Gattung des
AnmeldegegenstandesGenus of
Subject of registration
Die Erfindung betrifft einen axial dynamisierbaren Fixa
teur extern, bei dem die interfragmentären Druck- und
Zugkräfte quantifizierbar sind. Die interfragmentären
Druck- oder Zugkräfte sind unabhängig von den Druck
oder Zugkräften, insbesonders des Körpergewichtes.The invention relates to an axially dynamic Fixa
expensive external, where the interfragmentary printing and
Tensile forces are quantifiable. The interfragmentary
Push or pull forces are independent of the pressure
or tensile forces, especially body weight.
Stand der TechnikState of the art
Der Einsatz des Fixateur extern in der Knochenbehand
lung ist weit verbreitet und nicht wegzudenken. Wegen
der einfacheren Zugangswege und der einfacheren Appli
kation, gegenüber den internen Osteosynthesen, gewinnt
der Fixateur extern in letzter Zeit zunehmend an Bedeu
tung (z B.: M. Zerna. R. Klenke, External fixator in the
district hospital. Zentralbl-Chirurgie, P 1031-1040. 115 (16) ,
1900). Bei der offenen Frakturbehandlung wird zuneh
mend die Versorgung mit dem Fixateur extern als defini
tive Versorgung angesehen und durchgeführt.
Ferner werden Pseudoarthrosen, posttraumatische Kno
chendefekte oder Verlängerungsosteotomien bereits mit
Ringfixateuren extern oder auch mit einem modularen
Rohrfixateursystem behandelt. Dabei werden Druck- oder
Zugkräfte über Gewindestangen oder über feine Drähte
auf den interfragmentären Bereich angewendet. (Boltze,
W.-H.: Der Fixateur extern (Rohrsystem). AO-Bulletin
1976 Offizielles Organ der Schweizerischen Arbeitsge
meinschaft für Osteosynthesefragen, Ilizarov, G.: Sammel
band der Orthopädischen Gesellschaft, S. 146, 1954, Kurgan,
A. Rüter, R. Brutscher: Die Behandlung ausgedehnter Kno
chendefekte am Unterschenkel durch die Verschiebeosteo
mie nach Ilizarov. Chirurg 59, S. 357, 1988; Umyarov. G.A.:
Repositioning-elongation for infected post-traumatic leg
defects. In: Advances Orthop. Surgery. Williams & Willi
ams, Baltimore, P 58-62, 1985). Der Fixateur extern unter
scheidet sich von den internen Osteosyntheseverfahren,
in Bezug auf die Fragmentbewegungen am Frakturspalt
unwesentlich (R. Hoffmann, J. McKellop, A. Sarmiento, B.
Lu. Vortrag: Dreidimensionale Messung von Fragmentbe
wegungen am Frakturspalt, 54. Jahrestagung der Deutsch
en Gesellschaft für Unfallheilkunde, Berlin, 1990, Cun
ningham JI. M.Evans, J. Kenwright, Measurement of frac
ture movement in patients treated with unilateral exter
nal skeletal fixation, J-Biomed-Eng., P 118-122, II (2),
1989).The use of the external fixator in bone treatment
lung is widespread and indispensable. Because of
the easier access routes and the easier appli
cation, compared to the internal osteosynthesis, wins
the external fixator has recently become increasingly important
tung (e.g.: M. Zerna. R. Klenke, External fixator in the
district hospital. Zentralbl-Chirurgie, P 1031-1040. 115 (16),
1900). With open fracture treatment is increasing
mend the supply with the fixator externally as defini
viewed and implemented.
Furthermore, pseudoarthrosis, post-traumatic kno
defects or extension osteotomies
Ring fixators external or with a modular
Pipe fixator system treated. It will print or
Tractive forces via threaded rods or fine wires
applied to the interfragmental area. (Boltze,
W.-H .: The external fixator (pipe system). AO bulletin
1976 Official organ of the Swiss Arbeitsge
Society for Osteosynthesis Questions, Ilizarov, G .: collective
band of the Orthopedic Society, p. 146, 1954, Kurgan,
A. Rüter, R. Brutscher: The treatment of extensive knots
defects in the lower leg due to the sliding osteo
mie to Ilizarov. Surgeon 59, p. 357, 1988; Umyarov. G.A .:
Repositioning-elongation for infected post-traumatic leg
defects. In: Advances Orthop. Surgery. Williams & Willi
ams, Baltimore, P 58-62, 1985). The fixator external under
differs from the internal osteosynthesis processes,
in relation to the fragment movements at the fracture gap
insignificant (R. Hoffmann, J. McKellop, A. Sarmiento, B.
Lu. Lecture: Three-dimensional measurement of fragments
movements at the fracture gap, 54th annual meeting of the German
en Society for Trauma Medicine, Berlin, 1990, Cun
ningham JI. M. Evans, J. Kenwright, Measurement of Frac
ture movement in patients treated with unilateral exter
nal skeletal fixation, J-Biomed-Eng., P 118-122, II (2),
1989).
Das Prinzip der modernen Osteosynthese beruht auf den
Untersuchungen von Pauwels über die kausale Histoge
nese des Bindegewebes. (F. Pauwels.: Gesammelte Ab
handlungen zur funktionellen Anatomie des Bewegungs
apparates. Springer, Berlin 1965, F. Pauwels.: Atlas zur
Biomechanik der gesunden und kranken Hüfte. Springer,
Berlin, 1973). Knochengewebe bildet sich unter mechan
ischer Beanspruchung (Druck- oder Zugspannungen)
bei gleichzeitiger absoluten Ruhe. Auf diesen Untersuch
ungen beruhen die Prinzipien der modernen Osteosyn
these (M. E. Müller, M. Allgöwer, R. Schneider, H. Willen
egger, Manual der Osteosynthese, 2. Auflage, Springer,
Berlin, Heidelberg, New York, 1977). Bei der internen,
operativen Stabilisierung von Frakturen findet immer
eine Druckanwendung auf den Frakturspalt statt. Die
interfragmentäre Druckkraft liegt bei langen Röhrenkno
chen mit Plattenosteosynthesen z. B. bei der Tibia zwi
schen 800-1400 N. Das entspricht einem Druck von un
gefähr 2-3,5 N/mm2. Diese Werte betragen etwa ein Dreis
sigstel bis ein Fünfzigstel der maximalen Druckfestigkeit
von kompakten Knochen (H. Yamada, Strength of biolo
gical materials. Williams & Williams, Baltimore 1970).
In der Praxis werden diese Druckkräfte bei dem Fixateur
extern nicht erreicht. Bisher läßt man den Patienten mit
einem axial-dynamisierten Fixateur extern mit einem
Teil seines Körpergewichts belasten.The principle of modern osteosynthesis is based on Pauwels' investigations of the causal histogenesis of the connective tissue. (F. Pauwels .: Collected treatises on the functional anatomy of the musculoskeletal system. Springer, Berlin 1965, F. Pauwels .: Atlas on the biomechanics of healthy and diseased hips. Springer, Berlin, 1973). Bone tissue forms under mechanical stress (compressive or tensile stress) with absolute rest at the same time. The principles of modern osteosynthesis are based on these examinations (ME Müller, M. Allgöwer, R. Schneider, H. Willen egger, Manual der Osteosynthese, 2nd edition, Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1977). When fractures are stabilized internally, pressure is always applied to the fracture gap. The interfragmentary pressure is in long Röhrenkno chen with plate osteosynthesis z. B. in the tibia between 800-1400 N. This corresponds to a pressure of un dangerous 2-3.5 N / mm 2 . These values are approximately one-third to one-fiftieth of the maximum compressive strength of compact bones (H. Yamada, Strength of biological materials. Williams & Williams, Baltimore 1970). In practice, these pressure forces are not achieved externally with the fixator. So far, the patient has been subjected to an axially dynamic fixator externally with a part of his body weight.
Kritik des Standes
der TechnikCriticism of the state
of the technique
Die umfassenden theoretischen Grundlagen, einschließlich
der breiten praktischen Erfahrungen, finden bisher bei
der Therapie mit dem Fixateur extern ungenügende An
wendung. Zug- oder Druckkräfte werden entweder über
Gewindestangen, über Zugdrähte oder nur über die Teil
belastung durch den Patienten mit axial dynamisierten
Fixateur extern auf den interfragmentären Bereich ausge
übt. In der Frakturbehandlung mit dem Fixateur extern
versucht man zwar den Frakturspalt zu komprimieren, ap
pliziert aber nicht die Druckkräften wie z. B. bei der
Plattenosteosynthese.The comprehensive theoretical foundations, including
of broad practical experience, so far found at
Therapy with the external fixator is insufficient
turn. Tensile or compressive forces are either over
Threaded rods, over pull wires or just over the part
loading by the patient with axially dynamized
External fixator on the interfragmentary area
practices. In fracture treatment with the external fixator
one tries to compress the fracture gap, ap
but not the pressure forces such. B. at the
Plate osteosynthesis.
Da ferner die Steigerung der interfragmentären Druck
kraft von der Gewichtsbelastung des Patienten abhängt,
können keine konstanten interfragmentären Druckkräfte
aufgebaut werden. Unachtsamkeit oder ein Ausrutschen
mit plötzlicher Vollbelastung irritieren letztlich den ge
wollten Knochenheilungsprozeß.Furthermore, since the increase in interfragmentary pressure
depends on the patient's weight load,
cannot have constant interfragmentary compressive forces
being constructed. Inattention or slipping
with sudden full load ultimately irritate the ge
wanted bone healing process.
Die internen Osteosynthesen bedürfen nach Abschluß
der Knochenheilung einer erneuten Operation zur Ent
fernung des lmplantats, meist mit Narkose und stationär
em Krankenhausaufenthalt verbunden.The internal osteosynthesis requires completion
the bone healing of a new operation for ent
Removal of the implant, usually with anesthesia and inpatient
connected to hospitalization.
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile
der interfragmentären Kraftapplikation der internen Os
teosynthese auf die externe Fixation zu übertragen. Es
soll ein Fixateur extern gefunden werden, der eine kon
stante und kontrollierte Zug- oder Druckkraft, unabhäng
ig von der Mitarbeit des Patienten, auf den interfragmen
tären Bereich ausübt. Die Zug- oder Druckkraft soll quan
tifizierbar und messbar sein. Zur Ausschaltung der Beein
flußbarkeit durch den Patienten soll z. B. die Gewichts
belastung der betroffenen Extremität keinen Einfluß auf
die interfragmentäre Kraft haben. Ferner soll durch den
neuen Fixateur extern die Behandlungszeit, die statio
näre Krankenhausverweildauer und die Arbeitsunfähig
keit verkürzt werden. Eine Implantatentfernung soll ohne
Narkose ambulant erfolgen können. Eine Gewichtsbelas
tung soll ohne Gipsbehandlung sofort möglich sein.The invention has for its object the advantages
the interfragmental force application of the internal os
Transfer teosynthesis to external fixation. It
an external fixator is to be found that has a con
constant and controlled tensile or compressive force, independent
ig from the cooperation of the patient on the interfragmen
exercised in the primary area. The tensile or compressive force should be quan
be quantifiable and measurable. To switch off the legs
Flowability through the patient is said to B. the weight
load on the affected limb has no influence
that have interfragmental power. Furthermore, by the
new fixator external the treatment time, the statio
hospital stay and unable to work
be shortened. An implant removal should be without
Anesthesia can be done on an outpatient basis. A weight load
Treatment should be possible immediately without plaster treatment.
Lösungsolution
Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen axial-dynamisierten
Fixateur extern. In der Figur bedeutet 1 das Federelement,
2 das Dämpfungselement im axial dynamisierten Fixateur
extern und 3 die Kraftmeßsonde im Federelement. Fig. 1 shows the external axial fixator-dynamized invention. In the figure, 1 means the spring element, 2 the damping element in the axially dynamic fixator externally and 3 the force measuring probe in the spring element.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem quantifizierbare, ver
änderbare Federelemente (1) in den interfragmentären
Bereich eines axial dynamisierten Fixateur externs ein
gefügt werden und so Druck- oder Zugkräfte auf den
Frakturbereich wirken können. Dabei spielt es keine
Rolle, wie die Druck- oder Zugkraft aufgebaut wird. Sei
es über feste, gasförmige oder flüssige Materie.
Um den Belastungsdruck durch das Körpergewicht auszu
schalten, werden die Federelemente mit Dämpfungsele
menten (2) kombiniert. So kann der Patient z. B. das Bein
sofort nach Anlage des Fixateur extern belasten, ohne
daß diese Druckkraft auf den interfragmentären Bereich
wirkt. Druck- oder Zugkraft-Meßsonden in den Feder
elementen (3) quantifizieren die Kraft und lassen so
eine Korrektur der Federelemente zu.This object is achieved by inserting quantifiable, changeable spring elements ( 1 ) into the interfragmentary area of an axially dynamized fixator externally, so that compressive or tensile forces can act on the fracture area. It does not matter how the pressure or tensile force is built up. Be it about solid, gaseous or liquid matter. In order to switch off the load pressure due to body weight, the spring elements are combined with damping elements ( 2 ). So the patient can e.g. B. externally load the leg immediately after the fixator is applied, without this compressive force acting on the interfragmentary area. Pressure or tensile force measuring probes in the spring elements ( 3 ) quantify the force and thus allow the spring elements to be corrected.
Erzielbare VorteileAchievable advantages
Der erfindungsgemäße axial-dynamisierte Fixateur ex
tern mit Federelementen, mit oder ohne Kombination von
Dämpfungselementen ermöglicht eine kontrollierte, quan
tifizierbare und korrigierbare Zug- oder Druckkraftap
plikation auf den interfragmentären Bereich. Gegenüber
der internen Fixation ergibt sich der Vorteil der Kraft
kontrolle, der Kraftkorrektur bei völliger Unabhängigkeit
von der Mitarbeit des Patienten und der damit verbun
denen Vorteile des Fixateur: Leichtere technisch-operative
Implantation, keine Gipsruhigstellung, weniger Komplika
tionen, kürzere Krankenhausverweildauer, sofortige Belast
barkeit der betroffenen Extremität und durch den Wegfall
der stationären Implantatentfernung mit einer erneuten
Narkose eine kürzere Arbeitunfähigkeit, bei insgesamt
geringeren Kosten. Der Fixateur extern kann wiederver
wendet werden. Durch den völligen Wegfall der Gips
behandlung, im Gegensatz zu den internen Osteosynthe
sen, wird ferner weniger Abfall produziert.The axially dynamized fixator ex
ters with spring elements, with or without a combination of
Damping elements enables a controlled, quan
tifiable and correctable tensile or compressive force tapes
application to the interfragmentary area. Across from
the internal fixation gives the advantage of strength
control, force correction with complete independence
of the cooperation of the patient and associated with it
The advantages of the fixator: Lighter technical and operational
Implantation, no plaster immobilization, fewer complications
ward, shorter hospital stay, immediate burden
availability of the affected limb and the loss
the stationary implant removal with a new one
Anesthesia is a shorter incapacity to work, overall
lower cost. The external fixator can be reused
be applied. By completely eliminating the plaster
treatment, in contrast to the internal osteosynthesis
less waste is also produced.