DE60032230T2

DE60032230T2 - Druckknochenklammer, gerät und verfahren

Info

Publication number: DE60032230T2
Application number: DE60032230T
Authority: DE
Inventors: Drew San Jose Allen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: AU4485000A; DE60032230D1; ATE347321T1; CA2368248A1; EP1179994B1; EP1772107A1; ATE452588T1; DE60043596D1; CA2684436A1; EP1179994A4; JP4256074B2; US20020173793A1; WO2000064361A1; US6783531B2; EP1179994A1; ES2338583T3; US20050096660A1; JP2002541967A; CA2368248C; US6348054B1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Befestigen von Knochensegmenten über eine Frakturstelle hinweg, und betrifft insbesondere eine Knochenklammer zum Erzielen von Kompression zwischen Segmenten.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Beim Behandeln einer Knochenfraktur ist es übliche Praxis, ein Knochensegment an dem anderen zu befestigen, so dass diese für die Dauer des Knochenfusionsprozesses stabilisiert und immobilisiert sind. Daher gibt es die Technik einer internen Fixation oder eines direkten mechanischen Befestigens der Knochensegmente.
Üblicherweise wurde die Fixation durch eine Vielzahl von Vorrichtungen und Techniken erzielt, wobei die gängigeren die Verwendung metallischer Befestigungseinrichtungen erfordern, wie beispielsweise Schrauben, Verbindungsplatten (mittels Schrauben an dem Knochen befestigt), Stiften und Clips. Diese Verfahren erfordern unverändert das Bohren von Schraubenlöchern in dem Knochen und die Verwendung von zugehöriger Ausrüstung, wie beispielsweise Bohrlochschablonen.
Übliche, U-förmige Clips wurden ebenfalls verwendet, wobei die Clip-Schenkel jeweils in Löchern in den gegenüberliegenden Knochensegmenten installiert sind. Die starre Struktur solcher Clips, wie der anderen, oben genannten Fixationseinrichtungen, stellt eine starre Immobilisierung der Frakturzone bereit. Solche Einrichtungen dienten ferner dazu, die Distanz zwischen Segmenten aufrechtzuerhalten, was jedoch unter anderen Dingen in einigen Fällen als eine durch Kontraktionen von Skelettmuskeln herbeigeführte Kompression behindernd und das Ausbilden von Druckkraft zwischen den Knochensegmenten, welche vorteilhaft für eine Knochenfusion oder ein Knochenzusammenwachsen ist, verhindernd befunden wurde. In diesem Zusammenhang wurde das Konzept des Erzeugens einer dynamischen Druckkraft über eine Osteotomie oder eine Knochenfrakturstelle hinweg sehr als eine Technik anerkannt zum Unterstützen einer grundlegenden Knochenheilung, d.h. einer Fusion, die schneller und von besserer Qualität ist.
Daher wurden eine Anzahl von Befestigungseinrichtungen entwickelt, wie beispielsweise Clips und dergleichen, die so gestaltet sind, dass sie Kompression liefern. Demgemäß ist in dem US-Patent 3,939,294 eine Klammer oder ein Clip aus Federmaterial und mit einem Paar von mit Abstand voneinander angeordneten, einwärts geneigten Schenkeln bereitgestellt, die durch einen Z-förmigen, oberen Abschnitt verbunden sind. Schräge Löcher werden in benachbarte Knochensegmente gebohrt, und Werkzeuge werden verwendet zum Manipulieren und Installieren eines Schenkels, und dann wird der andere Schenkel in Richtung zu dem anderen Loch hingezogen, wobei der Z-förmige, elastische Abschnitt gedehnt wird, und dann in das andere Loch eingesetzt. Leider erfordert dieses Verfahren das Bohren von speziell geneigten Löchern, beinhaltet mehrere Schritte und ist zeitaufwendig sowie erfordert, wie die üblichen starren Befestigungstechniken, eine relativ große Operationsöffnung. Ferner ist die manuelle Installation des Clips unter Verwendung von Arterienklemmen und dergleichen schwierig und erfordert diffiziles Geschick und Handling.
In dem US-Patent 4,838,254 werden die Schenkel eines Paars von metallischen Clips in Paare von speziell geneigten Bohrungen in jeweiligen, gegenüberliegenden Knochensegmenten eingesetzt. Die freiliegenden Oberseiten der beiden installierten Clips dienen dann als Befestigungsköpfe für eine Feder, die zwischen die Clips gefügt wird.
In dem US-Patent 4,841,960 ist der offenbarte „Kompressions"-Clip im Wesentlichen ein Clip mit gegenüberliegenden Schenkeln, die in vorgebohrten Löchern installiert werden, und weist einen crimpbaren Steg auf, der die oberen Enden der Schenkel verbindet. Ein Crimpwerkzeug wird verwendet zum Crimpen des Steges in dem Bemühen, die Kompression zwischen den eingebetteten Schenkeln aufzubauen.
Das US-Patent Nr. 4,852,558 erfordert ebenfalls die manuelle Installation von separaten Schenkeln in vorgebohrten Löchern, wobei die Oberseiten der installierten Schenkel dann mit einem Sperrklinkenmechanismus miteinander verbunden werden, welcher zum Zusammenziehen der Schenkel betätigt werden muss. Diese Konstruktion erscheint in Bezug auf Einstellbarkeit und Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes inhärent beschränkt. In dem US-Patent Nr. 5,660,188 müssen die beiden Schenkel eines Clips ebenfalls in vorgebohrten Löchern installiert werden. Der Clip weist eine Brücke aus zwei nebeneinanderliegenden, crimpbaren Elementen auf, und die Backen eines Crimpwerkzeuges müssen an dem eingebetteten Clip so eingesetzt werden, dass diese Elemente in verformender Weise auseinandergespreizt werden, was bewirkt, dass die Schenkel zueinander hingezogen werden. Die vorhergehenden, crimpbare Clips beinhaltenden Techniken erscheinen alle als ungenau beim Aufbauen geeigneter Druckkräfte zu sein, bedingen ein Lochbohren und zugehörige Probleme und eignen sich nicht zum Minimieren der Größe der Operationsöffnung.
In Anbetracht der Beschränkungen der oben genannten Verfahren wurde ein Klammern als ein potentiell schneller und effektiver Weg zum Befestigen von Knochensegmenten und als ein Weg zum Erzeugen von Kompression wahrgenommen. Daher wurden in den US-Patenten Nr. 5,053,038 und 5,662,655 „Kompressions"-Klammern mittels eines angetriebenen Klammerers an dem Knochen angebracht. Diese Klammern haben Schenkel, die mit zugeschärften Enden geformt sind, und/oder haben divergierende Schenkel, die während einer Implantation auseinandergedrückt werden, was federnde, obere Abschnitte der Schenkel verbiegt, wodurch sie zum Aufbauen einer Kompression tendieren. Leider besteht die Sorge bezüglich eines Traumas des Knochens infolge des Eintreibens der verbundförmigen Schenkel in die Knochenmasse und es gibt wenig ersichtliche Genauigkeit beim Ausbilden der gewünschten Druckkräfte.
DE 41 10 123 A1 offenbart eine Überbrückungsklemme mit einem Paar von Schenkeln, welche in einem Entspannt-Zustand durch eine gewölbte Brücke, welche die Schenkel verbindet, in Richtung zueinander hin vorgespannt sind. Die Brücke kann geradegebogen werden, um die Schenkel für eine Implantation parallel zueinander zu ziehen.
EP 0 826 340 A2 offenbart ebenfalls eine elastische Klammer und eine entsprechende Klammeranbringvorrichtung. US-A-4 994 063 beschreibt einen Knochenklammerer, welcher ein Paar von mit Abstand voneinander angeordneten Schenkeln aufweist, die durch einen crimpbaren Mittelabschnitt verbunden sind. Die Schenkel werden in Knochen auf jeder Seite einer Fraktur eingesetzt, und der Mittelabschnitt wird gecrimpt, so dass die Knochen zusammengezogen werden.
Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Klammervorrichtung bereitzustellen, bei der die Selektionsfähigkeit bezüglich des Niveaus der zu verleihenden Druckkräfte erhöht ist.
Es gibt eine Anzahl von Vorteilen bei äußeren Knochenfixationstechniken, wobei operative Einschnitte nicht erforderlich sind und Befestigungselemente durch die Haut hindurch angebracht werden, und daher ist es noch ein anderes Ziel der Erfindung, eine Knochenklammervorrichtung zur Verwendung in einem Verfahren bereitzustellen, das gut für eine äußere Knochenfixation geeignet ist.
Diese und andere Ziele der Erfindung sind mittels der Erfindung einer Knochenklammer und einer Knochenklammervorrichtung, wie in den angehängten Ansprüchen beansprucht, erreichbar.
Die Vorrichtung nutzt eine generell U-förmige Klammer mit einem Paar von mit Abstand voneinander angeordneten Schenkeln, die scharfe freie Enden und proximale Enden aufweisen, welche durch eine Brücke miteinander verbunden sind, die wenigstens einen federnden, gekrümmten Abschnitt in einer Ebene hat, die senkrecht zu einer Ebene ist, in welcher die Achsen der Schenkel liegen, wobei ein Auseinanderspreizen der parallelen Schenkel die Krümmung der gekrümmten Abschnitte vermindert, was die Klammer in eine Gespannt-Konfiguration bringt, in der ein Schenkel federnd in Richtung zu dem anderen gedrückt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ersichtlich, dass der Brückenabschnitt ein einziges gewölbtes Federelement aufweist, dessen Krümmung in einer Ebene liegt, die senkrecht zu den Achsen der Klammerschenkel ist.
Das neue Befestigungsverfahren beinhaltet zuerst ein Positionieren der gebrochenen Enden eines ersten und eines zweiten Knochensegmentes in einer annähernden Stirnfläche-an-Stirnfläche-Anordnungsbeziehung. Der nächste Schritt beinhaltet ein Auseinanderspreizen der Klammerschenkel um einen bestimmten Betrag und ein Halten der Klammer in der resultierenden Gespannt-Konfiguration. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Ausmaß, bis zu dem die Klammerschenkel separiert werden, variiert werden, wobei die erzeugten Druckkräfte zwischen den Schenkeln proportional zu dem Verlagerungsbetrag der Schenkel sind, da der gewölbte Abschnitt durch einen Bewegungsbereich hindurch bewegt wird, in dem elastisches Verhalten gezeigt wird. In diesem Zusammenhang sollte es offensichtlich sein, dass hierin einer der Vorteile der Erfindung liegt, d.h. die Fähigkeit zum Auswählen der optimalen Druckkraft für eine Anwendung durch Auseinanderspreizen der Klammerschenkel um einen vorbestimmten Betrag.
Als nächstes wird die Klammer, während sie in ihrer Gespannt-Konfiguration gehalten wird, mit ihren scharfen Enden nach vorne angeordnet und zu Flächen von dem einen der Knochensegmente und dem anderen jeweils ausgerichtet. Abschließend wird die positionierte Klammer, während sie in ihrer Gespannt-Konfiguration gehalten wird, durch Schlagkraft in den Knochen eingetrieben, wobei solch schnelles Anbringen erfindungsgemäß durch ein übliches, luftangetriebenes Schlagelement eines Klammerers oder erfindungsgemäß durch eine manuell schlagbetätigte Klammeranbringvorrichtung bereitgestellt wird. Die eingebetteten Klammerschenkel werden bewirken, dass die gegenüberliegenden Knochenflächen mit einem vorbestimmten Kraftbetrag ineinander gedrückt werden.
Solch ein Klammerverfahren eignet sich in vorteilhafter Weise für eine Klammer mit einem relativ kleinen Querschnitt, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Klammeranbringvorrichtung aufweist, die in ihrem Gehäuse Mittel zum Stützen der Klammer und zum Führen von deren Bewegung mit den spitzen Enden der Schenkel vorwärts angeordnet aufweist, die angepasst sind zum Aufnehmen der Klammer in ihrer anfänglichen Ungespannt-Konfiguration, in Eingriff gelangen mit deren Schenkeln und Auseinanderspreizen dieser um einen bestimmten Betrag sowie Halten der Klammer in ihrer Gespannt-Konfiguration benachbart zu dem vorderen Ende des Gehäuses zum Ausgeben daraus. Eine Ausführungsform von mehreren nutzt gegenüberliegende erste und zweite Nuten zum in Eingriff bringen der Klammerschenkel und Mittel zum verstellenden Bewegen der einen Nut von der anderen. Eine andere Ausführungsform verwendet Nuten, die divergieren, so dass die Klammerschenkel gespreizt werden, während eine Klammer dort entlang vorwärtsbewegt wird. Ein Auswurfmittel, das zur Längsbewegung in dem Gehäuse eingerichtet ist, weist ein vorderes Ende auf, das angepasst ist zum Treffen der Hinterseite der gespannten Klammer mit Schlagkraft, was bei bevorzugten Ausführungsformen mittels Luftenergie oder elektrischer Energie realisiert wird.
Die Erfindung weist ferner eine Klammeranbringvorrichtung auf, die angepasst ist, von Hand angetrieben zu werden.
Eine andere erfindungsgemäße Anbringvorrichtung weist einen auslösergesteuerten, luftbetriebenen, Klammerantriebsmechanismus auf und weist einen Klammerzuführmechanismus auf, der ein Rampenmittel aufweist, das so geformt ist, dass es eine Klammer in ihrer Anfangskonfiguration an einem Ende des Rampenmittels aufnimmt und abstützt, wobei sich die Konfiguration des Rampenmittels allmählich zu einer Form ändert, die die Klammer mit ihren Schenkeln im Wesentlichen parallel zueinander halten wird. Auf diese Weise kann die Klammer gleitend entlang des Rampenmittels in eine Querrichtung gedrückt werden, d.h. senkrecht zu der Ebene, in der die Klammerschenkel und der Brückenabschnitt liegen, so dass diese entlang des Rampenmittels in eine Endposition gebracht wird, in welcher Position die Hinterseite der gespannten Klammer von dem vorderen Ende eines angetriebenen Schlagelementes getroffen werden kann.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kompressionsklammer.
2 ist eine Draufsicht von oben auf die Ausführungsform der Klammer von 1.
3 ist eine Draufsicht auf das hintere Ende der Klammer von 1.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Variante einer erfindungsgemäßen Klammer.
5 ist ein Aufriss einer Klammeranbringvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei zum Zwecke von Klarheit Teile weggebrochen sind.
6 ist eine perspektivische, vergrößerte Teilansicht des vorderen Endes der Klammeranbringvorrichtung von 5.
7 ist eine Schnittansicht, gesehen entlang der Linie 7-7 von 6.
8 ist eine Schnittansicht, gesehen entlang der Linie 8-8 von 6.
9 ist eine perspektivische, vergrößerte Teilansicht des vorderen Abschnitts einer Variante einer erfindungsgemäßen Klammeranbringvorrichtung.
10 ist eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht des vorderen Abschnitts einer anderen Variante einer erfindungsgemäßen Klammeranbringvorrichtung.
11 ist eine Draufsicht von oben auf einen von Hand angetriebenen Klammerer gemäß der Erfindung.
12 ist eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht des vorderen Abschnitts der Klammeranbringvorrichtung von 11.
13 ist eine Schnittansicht, gesehen entlang der Linie 13-13 von 12.
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Vergleichs-Kompressionsklammer, wobei die Klammerschenkel eine konvergierende Ausrichtung in Bezug aufeinander haben.
15 ist eine seitliche Draufsicht auf die Klammer von 14.
16 ist eine Draufsicht von oben auf eine Vergleichs-Klammeranbringvorrichtung.
17 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht des vorderen Endes der Anbringvorrichtung von 16.
18 ist eine vergrößerte, seitliche, aufgerissene, teilweise geschnittene Teilansicht, die die Montage einer Klammer an dem vorderen Ende der Klammeranbringvorrichtung von 16 erläutert.
19 ist eine der 18 ähnliche Ansicht, die eine mit den Schenkeln parallel abgestützte Klammer zeigt.
20 ist eine perspektivische Ansicht einer Vergleichs-Klammer mit konvergierenden Schenkeln, die angepasst ist, einer angetriebenen Klammeranbringvorrichtung zugeführt zu werden.
21 ist eine Draufsicht von hinten auf die Klammer von 20.
22 ist eine seitliche Draufsicht auf eine andere angetriebene Vergleichs-Anbringvorrichtung.
23 ist eine perspektivische Darstellung, die Mittel zeigt zum Zuführen von Klammern zu dem Klammerantriebsmittel, der in 22 gezeigten, angetriebenen Klammeranbringvorrichtung.
24 ist eine vergrößerte, teilweise geschnittene, seitliche Teilansicht eines klammerliefernden Rampenelements der in 22 gezeigten Anbringvorrichtung.
25 ist eine schematische Darstellung des Klammerschlagbereichs des Klammerzuführmittels von 23.
26 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Variante einer anderen Kompressionsklammer, die ähnlich der Klammer von 1 ist und die angepasst ist zur Verwendung mit einem Klammerzuführmagazin oder einer Klammerzuführkassette.
27 ist eine Draufsicht auf das vordere Ende der Klammer von 26.
28 ist eine perspektivische, geschnittene Teilansicht mit zum Zwecke von Klarheit weggebrochenen Teilen, die ein Magazin oder eine Kassette zeigt zum Zuführen der Klammer von 26 zu einer angetriebenen Klammeranbringvorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Nun auf die Zeichnung Bezug nehmend, zeigen die 1–3, dass eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kompressionsklammer 11 ein Paar von Schenkeln 13 mit scharfen vorderen Enden 15 und ein Brücke 17 aufweist, die die hinteren Endabschnitte der Schenkel 13 miteinander verbindet. Die Klammer 11 ist aus einem biokompatiblen Metall von Chirurgiequalität hergestellt, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, einer Titanlegierung oder einer anderen geeigneten Legierung. Die Brücke 17 dient nicht nur zum Halten der Schenkel 13 in einer annährend parallelen Anordnungsbeziehung, sondern ist so ausgewählt, dass sie, wenn die Schenkel auseinandergespreizt werden, durch das Biegen ihres Bogens als eine Feder wirkt, wie durch das Strichlinienbild der 2 und 3 dargestellt. Dies gewährt eine Einwärts-Reaktionskraft zwischen den Schenkeln, die proportional zu dem Grad ihrer Verlagerung ist. Es ist verständlich, dass die Abmessungen, das Maß und die Krümmung der Brücke 17 derart ausgewählt werden, dass sie zu einem Gespannt-Zustand gebogen werden kann, der die Kompressionsanforderungen für die Knochenfixation erfüllen wird, bei der die Klammer 11 zu verwenden ist.
Es ist bevorzugt, dass die gegenüberliegenden Innenflächen der Schenkel 13 mit Auszackungen oder Widerhacken 19 versehen sind. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass, insofern als die Innenseiten der Schenkel 13 gegen Knochenmasse gedrückt werden, wenn sie in einer zu beschreibenden Weise eingebettet werden, die Größe solcher Auszackungen oder Widerhacken in vorteilhafter Weise minimiert werden kann, was während ihrer Implantation das Trauma für das Knochengewebe minimiert.
Es wird offensichtlich sein, dass es gemäß den Prinzipien der Erfindung mehrere Variationen von Kompressionsklammern geben kann. Beispielsweise können Klammerschenkel unterschiedliche Querschnittskonfigurationen aufweisen, einschließlich rhombisch, quadratisch, dreieckig und rechteckig. 4 zeigt eine Variante 23 einer erfindungsgemäßen Klammer mit Schenkeln 25. Sie ist aus einer Metallstange mit geeigneter Festigkeit und geeigneten Federeigenschaften geformt. Im Rahmen der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass die Krümmung der Brücke andere Formen als den gezeigten Einzelbogen annehmen kann und unter anderem eine im Wesentlichen V-Form und eine Form mit Doppel-90-Grad-Biegungen umfassen würde.
5 zeigt eine luftbetriebene Klammeranbringvorrichtung 29 zum Anbringen der Klammer 11, und diese weist einen Hauptkörper 31, eine übliche Luftkolbenanordnung 33 in dem Körper 31, eine Luftzuführleitung 35 und einen Pistolengriff sowie eine Auslöseeinheit 37 auf zum Halten des Klammerers und zum nachstehend zu beschreibenden Steuern des luftangetriebenen Betriebs des Klammererkopfs 41.
Wie 6 zeigt, weist der Klammererkopf 41 eine verstellbare Klammerhalterung 43 auf, die einen unteren Kopf 45, welcher eine Vorwärtsverlängerung des Körpers 31 ist, und einen oberen Kopf 47 aufweist. Ein Paar von parallelen Führungsstangen 51, die an dem unteren Kopf 45 befestigt sind und die sich davon nach oben erstrecken, sind verschiebbar in paarigen Bohrungen 53 in dem oberen Kopf 47 in Eingriff, so dass der obere Kopf bei einer Vertikalbewegung relativ zu dem unterem Kopf 45 geführt ist. Eine Schraubengewindeanordnung treibt den oberen Kopf an und weist eine Druckschraube 55 auf, die in der Gewindebohrung 57 in dem unteren Kopf 54 in Eingriff ist. 7 zeigt am besten die Schraubengewindeanordnung und zeigt einen Drehknopf 59, der eine Aufnahme zum Aufnehmen eines Werkzeuges hat, wie beispielsweise eines Innensechskantschlüssels, zum Drehen des Knopfes 59. Die 6 und 7 zeigen ferner eine sich längs erstreckende Nut 65 an dem unteren Kopf 45 und eine korrespondierende, parallele Nut 63 an dem bewegbaren, oberen Kopf 47, wobei diese Nuten zum Tragen der gegenüberliegenden Seiten der Klammerschenkel 13 geformt sind, und wobei der Knopf betätigt werden kann zum Einstellen des Abstandes zwischen den Nuten, so dass es ermöglicht ist, dass die Klammer 11 in ihrer anfänglichen Ungespannt-Konfiguration daran wie dargestellt montiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind an einer vorderen Fläche des Körpers 31 benachbart zu dem bewegbaren, hinteren Ende des oberen Kopfes 45 sich vertikal erstreckende Einteilungen mit 67 vorgesehen zum Abmessen der Verlagerung der Klammerschenkel, wenn die Erfindung in einer nachstehend zu beschreibenden Weise betrieben wird.
Wie die 6 und 7 und 8 ferner zeigen, weist die Klammeranbringvorrichtung 29 einen Mechanismus auf zum Vorwärtsantreiben einer Klammer von dem Klammererkopf 41 aus und weist ein sich längs erstreckendes Schlagelement 69 auf, das zum Längsbewegen verschiebbar an Nuten 71 und 73 montiert ist, und der hintere Abschnitt (nicht gezeigt) ist mit der Luftkolbenanordnung verbunden sowie wird ein Federmittel (nicht gezeigt) das Schlagelement in einer rückwärtigen Anfangsposition halten, wie in 6 dargestellt. Das Schlagelement 69 weist eine vordere Fläche 75 auf, die angepasst ist, wie am besten in 7 gezeigt, zum Treffen der hinteren Abschnitte der Klammerbrücke 17, wenn das Schlagelement 69 zu seiner Vorwärtsposition angetrieben wird, die mittels der Phantomlinien in 6 gezeigt ist.
Bei dem Betrieb der Klammeranbringvorrichtung 29 für eine Osteosynthese ist eine Klammer 11 an die Klammerhalterung 43 montiert, welche so betrieben wird, dass die Klammer in die gewünschte Gespannt-Konfiguration gebracht wird. Dann werden Knochensegmente durch manuelles oder mechanisches Manipulieren so nahe wie möglich zusammengebracht und zueinander ausgerichtet. Der Klammererkopf 41 kann dann mit deren Schenkeln die Frakturlinie überspannend und den scharfen Enden 15 benachbart zu den Flächen der Knochensegmente positioniert werden. Der Klammererauslöser kann dann betätigt werden, so dass bewirkt wird, dass das Schlagelement die Schenkel der gespannten Klammer in die Knochensegmente treibt.
Es gibt eine Variante einer erfindungsgemäßen Klammeranbringvorrichtung, die identisch zu der Ausführungsform der 6 und 7 ist, mit der Ausnahme, dass sie ein Schlagelement 69a aufweist, das so gestaltet ist, dass es an den hinteren Enden der Klammerschenkel 13 anstatt an dem hinteren Rand der Klammerbrücke 17 angreift. Daher zeigt die Schnittansicht von 9 Enden 79 und 80, die angepasst sind zum Treffen des oberen bzw. des unteren hinteren Endes der Klammerschenkel 13 einer in der Gespannt- Konfiguration gehaltenen Klammer 11. Im Rahmen der Erfindung ist es vorgesehen, dass Schlagelemente, wie das Schlagelement 69a, mit mit anderem Abstand voneinander angeordneten Enden 79 und 80 vorgesehen sein können, so dass verschieden bemessene Klammern aufgenommen werden können.
10 zeigt den vorderen Abschnitt 81 einer anderen Variante einer erfindungsgemäßen, mit einem Antrieb versehenen Klammeranbringvorrichtung, die einen Hauptkörper 82, eine obere Klammerführung 83 und eine untere Klammerführung 85 aufweist. Gegenüberliegende, vordere Abschnitte 87 der Führungen sind um eine Distanz separiert, die es ermöglicht, eine Klammer 11 in der Gespannt-Konfiguration zu halten, und die hinteren Abschnitte 98 werden die Klammer in ihrer Anfangskonfiguration halten. Die flankenoffenen Abschnitte 91 ermöglichen es, dass eine Klammer von Hand in die Klammerführungen geladen wird. Wenn die Klammer von Hand von dem Abschnitt 89 aus zu dem Abschnitt 87 hin nach vorne geschoben wird, werden die divergierende Abschnitte 93 das Auseinanderspreizen der Klammerschenkel bewirken, und auf diese Weise ist eine gespannte Klammer zum Ausgeben positioniert.
Ein Schlagelement 95 weist einen oberen und einen unteren Rand 97 und 99 auf, die verschiebbar in Schlitzen 101 und 103 in Eingriff sind, so dass das Schlagelement zum Längsbewegen eingerichtet ist. Die vorderen Enden 105 und 107 des Schlagelements werden zu den hinteren Enden einer gespannten Klammer ausgerichtet sein und daran anliegen.
Die 11, 12 und 13 zeigen eine Variante 113 der Erfindung, wobei Schlagkraft unter Verwendung eines geeigneten Schlägels von Hand zugeführt wird. Hier weist der Körper 115 einen hinteren Abschnitt 117, der zum Treffen durch einen Schlägel gestaltet ist, und einen Klammerhalter 119 an seinem vorderen Ende auf. Die 12 und 13 zeigen wie der Halter 119 einen unteren Abschnitt 121, der eine Klammerschenkel-Aufnahmenut 129 aufweist, und einen verstellbaren, oberen Teil 135 mit einer Nut 137 aufweist. 12 zeigt am besten wie ein Schwalbenschwanzabschnitt 141 des Teils 135 in einen komplementären Schlitz eingepasst ist zum Führen einer Vertikalbewegung des Teils 135. Vordere Flächen 145 und 147 der Teile 121 bzw. 135 sind angepasst zum Anliegen an den hinteren Enden einer in die Nuten 137 und 149 montierten Klammer. Eine Schraube 153 zum Antreiben des Teils 135 weist Gewinde 157 auf, das in einer Gewindebohrung 159 in dem bewegbaren Teil 135 in Eingriff ist, und der Knopf 163 kann mit einem geeigneten Werkzeug zum Drehen der Schraube 153 in Eingriff gebracht werden.
Beim Verwenden des Werkzeugs 113 können die scharfen Enden einer gespannten Klammer 11 in vorteilhafter Weise präzise an den Zielpunkten an den Knochensegmenten positioniert werden und dann das Werkzeugende 117 mit einem Schlägel geschlagen werden zum Implantieren der Klammer.
Die 14 bis 25 sind für Vergleichszwecke beigefügt und sind nicht in Übereinstimmung mit der hierin beanspruchten Erfindung.
Nun auf die 14 und 15 Bezug nehmend ist in 14 eine Vergleichs-Kompressionsklammer 161 gezeigt, die aus einem geeigneten, federnden Metall hergestellt ist und die Schenkel 163 und 165 aufweist, die in Bezug aufeinander konvergieren und die durch eine Brücke 167 miteinander verbunden sind. Die Klammer 161 kann auch aus einem geeigneten, federnden, nicht metallischen, bioabsorbierbaren Material hergestellt sein.
15 zeigt am besten wie die Schenkel 163 und 165 jeweils in einem vorgewähltem Winkel Φ in Bezug auf parallele Positionen konvergieren, in die die Schenkel auf eine nachstehend zu beschreibende Weise federnd gedrückt werden können. Es sollte ersichtlich sein, dass die Materialeigenschaften des gewählten, federnden Materials, der Grad von Konvergenz und die Abmessungen und die Form der Klammer von Durchschnittsfachleuten so ausgewählt werden, dass eine bestimmte Kraft realisiert wird, von der die parallelen Schenkel in ihre Konvergierend-Positionen gedrückt werden.
16 zeigt eine Knochenklammeranbringvorrichtung 171 mit einem Hauptkörper 173, der ein hinteres Ende 175 aufweist, das angepasst ist, von einem Kraftzuführinstrument, wie einem Schlägel, mit einem Schlag beaufschlagt zu werden. Das vordere Ende 177 ist gestaltet zum Montieren einer Klammer 161 in ihrer Anfangskonfiguration und dann Bewegen dieser zu und Halten dieser in einer Konfiguration, in der ihre Schenkel parallel sind. Daher ist in 17 zu sehen, dass das vordere Ende 177 eine obere Backe 181 hat, die unter Verwendung eines Antriebsschraubenmechanismus, der jenem ähnelt, der für die schraubenangetriebenen, spreizbaren Teile 135 und 121 verwendet wurde, die zuvor im Obigen beschrieben und in 12 und 13 gezeigt wurden, verstellbar mit Abstand zu einer unteren Backe 183 angeordnet werden kann. 17 zeigt wie die obere Backe 181 und die untere Backe 183 geformt sind zum Montieren einer Klammer 161, wobei die Schlitze 187 und 189 in den jeweiligen Backen zum Aufnehmen der Klammerbrücke 167 bemessen sind. Ein Vertiefungsabschnitt 191 in der Oberseite der Backe 181 dient zum Abstützen und Stabilisieren hinterer Abschnitte des oberen Klammerschenkels 163, und es gibt einen gleichen Vertiefungsabschnitt an der unteren Fläche der unteren Backe 183 (nicht gezeigt) zum Abstützen des hinteren Abschnitts 196 des unteren Klammerschenkels 165. Der Vertiefungsabschnitt 191 weist eine Auflage 193 zum in Eingriff bringen unterer Flächen des Schenkels 163 auf, und gegenüberliegende Ränder 195 können die Klammer gegen eine Querbewegung halten, wohingegen der Rand 197 angepasst ist zum Anliegen an dem hinteren Rand des Klammerschenkels.
18 zeigt am besten wie eine ungespannte Klammer 161 zuerst in die Aufnahme der gegenüberliegenden Vertiefungsabschnitte der Backen 181 und 183 montiert wird und es ist vermerkt, wie Flächen 193 und 194 an Innenflächen 211 und 213 der gegenüberliegenden Schenkel 163 und 165 angreifen. Es sollte erkannt werden, wie der Schraubenmechanismus 217 betrieben werden kann zum Auseinanderbewegen der gegenüberliegenden Backen, was bewirkt, dass die gegenüberliegenden Schenkel in eine parallele Anordnungsbeziehung gedrückt werden, wie in 19 dargestellt. Wenn eine Klammer 161 auf diese Weise an das Anbringwerkzeug 171 montiert ist, kann es ziemlich genauso wie die zuvor beschriebene Einrichtung 113 verwendet werden, um eine gespannte Klammer 161 an benachbarten Knochensegmenten anzubringen. Es ist zu bemerken, dass die Backenflächen 193 und 194 geeignet geneigt sein können, um zu gewährleisten, dass die Schenkel in Parallelität gedrückt werden.
Die 20 und 21 zeigen eine andere, zu beschreibende Vergleichs-Kompressionsklammer, d.h. die Klammer 261, welche besonders angepasst ist zum Anbringen mittels einer angetriebenen Anbringvorrichtung, z.B. einer elektrisch angetriebenen oder einer luftangetriebenen Klammeranbringvorrichtung, wie beispielsweise die in 22 gezeigte Anbringvorrichtung 271. Wie die zuvor beschriebene Klammer 161 ist die Klammer 261 aus einem geeigneten, federnden Metall und unter Verwendung üblicher Metallbearbeitungstechniken hergestellt. Die Klammerschenkel 263 und 265 erstrecken sich von dem Brückenabschnitt 267 und konvergieren in einem vorbestimmten Winkel. Es ist vermerkt, wie die Schenkel 263 und 265 größer als der Brückenabschnitt 267 sind. Die Innenflächen der Klammerbrücke und der Schenkel sind angepasst zum Gleiteingriff mit einer zu beschreibenden Klammerzuführ-Rampenstruktur. Ferner zeigt 21 am besten, wie diese Klammerstruktur auf einer Seite der Brücke 267 gegenüberliegende Innenflächen 270 und 274 der Schenkel 263 bzw. 265 bereitstellt, welche in vorteilhafter Weise in Eingriff gebracht werden können für eine Schiebevorwärtsbewegung der Klammer entlang paralleler Führungsflächen in der angetriebenen Klammeranbringvorrichtung 271 und in einer zu beschreibenden Weise.
Die in 22 gezeigte, auslösergesteuerte Anbringvorrichtung 271 ist, mit Ausnahme ihres vorderen Endes, gleich der oben beschriebenen Anbringvorrichtung 29 und weist eine Kolbenanordnung 275 auf. 23 zeigt wie an dem vorderen Ende der Anbringvorrichtung 271 eine Klammerzuführeinrichtung 273 montiert ist, die gestaltet ist zum Zuführen und Positionieren von Klammern zum in Eingriff bringen mit dem vorderen Ende 279 eines Schlagelementes 281, das mit der Kolbenanordnung 275 verbunden ist.
23 zeigt, dass die Zuführeinrichtung 273 ein Gehäuse 285 aufweist, das an einer Seitenwand der Anbringvorrichtung angebracht ist und das ein Rampenelement 287 abstützt, das ein distales Ende 289 aufweist, das zum Aufnehmen von Klammern 261 geformt ist. Die Wände 291, 292 und 293 sind geformt zum verschiebbaren Umfassen durch eine Anzahl von Klammern 261 in ihren Entspannt-Schenkelkonvergierend-Konfigurationen. 24 zeigt ferner das Rampenelement 287 und zeigt wie die Rampenwände 291 und 292 sich von einer konvergierenden Ausrichtung an dem einen Rampenende zu einer im Wesentlichen parallelen an dem gegenüberliegenden Rampenende 294 verändern. 23 zeigt ferner, dass in dem Zuführeinrichtungsgehäuse 285 ein federgetriebenes Drückelement 295 ist, das mit einer geeigneten, üblichen Feder (nicht gezeigt) verbunden ist zum Drücken des Drückelementes 295 gegen die hinteren Seitenränder einer auf das Rampenelement 287 montierten Klammer 261. Somit ist ersichtlich, wie eine Klammer 261 oder mehrere nebeneinanderliegende Klammern 261 gleitend in Richtung zu dem Ende 294 des Rampenelements gedrückt werden können.
Die vergrößerte Ansicht von 25 zeigt wie das innerste Ende des Rampenelementes 287 ein Ende 299 hat, das von einer Führungsfläche 301 der Anbringvorrichtungswand 304 mit Abstand angeordnet ist. Flächen 301 und die gegenüberliegenden oberen und unteren Flächen 303 und 305 formen einen Kanal, wie 24 zeigt, zum Aufnehmen des Schlagelementes 281. 25 zeigt in gestrichelten Linien eine gespannte Klammer 261 in Position, von dem Schlagelement 281 angetrieben zu werden. Es ist zu bemerken, dass das Brückenelement 267 in dem oben genannten Kanal frei von dem Ende des Rampenelementes 287 mit Abstand angeordnet ist, wobei die Klammer durch die Wirkung der Klammerschenkelflächen 270 und 274 (21) gehalten wird, die mit dem Rampenelement in Eingriff sind. Somit ist das vordere Ende 279 des Schlagelementes zu dem hinteren Ende des Klammerbrückenabschnitts 267 ausgerichtet.
Beim Betrieb der Anbringvorrichtung 271 wird diese mit ihrem vorderen Ende in nächster Nähe zu den relevanten Knochensegmenten und mit den spitzen Enden der Klammer geeignet dazu ausgerichtet abgestützt. Ein Ziehbetätigen des Auslösers wird bewirken, dass das Schlagelementende 279 auf die Klammerbrücke auftrifft und die Klammer vorwärts antreibt, während die Klammerschenkel während der Ausgabe durch den Gleiteingriff mit den im Wesentlichen parallelen Flächen des Rampenelementes 287 im Wesentlichen parallel gehalten werden.
Das Schlagelement wird einen Hub haben, der ausreichend ist, um zu bewirken, dass die Schenkel in ihrer parallelen Konfiguration in das Knochengewebe eingebettet werden. Das Schlagelement wird zu seiner Anfangsposition hinter dem Rampenelement zurückkehren. Dann wird Federkraft bewirken, dass eine andere Klammer in dem Ausgabekanal positioniert wird.
Obwohl die 22 und 23 die Zuführeinrichtung 273 benachbart zu dem vorderen Ende 260 der Anbringvorrichtung befestigt zeigen, sollte erkannt werden, dass es in einigen Fällen wünschenswert ist, dass die Zuführeinrichtung 273 an einer Stelle an der Anbringvorrichtung 271 befestigt ist, die sich in einem größeren Abstand zu der Hinterseite der Front 260 befindet. In solchen Fällen sind die Rampenwände 291 und 292 in dem Bereich der Wand 301 wie notwendig nach vorne hin verlängert, um Führungsflächen für die Klammer bereitzustellen, und ist der Hub des Schlagelementes 281 dementsprechend vergrößert.
Die 26 und 27 zeigen noch eine andere, erfindungsgemäße Variante 361 der im Obigen beschriebenen (1) Kompressionsklammer 11, welche im Wesentlichen parallele Schenkel 363 und 365 und eine federnde Brücke 367 aufweist. Diese Konfiguration stellt gegenüberliegende Flächen 370 und 374, am besten in 27 gezeigt, bereit, die angepasst sind zum Eingriff mit parallelen Führungsflächen, wenn die Klammer 361 von einer angetriebenen Klammeranbringvorrichtung 371 angetrieben wird, was in
27 zu beschreiben ist. Die Gespannt-Konfiguration der Klammer 361 ist in gestrichelten Linien gezeigt.
28 zeigt eine Zuführeinrichtung 373 gemäß der Erfindung, welche in gleicher Weise wie die oben beschriebene Zuführeinrichtung 273 aufgebaut ist, mit der Ausnahme, dass das Rampenelement 387 angepasst ist zum Handhaben der Klammer 361. Daher stellen die Rampenwände 391 und 392 parallele Flächen zum Eingriff mit Innenflächen der Klammerschenkel bereit und liegt die Wand 393 verschiebbar an der Wand 393 an.
Das distale Ende der Rampe 387 nimmt Klammern 361 in ihrem Ungespannt-Zustand auf, und die Wände 391 und 392 divergieren allmählich voneinander, so dass an dem anderen Ende 395 der Rampe eine Klammer 361 in einer Schenkel-Parallel-Gespannt-Konfiguration gehalten wird. Ein federgetriebenes Drückelement 399 ist angepasst zum Drücken einer Anzahl von aufgenommenen Klammern 361 in Richtung zu dem Ende 395 der Rampe hin.
Das Rampenende 395 ist mit einem vorbestimmten Abstand von der Führungsfläche 401 angeordnet und stellt Flächen bereit, die mit den gegenüberliegenden Flächen 370 und 374 der Klammer 361 in Eingriff sind. Auf diese Weise kann die Rückseite einer gespannten Klammer von dem Schlagelement 397 getroffen werden und aus der Anbringvorrichtung ausgegeben werden.

Claims

Knochenklammeranbringvorrichtung (29, 81, 271, 371), betreibbar zum in Knochen Implantieren einer generell U-förmigen Kompressionsklammer (11, 23, 361) mit ersten und zweiten generell parallelen, voneinander beabstandeten Schenkeln (13, 25, 363) mit scharfen freien Enden (15) und proximalen Enden, die von einem Brückenelement (17, 367) verbunden werden, das wenigstens einen federnden gebogenen Abschnitt hat, wobei die Klammer einen rückwärtigen Endabschnitt und eine Ausgangskonfiguration hat und zu einer Gespannt-Konfiguration in der Lage ist, in der die Schenkel um einen bestimmten Betrag auseinandergespreizt sind, wodurch die Krümmung des federnden bogenförmigen Abschnitts vermindert wird und die voneinander beabstandeten Schenkel durch eine bestimmte Federkraft zueinander hin gezwungen werden, wobei jeder der Schenkel eine Längsachse hat und die Achsen in einer Ebene enthalten sind, die im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene ist, welche die Krümmungslinie des einen federnden gebogenen Abschnitts enthält, wobei die Klammeranbringvorrichtung einen sich in Längsrichtung erstreckenden Körper (31, 82) mit einem vorderen Ende (41) und einem rückwärtigen Ende hat und aufweist: (i) Mittel (43) an dem Körpervorderende zum Stützen der Klammer mit den scharfen Enden ihrer Schenkel nach vorn angeordnet, zum Führen der Längsbewegung der Klammer, zum Aufnehmen der Klammer in ihrer Ausgangskonfiguration und zum Auseinanderspreizen der Schenkel um einen vorbestimmten Betrag und Halten der Klammer in ihrer Gespannt-Konfiguration; und (ii) Auswurfmittel (69, 69a), die an dem Körper montiert sind und die einen vorderen Abschnitt (75, 79, 80) aufweisen, um den rückwärtigen Endabschnitt der gespannten Klammer mit Schlagkraft zu treffen, um die gespannte Klammer von dem Führungsmittel (11) aus vorwärts zu treiben, wobei die Klammeranbringvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mittel zum Stützen und Führen der Klammer einander gegenüberliegende erste und zweite Nutmittel (63, 65) zum Angreifen an dem ersten beziehungsweise zweiten Schenkel der Klammer aufweisen und einen ersten Träger (47) für die ersten Nutmittel und einen zweiten Träger (45) für die zweiten Nutmittel sowie Mittel (55, 57) aufweisen, die an dem ersten und dem zweiten Träger angreifen und zum Variieren des Abstands zwischen den Trägern betreibbar sind.
Vorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Nutmittel (83, 85) rückwärtige Abschnitte (89), an denen die einander gegenüberliegenden Nutmittel voneinander beabstandet sind, um die Klammerschenkel der Klammer in ihrer Ausgangskonfiguration zu montieren, auseinanderweichende Abschnitte (93), die dazu eingerichtet sind, die Klammerschenkel auseinander zu bewegen, wenn sie gleitend daran entlang bewegt werden, und vordere Endabschnitte (87) aufweisen, um die Klammer in ihrer Gespannt-Konfiguration zu halten.
Vorrichtung, wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, welche eine Vielzahl der einander gegenüberliegenden Nutmittel aufweist, die zur Handhabung verschiedener Breiten der Klammern auswählbar sind.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, wobei das Mittel zum Variieren des Abstandes zwischen den ersten und den zweiten Nutmitteln Antriebsmittel aufweist, die an dem ersten und dem zweiten Träger angreifen.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, wobei das Antriebsmittel einen Antriebsschrauben (55) -Mechanismus aufweist.
Vorrichtung, wie in Anspruch 4 beansprucht, welche Mittel an dem Körper aufweist zum Montieren des ersten und des zweiten Nutträgers zum Bewegen aufeinander zu und voneinander weg, und wobei das Antriebsmittel einen Nocken aufweist, der rotierbar an den Körper montiert ist, und wobei der erste und der zweite Nutträger einander gegenüberliegende Nockenfolgerflächen aufweisen, die an dem Nocken angreifen.
Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, welche ein längliches Schlagelement (95) aufweist, das zur Bewegung in Längsrichtung an dem Körper montiert (101, 103) ist und das ein vorderes Ende hat, das zum Aufschlagen an dem rückwärtigen Endabschnitt der Klammer eingerichtet ist.
Vorrichtung, wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei das Schlagelement dazu eingerichtet ist, an einem rückwärtigen Rand des Brückenelements (17) aufzuschlagen.
Vorrichtung, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, aufweisend: Mittel (145, 147) an dem Körpervorderende zum Abstützen der Klammer gegen Rückwärts- und Seitwärtsbewegung mit den scharfen Enden ihrer Schenkel nach vorn angeordnet, wobei ein beträchtliches Ausmaß der Schenkel sich nach vorn über das vordere Ende der Klammerstützmittel (121, 135) hinaus erstreckt; und ein Werkzeug (113) mit einem Handgriffabschnitt und einem rückwärtigen Ende (117) zum Auftreffen eines Schlaghiebes von einem mit der Hand geschwungenen Schlägel.
Vorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, mit Rampenmitteln (387), die ein proximales und ein distales Ende aufweisen und die verschiebbar von Innenflächen der Klammer (361) umgriffen werden, und zum Führen von Verschiebebewegung der Klammer daran entlang in einer Richtung senkrecht zu der Ebene, in der die Schenkel der Klammer liegen, wobei die Bewegung der Klammer von dem distalen zu dem proximalen Ende der Rampenmittel die Klammer in ihre Gespannt-Konfiguration zwingt.
Vorrichtung, wie in Anspruch 10 beansprucht, welche Mittel (399) aufweist zum Vorspannen einer Klammer entlang der Rampenmittel in Richtung zu dem proximalen Ende (395) der Rampenmittel hin.
Vorrichtung, wie in Anspruch 10 oder 11 beansprucht, wobei das Rampenmittel abnehmbar an dem Anbringvorrichtungskörper befestigt ist.
Kompressionsklammer (11, 23, 361) zum Befestigen eines ersten Knochensegments an einem zweiten Knochensegment, wobei die Klammer eine generell U-förmige Konfiguration hat und aufweist: (a) erste und zweite, voneinander beabstandete, sich in Längsrichtung erstreckende Schenkel (13, 25, 363) mit scharfen freien Enden (15); und (b) ein Federbrückenmittel (17, 367), das distale Endabschnitte der Schenkel miteinander verbindet und die Schenkel in annähernd paralleler Anordnungsbeziehung hält und das wenigstens einen federnden gebogenen Abschnitt aufweist, wobei die annähernd parallelen Schenkel von einer Ausgangskonfiguration aus zu einer Gespannt-Konfiguration hin voneinander separierbar sind, wobei die Krümmung des wenigstens einen federnden Abschnitts verringert wird, wodurch bewirkt wird, dass Federkraft den einen Schenkel auf den anderen zu zwingt, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Schenkel eine Längsachse hat und die Achsen in einer Ebene enthalten sind, die im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene ist, welche die Krümmungslinie des wenigstens einen federnden gebogenen Abschnitts enthält.
Kompressionsklammer, wie in Anspruch 13 definiert, wobei das Federbrückenmittel eine Einzelbogenkonfiguration hat.