DE19746687A1 - Device for external fixation of broken bones, especially the extremities - Google Patents

Abstract

The invention relates to an external fixing device for broken bones, especially for the extremities. The inventive device consists of a rod which is placed along the broken bone outside the body. Interspaced fracture pins (9) are attached thereto for insertion into the bone via the skin and the soft-tissue mantle. Said multi-articulated rod consists of interconnected links (1) resembling ball-and-socket joints which can be fixed in relative positions according to choice.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur externen Fixierung von gebrochenen Knochen, insbesondere der Extremi­täten.The invention relates to a device for externalFixation of broken bones, especially the extremitieswould do.

Eine Vorrichtung dieser Art dient zur Stabilisierung bestimmter Knochenbrüche mit relativ geringem operativem Aufwand. Sie weist "Knochennägel" auf, die bruchfern beider­seits eines Knochenbruchs, möglichst senkrecht zur Achsrich­tung des gebrochenen Knochens, im Knochen verankert werden. Sie werden durch Haut- und Weichteilmantel hindurch einge­bracht. Die Knochennägel beiderseits des Bruchs werden dann, außerhalb des Körpers, durch (möglichst in Achsrichtung des gebrochenen Knochens verlaufende) Querstäbe über Verbin­dungselemente verbunden. Der Nachteil der bekannten Vorrich­ tung liegt darin, daß die Querstäbe starr und gerade sind, so daß zur Stabilisierung in mehreren Ebenen eine aufwendige Rahmenkonstruktion erforderlich ist. Diese Rahmenkonstruk­tion ist, vor allem wenn sie Winkel (zum Beispiel eines gebeugten Gelenks) überbrücken muß, sperrig und verhältnis­mäßig schlecht den anatomischen Konturen anzupassen. Dadurch entsteht unter anderem häufig ein relativ langer Hebelarm, wenn z. B. der Abstand zwischen der Verankerung des Knochen­nagels im Knochen und der Verbindung des Knochennagels mit dem Querstab zu groß wird.A device of this type is used for stabilizationcertain fractures with relatively little operativeExpenditure. It has "bone nails" that both breakon the side of a broken bone, as perpendicular to the axis as possiblebroken bone, to be anchored in the bone.They are inserted through the skin and soft tissue coatbrings. The bone nails on both sides of the fracture are thenoutside the body, by (if possible in the axial direction of thebroken bones) cross bars over connecconnected elements. The disadvantage of the well-known Vorrich tion is that the crossbars are rigid and straight,so that an elaborate stabilization in several levelsFrame construction is required. This frame constructiontion, especially if it is an angle (for example oneflexed joint) must be bulky and proportionatemoderately difficult to adapt to the anatomical contours. Therebyoften results in a relatively long lever arm,if e.g. B. the distance between the anchoring of the bonenail in the bone and the connection of the bone nail withthe crossbar gets too big.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die besser an die anato­mischen Gegebenheiten anzupassen ist.The object of the invention is a device ofto create the kind that better resembles the anatomixing circumstances.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrich­tung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a Vorrichdevice with the features of claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen­stand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are counterstood the subclaims.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf diesen zeigtThe following are embodiments of the inventiondescribed with reference to the accompanying drawing. On thisshows

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei zur Verdeutlichung der Gelenkigkeit des Vielgelenkstabs nur ein einziger Knochennagel dargestellt ist,Fig. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention, wherein for clarity of articulation of the multi-articulated rod only a single bone nail is shown,

Fig. 2 eine Aneinanderreihung von Stabgliedern dieser Ausführungsform allein,Fig. 2 is a series of rod members of this embodiment alone,

Fig. 3 eine derFig. 2 entsprechende Darstellung mit einer Abwandlung der Stabglieder,Fig. 3 is a similar toFIG. Preparation 2 with a modification of the rod members,

Fig. 4 eine derFig. 2 entsprechende Darstellung mit einer weiteren Abwandlung der Stabglieder,Fig. 4 is aFIG. 2 illustration corresponding with a further modification of the rod members,

Fig. 5 die Vorrichtung gemäßFig. 1 angebracht an einem Finger,Fig. 5 shows the device according toFig. 1 attached to a finger,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemä­ßen Vorrichtung,Fig. 6 shows another embodiment of the inventive device SEN,

Fig. 7 eine Abwandlung der Ausführungsform derFig. 6,Fig. 7 shows a modification of the embodiment ofFig. 6,

Fig. 8 (a) bis (d) ein Stabglied der Ausführungsform derFig. 6 oder 7 in verschiedenen Ansichten,Fig. 8 (a) to (d) a rod member of the embodiment ofFig. 6 or 7 in different views,

Fig. 9(a) bis (c) das Stabglied derFig. 8(a) bis (d) mit aufgesetztem gespanntem Klemmband in einer Ansicht von der Seite, von hinten und von hinten bei teilweise entfern­tem Spannbügel,Fig. 9 (a) to (c) the rod member ofFig. 8 (a) to (d) with attached tensioned clamping band in a view from the side, from behind and from the rear with part eliminator system tensioning bow,

Fig. 10(a), (b), (c), (d) und (e) ein in der hänge verstellbares Stabglied mit in der Höhe verstellbarem Nagel im Schnitt, einer Ansicht von vorne, einer Ansicht von der Seite, einer Ansicht von hinten und einer Ansicht von oben,Fig. 10 (a), (b), (c), (d) and (e) a rod member adjustable in height with a nail adjustable in height in section, a view from the front, a view from the side, a view from behind and a top view,

Fig. 11(a) bis (e) ein demjenigen der Figur entspre­chendes Glied in einer Ausführungsform als Abschlußglied des Stabs, wobei das Abschlußglied eine Kugelpfanne aufweist,Fig. 11 (a) to (e) one of FIG entspre and fair member in an embodiment as a closure member of the rod, wherein the closure member comprises a ball socket,

Fig. 12(a) bis (e) ein demjenigen der Figur entspre­chendes Glied in einer Ausführungsform als Abschlußglied des Stabs, wobei das Abschlußglied eine Kugel aufweist, undFig. 12 (a) to (e) corresponding to that of the figure corresponding member in one embodiment as the end member of the rod, the end member having a ball, and

Fig. 13 eine aus den Gliedern derFig. 9, 10, 11 und 12 aufgebaute Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­tung, angebracht an einem Finger.Fig. 13 is a from the links ofFIGS. 9, 10, 11 and 12 constructed embodiment of the Vorrich device according to the invention, attached to a finger.

Fig. 1 zeigt einen Vielgelenkstab mit Gliedern1, die, wie auch inFig. 2 zu sehen, an einem Ende einen kugelförmi­gen Kopf bzw. eine Kugel2 und am anderen Ende eine Kugel­pfanne3 aufweisen. Ein Glied des Vielgelenkstabs liegt mit seiner Kugel2 jeweils in der Kugelpfanne des benachbarten Glieds, so daß benachbarte Glieder kugelgelenkartig relativ zueinander beweglich sind. Zusammengehalten werden die Glie­der1 durch einen Spanndraht4, der in axialen Bohrungen6 der Glieder (Fig. 2) verläuft und an einem Ende an einem Endglied7 befestigt ist und an seinem anderen Ende in einem Spannglied8 mündet. Die Glieder sind also perlenschnurartig auf dem Spanndraht aufgefädelt. Um eine Überlappung der Bohrungen6 benachbarter Glieder auch in angewinkelten Zu­ständen aufrechtzuerhalten, ist jede Bohrung, wie am besten inFig. 2 zu sehen, im Bereich des kugelseitigen Endes ko­nisch erweitert. Ebenso ist es möglich, die Bohrung im Be­reich der Kugelpfanne konisch zu erweitern.Fig. 1 shows a multi-bar with links1 , which, as can also be seen inFig. 2, have at one end a kugelförmi gene head or a ball2 and at the other end a ball pan3 . One link of the multi-joint rod lies with its ball2 in the ball socket of the adjacent link, so that adjacent links can be moved relative to one another like a ball joint. The Glie of1 are held together by a tension wire4 , which runs in axial bores6 of the links (FIG. 2) and is attached at one end to an end member7 and opens into a tendon8 at its other end. The links are thread-like on the tension wire. In order to maintain an overlap of the holes6 of adjacent members even in angled conditions, each hole, as best seen inFIG. 2, is expanded conically in the region of the ball-side end. It is also possible to expand the bore in the ball socket area.

Auf bestimmten der Glieder1 ist ein Knochennagel9 aufgesetzt. Die Anbringung des Knochennagels9 an einem oder mehreren Gliedern kann beispielsweise in der inFig. 1 dar­gestellten Weise lösbar mit einer Schelle10 erfolgen, die mittels einer Schraube zusammengezogen und damit auf den Stabgliedern festgeklemmt werden kann.A bone nail9 is placed on certain of the limbs1 . The attachment of the bone nail9 to one or more links can be done, for example, in the manner shown inFig. 1 releasably with a clamp10 which can be tightened by means of a screw and thus clamped on the rod members.

Abweichend von der vereinfachten Darstellung derFig. 1 sind bei einer tatsächlichen Vorrichtung zur Fixierung ge­brochener Knochen natürlich stets mindestens zwei Knochennä­gel9 vorhanden.Deviating from the simplified illustration ofFIG. 1, of course, at least two bone nails9 are always present in an actual device for fixing broken bones.

Die Knochennägel9 können durch Schraubverstellung höhenverstellbar sein.The bone nails9 can be height-adjustable by screw adjustment.

Im Gebrauch, wird der Spanndraht4 des Vielgelenkstabs zunächst mittels der Spannvorrichtung8 leicht angezogen, so daß die einzelnen Glieder durch den beginnenden Reibschluß zwischen den Gliedern in ihrer Relativlage aufrechterhalten werden. In diesem Zustand wird der Vielgelenkstab von Hand in die gewünschte Form gebracht und sodann durch vollständi­ges Spannen des Spanndrahts4 mittels der Spannvorrichtung8 bleibend und auch gegen Belastungen in seiner Form gehalten. Als Spannvorrichtung8 kommt eine Rändelmutter in Frage, die auf ein mit einem Gewinde versehenes Ende des Spanndrahtes geschraubt ist, eine Knebelvorrichtung oder dergleichen.In use, the tensioning wire4 of the multi-rod is first slightly tightened by means of the tensioning device8 , so that the individual links are maintained in their relative position by the beginning frictional engagement between the links. In this state, the multi-jointed rod is brought into the desired shape by hand and then held in its shape by fully tensioning the tension wire4 by means of the tensioning device8 and also against loads. A knurled nut, which is screwed onto a threaded end of the tension wire, a toggle device or the like can be used as the tensioning device8 .

Durch die kugelgelenkartige Verbindung benachbarter Stabglieder lassen sich die Glieder in drei Dimensionen relativ zueinander verstellen, so daß eine große Vielfalt von Stabformen mit Veränderung im Raum mit dem erfindungs­gemäßen Vielgelenkstab erzielbar ist, wo im Stand der Tech­nik nur im wesentlichen gerade und in ihrer Form unveränder­bare Stäbe bekannt sind.Due to the ball joint-like connection of neighboringMembers of the bar can be divided into three dimensions adjust relative to each other so that a wide varietyof rod shapes with change in space with the fictionmodern multi-joint rod can be achieved, where in the prior art Technik only essentially straight and unchanged in shapebare rods are known.

DieFig. 3 und 4 zeigen alternative Ausführungsformen der Glieder des Vielgelenkstabs. Eine erste Art von Gliedern1a weist nur Kugeloberflächen auf, während eine zweite Art von Gliedern1b nur Kugelpfannen aufweist. Glieder der einen Art wechseln mit Gliedern der anderen Art ab, wobei im Falle der Ausführungsform derFig. 4 die Glieder1a mit den Kugel­oberflächen selbst Kugeln sind. Die Kugelgelenkbewegung wird bei allen beschriebenen Ausführungsformen durch seitliche Anschläge12 an den Rändern von Kugel und Kugelpfanne be­schränkt. Auf die auf diese Weise mögliche Schwenkausschläge ist die kegelförmige Erweiterung der Bohrungen6 abgestimmt.FIGS. 3 and 4 show alternative embodiments of the elements of the multi-joint rod. A first type of links1 a has only spherical surfaces, while a second type of links1 b has only ball sockets. Links of one type alternate with links of the other type, whereby in the case of the embodiment ofFIG. 4 the links1 a with the ball surfaces are themselves balls. The ball joint movement is limited in all the embodiments described by side stops12 on the edges of the ball and ball socket. The conical widening of the bores6 is matched to the swiveling deflections that are possible in this way.

Fig. 5 zeigt die beschriebene Ausführungsform mit drei Knochennägeln in Anbringung an einem Finger.Fig. 5 shows the described embodiment with three bone nails attached to a finger.

Eine weitere Ausführungsform in Abwandlungen ergibt sich aus denFig. 6 bis 13. Anders als bei der oben be­schriebenen ersten Ausführungsform sind hier die Glieder1 nicht auf einem Spanndraht aufgefädelt, sondern zusammen­gesteckt. Die Kugel und Kugelpfanne eines jeden Glieds er­strecken sich geometrisch über mehr als eine Halbkugel, so daß zusammenhängende Glieder sich nicht voneinander lösen können. Das Eindrücken einer Kugel in eine Kugelpfanne wird durch seitliche Schlitze15 ermöglicht, die eine elastische Aufweitung der Kugelpfanne beim Eindrücken einer Kugel in eine Kugelpfanne ermöglichen.A further embodiment in modifications results fromFIGS. 6 to 13. Unlike the first embodiment described above, the links1 are not threaded onto a tension wire here, but are plugged together. The ball and socket of each link he geometrically extends over more than one hemisphere, so that connected links can not separate. The insertion of a ball into a ball socket is made possible by lateral slots15 , which allow the ball socket to expand elastically when a ball is pressed into a ball socket.

Ebenso ermöglichen die Schlitze ein Zusammenpressen einer Kugelpfanne3 auf eine darin befindliche Kugel2, so daß die Festlegung benachbarter Glieder1 in ihrer Relativ­ lage durch ein Klemmband16 mit einem Spannbügel17 erfolgen kann, das eine Kugelpfanne3 umgürtet. Klemmbänder und Spannbügel können aus Kunststoff sein, der leicht ist.Likewise, the slots allow a ball socket3 to be pressed onto a ball2 located therein, so that the fixing of adjacent links1 in their relative position can take place by means of a clamping band16 with a clamping bracket17 which girdles a ball socket3 . Clamping straps and clamps can be made of plastic, which is light.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, das die Länge des Vielgelenkstabs durch Anfügen zusätzlicher und Heraus­nehmen vorhandener Glieder1 nach Belieben verkürzt oder verlängert werden kann. Eine Abhängigkeit von der Länge eines Spanndrahts, wie bei der ersten Ausführungsform, be­steht nicht. Dies ermöglicht auch die Verwendung längenver­änderbarer Glieder21, wie eines inFig. 10 dargestellt ist. Die Längenveränderbarkeit ist durch eine axiale Zweiteilung des Gliedes21 gegeben, wobei bei der inFig. 10 gezeigten Ausführungsform eine Überwurfmutter18 auf einem der beiden Teilglieder drehbar, aber axial unverschieblich angebracht ist und wobei diese Mutter mit einem Außengewinde des andere Teilglieds im Eingriff ist.This embodiment has the advantage that the length of the multi-rod can be shortened or lengthened as desired by adding additional and removing existing links1 . A dependency on the length of a tension wire as in the first embodiment does not exist. This also enables the use of variable-length members21 , as shown inFIG. 10. The variability in length is given by an axial division of the link21 , whereby in the embodiment shown inFIG. 10, a union nut18 is rotatably but axially immovably mounted on one of the two sub-members, and this nut engages with an external thread of the other sub-member.

Da die Längenveränderbarkeit eines Gliedes hauptsäch­lich der Justierung des Knochennagels9 entlang des Knochens dient, ist es zweckmäßig, wie inFig. 10 gezeigt, das län­genverstellbare Glied auch als Trägerglied eines Knochenna­gels9 vorzusehen. Der inFig. 10 dargestellte Knochennagel9 ist dabei gleichzeitig auch höhenverstellbar. Die Höhen­verstellung kann hierbei wiederum mittels einer auf einem Teilglied drehbar angebrachten Mutter erfolgen, die mit einem Gewindeschaft des Knochennagels im Eingriff ist.Since the length changeability of a link mainly serves the adjustment of the bone nail9 along the bone, it is expedient, as shown inFIG. 10, to provide the length-adjustable link also as a support member of a bone nail9 . The bone nail9 shown inFIG. 10 is also adjustable in height. The height adjustment can in turn take place by means of a nut which is rotatably mounted on a partial link and which engages with a threaded shaft of the bone nail.

Fig. 11 zeigt ein längenverstellbares Glied21 mit hö­henverstellbarem Knochennagel9 in einer Ausführungsform als Endglied mit Kugelpfanne3.Fig. 11 shows a length-adjustable member21 with hö henverstellbarem bone nail9 in an embodiment as a terminal member with ball socket3.

Fig. 12 zeigt ein ebensolches längenverstellbares Glied21 in einer Ausführungsform als Endglied mit Kugel2.Fig. 12 shows just such a length-adjustable member21 in an embodiment as a terminal member with ball2.

Bei der inFig. 6 gezeigten Ausführungsform ist der Knochennagel9 ähnlich wie bei der Ausführungsform derFig. 1 angebracht. Die Anbringung des Knochennagels9 gemäßFig. 7 entspricht der gemäßFig. 10 oder 11, allerdings bei in der Länge unverstellbarem Stabglied.In the embodiment shown inFIG. 6, the bone nail9 is attached similarly to the embodiment ofFIG. 1. The attachment of the bone nail9 according toFIG. 7 corresponds to that according toFIG. 10 or 11, but with a rod member which is not adjustable in length.

Bevorzugtes Material für die Glieder des Vielgelenk­stabs ist Edelstahl oder Kunststoff, wobei die Knochennägel selbst aus Metall bzw. Edelstahl sein werden. Die Material­auswahl wird durch Festigkeit und Sterilisierbarkeit be­stimmt.Preferred material for the joints of the multiple jointstabs is stainless steel or plastic, with the bone nailsthemselves will be made of metal or stainless steel. The materialselection is based on strength and sterilizabilityRight.

Claims (7)

Translated fromGerman

1. Vorrichtung zur externen Fixierung von gebrochenen Knochen, insbesondere der Extremitäten, wobei an einem Stab, der außerhalb des Körpers längs eines gebrochenen Knochens anordbar ist, in Abständen Knochennägel (9) zur Einbringung in den Knochen durch Haut und Weichteilmantel hindurch ange­bracht sind,dadurch gekennzeichnet, daß der Stab ein Viel­gelenkstab mit Gliedern (1) ist, die gelenkig miteinander verbunden und in auswählbaren Relativlagen festlegbar sind.1. Device for the external fixation of broken bones, in particular the extremities, with bone nails (9 ) for insertion into the bones being brought through the skin and soft tissue jacket at intervals on a rod which can be arranged outside the body along a broken bone,characterized in that the rod is a multi-rod with links (1 ) which are articulated and can be fixed in selectable relative positions.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (1) kugelgelenkartig miteinander verbunden sind, wobei eine Kugel (2) eines Glieds in einer Kugelpfanne (3) eines anschließenden Glieds liegt.2. Device according to claim 1, characterized in that the links (1 ) are connected to one another in the manner of a ball joint, a ball (2 ) of a link lying in a ball socket (3 ) of a subsequent link.3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Kugelpfanne (3) und eine Kugel (2) aufweisendes Glied (1) eine durch die Kugel und die Kugelpfanne verlau­fende Durchgangsbohrung (6) aufweist, daß die Glieder nach Art einer Perlenkette auf einem Spanndraht (4) mit zwei Enden aufgefädelt sind, daß der Spanndraht mit dem einen Ende an' einem ersten Endglied an einem Ende des Stabs und mit dem anderen Ende an einem zweiten Endglied am anderen Ende des Stabs befestigt ist, und daß das zweite Endglied als Spannglied zum reibschlüssigen Gegeneinanderdrücken aneinanderliegender Glieder ausgebildet ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a ball socket (3 ) and a ball (2 ) having link (1 ) through the ball and the ball socket duri fende through hole (6 ) that the links in the manner of a pearl necklace are threaded on a tension wire (4 ) with two ends, that the tension wire is attached with one end to a first end member at one end of the rod and with the other end to a second end member at the other end of the rod, and that the second End member is designed as a tendon for frictionally pressing against one another.4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich sowohl die Kugel (2) als auch die Kugelpfanne (3) eines Glieds (1) über mehr als eine Halbkugel erstreckt, daß die Kugelpfanne (3) elastisch aufweitbar und zusammendrück­ bar ist und daß die Kugelpfanne von einem spannbaren Klemm­band (16) umgeben ist.4. The device according to claim 2, characterized in that both the ball (2 ) and the ball socket (3 ) of a link (1 ) extends over more than one hemisphere, that the ball socket (3 ) is elastically expandable and compressible bar and that the ball socket is surrounded by an elastic clamping band (16 ).5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein längenverstellbares Glied (21) vorgesehen ist.5. The device according to claim 4, characterized in that at least one length-adjustable member (21 ) is provided.6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein längenverstellbares Glied (21) Träger eines Knochen­nagels (9) ist.6. The device according to claim 5, characterized in that a length-adjustable member (21 ) is a bone nail carrier (9 ).7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Knochennagel (9) höhenver­stellbar ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a bone nail (9 ) is height adjustable.