförmigen Ferritkern, auf den eine ein- oder mehrlagige Wicklung aufgebracht ist, deren eines Ende mit den Anschlußdrähten 14 und deren andere.« Ende mit dem Anschlußdraht 15 verbunden sind.

Bei dem in F i g. 2 bis 4 genauer dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist am Ende jedes der isolierten Anschlußdrähte, z. B. dem Anschlußdraht 15, ein Verbindungselement 18 angebracht, das bei dem in den Fig.2 bis ^Λ dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem pilzartigen Teil 20 aus Polytetrafluoräthylen besteht, in das der Anschlußdraht 15 radial von der Seite durch einen Knickschutz 22 eingeführt ist. Der Anschlußdraht führt dann in der Achse des Stieles des Teiles 20 zu drei Federdrähten 24, die in der Mitte miteinander verbunden sind und im Winkelabstand von 120° längs der Außenseite des Stiels zur Kappe des Teiles 20 führen. Der Stiel ist am Ende etwas verdickt und die Federdrähte haben dort entsprechende Ausbuchtungen.

Das Verbindungselement 18 paßt zu einem komplementären Verbindungselement, das durch den Kopf 11 der Knochenschraube 12 (Fig.4) gebildet wird. Die Knochenschraube hat bei diesem Ausführungsbeispiel einen bekannten Innensechskantkopf in den ein Sechskantschlüssel zum Eimirshen und Lösen der Schraube eingesetzt werden kann. Das sechskantförmige Loch 25 im Schraubenkopf ist hinten mit einer Erweiterung 26 versehen, in die das Stielende mit den ausgebuchteten Teilen der Federdrähte 24 einrasten kann.
Die Kappe des Teiles 20 ist im Querschnitt sichelförmig und greift, wenn sie auf dem Schraubenkopf aufgesetzt ist, über dessen Seitenflächen.

Das Verbindungselement 18 läßt sich auch unter erschwerten Bedingungen, z. B. bei sehr begrenztem Operationsfeld, leicht auf den Schraubenkopf aufsetzen und gewährleistet sowohl einen sicheren mechanischen Sitz (und damit auch eine Halterung der Aufnehmerspult· 16) sowie eine einwandfreie elektrische Verbindung zwischen dem Ar.schlußdraht und der als Elektrode dienenden Knochenschraube.

F i g. 5 zeigt einen gebrochenen Knochen, dessen beide Teile 10a und 106 von jeweils einem dünnen, jedoch verhältnismäßig festen, an der einen Seite angespitzten Metallstab 30 (»Kirschner-Draht«) durchsetzt werden.

Die Metallstäbe 30 sind am einen Ende angespitzt um das Durchschießen durch den Knochen zu erleichtern und werden im applizierten Zustand ',_värch zwei Spannschlösser 32 und 33 zusammengezogen, wodurch die Knochenenden fixiert und gegeneinander gepreßt werden.

Im vorliegenden Falle dienen die Metallstäbe 30 als Elektroden und können zu diesem Zwecke über Verbindungselemente 34, von denen in F i g. 5 nur eines dargestellt ist, mit jeweils einem Anschlußdraht 14 verbunden, der zu einer nicht dargestellten Wechselstromquelle, z. B. einer Aufnehmerspule, wie sie anhand von F i g. 1 beschrieben wurde oder einem Wechselspannungsgenerator führt. Die aus dem Knochen herausragenden Teile der Metallstäbe 30 sind, soweit sie durch das den Knochen umgebende Weichgewebe 36 führen, mit dünnen, isolierenden Röhrchen 38 umgeben, welche z. B. aus dünnem Polytetrafluoräthylen-Schrumpfschlauch bestehen können und verhindern, daß die an die Metallstäb'e 30 angelegten Spannungen durch das verhältnismäßig gut leitende Weichgewebe kurzgeschlossei.- werden.

Die bei der Applikation elektrischer Spannungen erforderliche Isolation zwischen den beiden als Elektroden dienenden Metallstäben 30 kann durch diese isolierenden Röhrchen 38 bewirkt werden oder durch entsprechende Ausbildung der Spannschlösser 32, 33, die ganz oder teilweise aus isolierendem Material, z. B. glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen können. Vorzugsweise enthält jedoch mindestens ein Auge 40 jedes Spannschlosses einen isolierenden O-Ring 42 aus Gummi oder dgl. der durch eine durchbohrte Klemmschraube 43 zusammengepreßt werden kann und dann radial nach innen ausweicht, so daß er schließlich fest an den Metallstab 30 angepreßi wird. Auf diese Weise ist sowohl viiri fester mechanischer Halt des Spannschlosses am Metallstab als auch eine ordnungsgemäße elektrische Isolation zwischen dem eine relativ weitci Bohrung aufweisenden Auge des Spannschlosses und dem es durchsetzenden Metallstab gewährleistet.

Das der Spitze abgewandte Ende jedes Metallstabs 30 ist als Verbindungselement ausgebildet, das mit dem Verbindungselement 34 zusammenpaßt, Im vorliegenden Falle ist jeder Metallstab mit einer eingedrehten Ringnut 44 versehen, in die das zugehörige Verbindungselement 34 einrasten kann. Dieses kann zu diesem Zwecke in bekannter Weise radial verschiebbar und verriegelbare Kugeln enthalten, die in die Ringnut 44 einrastbar sind.

XX KJ X /

Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine als Wechselstromqiielle dienende Aufnehmerspule 16 mit Hilfe von 7.. B. U-förmigen Federklemmen 45 aus Metall, die elektrisch mit den Enden der Wicklung der Aufnehmerspule verbunden sind, an unisolierten Stellen der Metallstäbe 30 festzuklemmen, wie es in F i g. 5 an der linken Seite der Metallstäbe 30 und unter F i g. 5 in einem vergrößerten Schnitt dargestellt ist. Die Aufnehmerspule wird auf diese Weise sowohl mechanisch an den Metallstäben gehaltert als auch elektrisch mit diesen verbunden.

Die Verwendung von Knochenschrauben, beispielsweise aus einer bekannten, physiologisch gut verträglichen Co-Cr-Mo-Legierung als Elektroden ist Dei Belastung von elektrischen Wechselpotentialen von < 1 Vf.v; i) im gegebenen Frequenzbereich (> I Hz) ohne Gefahr einer Metallose (= elektrolytische Auflösung von Metallen im lebenden Gewebe) möglich.

Der besondere Vorteil des Gerätes gemäß F i g. 1 bis 4 besteht in einer in vieien Knochenbruchiäiien mogiichen, einfacheren Reposition des frakturierten Knochens durch die Schrauben ohne Stützplatte bei gleichzeitiger elektrischer Stimulation des Knochenwachstums. Die Gefahr der Infektion ist bei Verwendung von Schrauben ohne Platte geringer. Die Platte kann in Ab-Wesenheit hinreichend deckenden Weichgewebes, z. B. bei Tibiafrakturen von Kindern und älteren Personen, oft nicht implantiert werden. Dadurch ergäben sich bei Repositionen mit Schrauben ohne Platte, aus Gründen mangelnder Stabilität, lange Bettliegezeiten. Diese werden durch die Elektrostimulation des Knochenwachstums bedeutend (bis auf die Hälfte) verkürzt.

Das Gerät gem. F i g. 1 bis 4 wird implantiert und alle mit dem Gewebe oder Knochen in Berührung kommenden Teile bestehen daher aus physiologisch verträglichen, sterilisierbaren Materialien. Inder Aufnehmerspule 16 (Fig. 1) und analog auch in der des Ausführungs-K^icniAJc ^ernäÖ F i **. 5 «versn dort s's StrorTiCuciic eine Aufnehmerspule dient, wird dann ein niederfrequenter Wechselstrom (Frequenz vorzugsweise unter 100 Hz, allmählich ansteigende und abfallende Flanken) durch ein äußeres Magnetfeld induziert, wie es z. B. in der DE-PS 19 18 299 beschrieben ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Reizstromgerät zur Förderung der Heilung von Knochenschäden mit

a) einer implantierbaren Aufnehmerspule (16), die als Wechseispannungsquelle dient und

b) flexible AnschluBdrähte (14, 15) hat, und mit

c) Knochenschrauben (12), weiche
c 1) einen Kopf (11) aufweisen,

c2) als Metallelektroden dienen und

c3) mit den Anschlußdrähten (14,15) der Aufnaimerspule (16) elektrisch verbunden sind,

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