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Bei der hier beschriebenen Erfindung
handelt es sich um ein orthopädisches
System, insbesondere um die Verbesserung eines orthopädischen Systems.
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Aus dem Stand der Technik ist eine
Reihe orthopädischer
Geräte
und Hilfsmittel bekannt, die unter anderem der Fixierung von Knochen,
der Repositionierung und der Distraktion dienen. Fixateure dienen
der Stabilisierung von Knochenbruchstücken und erleichtern die Heilung
der Knochen in der Knochenreparaturstelle. Der Begriff „Knochenreparaturstelle" wird im folgenden
verwendet, um beliebige Knochenbereiche zu bezeichnen, die von mehr
oder weniger gesunden Knochen begrenzt werden, an denen orthopädische Geräte gesichert
werden können, wie
z.B. Osteotomien und Frakturen. Hilfsmittel zur Reposition und Distraktion,
gewöhnlich
als Repositioniervorrichtungen und Distraktoren bezeichnet, dienen
dazu, allmählich
die relative Orientierung und die Abstände von Knochenbruchstücken an
gegenüber liegenden
Stellen von Knochenreparaturstellen wieder herzustellen.
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Fixateure bestehen meist aus transkutanen Stiften
oder Schrauben, die zu beiden Seiten der Knochenreparaturstelle
im Knochen gesichert werden. An den Stiften befindet sich ein externer
einstellbarer Fixierungsmechanismus, mit dessen Hilfe die Position
der Stifte zueinander eingestellt werden kann, sodass es möglich ist,
die Knochenbereiche entlang der Knochenreparaturstellen auszurichten. Sobald
die Ausrichtung richtig ist, wird der Fixierungsmechanismus arretiert,
damit die Ausrichtung unverändert
bleibt. Nachdem die Knochenreparaturstelle verheilt ist, wird der
Fixateur vom Patienten abgenommen.
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Repositioniervorrichtungen und Distraktoren haben
meist eine ähnliche
Struktur wie Fixateure, allerdings haben sie zusätzlich einen Mechanismus, der
es ermöglicht,
den Abstand zwischen den Teilen auf den gegenüber liegenden Seiten der Knochenreparaturstelle
schrittweise zu vergrößern. Für Distraktionsosteogenese
werden meist Distraktoren verwendet. Dieses Verfahren wurde von
dem russischen Arzt Gavriel Ilizarov zur Perfektion entwickelt.
Zu einer derartiger Prozedur gehört
bestenfalls eine Osteotomie, bei der der betroffene Knochen vollständig in zwei
Teile separiert wird oder zumindest eine Inzision im kortikalen
Knochen. Danach ist es möglich,
die Knochensegmente beiderseits der Osteotomie oder Knochenmark
oder Knochenspongiosa zu expandieren. Diese allmähliche Trennung ermöglicht die
Bildung von neuem Knochenmaterial im durch Osteotomie erzeugten
Hohlraum. Der Distraktionsphase folgt eine Konsolidierungsphase,
in der der Distraktor unverändert
bleibt, damit der Knochen an Stärke
gewinnen kann. Im Anschluss an die Konsolidierungsphase wird der
Distraktor entfernt.
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Die ersten Fixateure und Distraktoren,
die mit Knochenstiften und Schrauben am Knochen befestigt wurden,
waren bekanntlich mit Problemen behaftet. Zum Beispiel wurden häufig mehrere,
in seltenen Fällen
aber mindestens zwei Stifte benötigt,
um ein einziges Gerät
zu befestigen. Für
jeden Stift ist eine transkutane Inzision erforderlich, wodurch
das Infektionsrisiko für
den Patienten erhöht
wird. Weiterhin ist eine Klemme oder eine Verbindung erforderlich,
um den Fixierungs- bzw. Distraktionsmechanismus an den Stiften zu
befestigen, wobei Konstruktion und Funktion dieser Verbindungen
zusätzlich
dadurch erschwert werden, dass eine exakte Ausrichtung bei der Insertion
in den Knochen notwendig, aber nicht einfach durchzuführen ist.
Schließlich
ist noch zu berücksichtigen,
dass die Stifte mehr oder weniger senkrecht aus der Insertionsstelle
herausragen, sodass das Gerät
insgesamt recht weit vom Körper
des Patienten entfernt ist und damit auch ein ästhetisches Problem für den Patienten
darstellt. Es besteht eine erhöhte
Gefahr, dass sich der Patient stößt oder
mit dem Gerät
hängen
bleibt. Würde
sich das Gerät
insgesamt näher
am Körper
befinden, wäre das
Problem geringer. Schließlich
darf auch nicht vergessen werden, dass prospektive Träger, vor
allem Kinder, ein derartiges Gerät
möglicherweise
aus ästhetischen
Gründen
ablehnen würden.
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Dementsprechend wurden in neuerer
Zeit Geräte
entwickelt, bei denen keine Transkutanstifte für die Befestigung am Knochen
verwendet werden, sondern die mit flacheren Befestigungen arbeiten, wie
zum Beispiel Platten mit Verschraubungen, die ebenso wie der restliche
Teil des Geräts
flach sind. Dieser verbesserte Stand der Technik wird zum Beispiel
durch das „Robinson-Patent" (U.S. Patent No. 5,364,396
von Robinson et al.) repräsentiert,
das einen implantierbaren Knochendistraktor beschreibt, zu dem flache
Blöcke
gehören,
die an durch Osteotomie getrennten Knochenteilen befestigt werden.
Mit Ausnahme des Einstellmechanismus kann das gesamte Gerät subkutan
implantiert werden. Dieser ist mit dem implantierten Distraktor
verbunden und ermöglicht
die Einstellung der Distraktionsdistanz von außen.
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Dennoch haben die modernen flachen
Fixations-/Distraktions-Systeme, wie sie von Robinson et al. patentiert
wurden, immer noch den Nachteil, dass ihre Anwendung mit zwei erheblichen
chirurgischen Eingriffen verbunden ist, nämlich Implantation und Entfernen
nach Beenden der Behandlung.
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Ein Gerät für die subkutane Fixierung ist
vom Patent
US 5,569,248 MATHEWS
her bekannt. Es verankert die Knochen mit Knochenschrauben. Die Knochenschrauben
gehören
zu einem distalen Teil mit Gewinde und koaxial zu einem proximalen
Teil mit Gewinde. Das distale Teil wird in einen Knochen eingeschraubt,
zum Beispiel einen Pedunkulus, während
das proximale Teil dazu dient, mit einer Mutter, die mit dem proximalen
Teil mit Gewinde verschraubt werden, eine Knochenplatte an den Knochenschrauben
zu befestigen.
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DE-U-29716635 beschreibt ein orthopädisches
System, das aus zwei Knochenverankerungen besteht, die fest mit
einem Distraktor verbunden sind.
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Daher besteht die Notwendigkeit,
eine flache Repositions/Distraktionsvorrichtung anzuwenden, bei
dem kein zweiter chirurgischer Eingriff erforderlich ist, nachdem
die Distraktion/Repositionierung beendet ist. In der Tat besteht
bei orthopädischen
Systemen grundsätzlich
die Notwendigkeit, die Systeme so zu gestalten, dass nach Ende der
beabsichtigten chirurgischen Prozedur kein weiterer Eingriff zu
deren Entfernung vonnöten
ist.
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Die hier beschriebene Erfindung löst das Problem
mit Hilfe eines orthopädischen
Systems nach Anspruch 1.
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Diese besteht darin, dass das orthopädische System
wie Knochenfixateur, Repositionervorrichtung oder Distraktor mit
reversiblen Knochenverankerungen befestigt wird, die es ermöglichen,
nach Ende der für
die chirurgische Wirkung erforderlichen Zeit das orthopädische System
ohne direkten Kontakt und ohne Eingriff in den Körper des Patienten von den
subkutanen Knochenverankerungen zu lösen, sodass nur die subkutanen
Knochenverankerungen im Patienten verbleiben.
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Das hier beschriebene orthopädische System
enthält
mindestens zwei Knochenverankerungen, von denen jede eine Verbindung
zum Befestigungsmechanismus und eine Oberfläche, die für den Kontakt mit dem Knochen
vorgesehen ist, hat. Jede Knochenverankerung hat einen eigenen Befestigungsmechanismus,
der aus einem Teil besteht, der für die Befestigung des Systems
vorgesehen ist (z.B. eine Repositioniervorrichtung) und einem Teil
zur Befestigung der Knochenverankerung. Dies ermöglicht eine reversible mechanische
Verbindung an dem Befestigungsteil der jeweiligen Verankerung. Ein
orthopädisches
System, wie z.B. eine Repositioniervorrichtung, wird am entsprechenden
Befestigungsteil des Befestigungsmechanismus befestigt, sodass die gewünschte Prozedur
durchgeführt
werden kann. Nachdem diese Prozedur, bei dem das hier beschriebene
System Anwendung findet, beendet ist, können die Befestigungen zu den
Knochenverankerungen gelöst
werden, und das System kann problemlos aus dem Patienten entfernt
werden, wobei die Knochenverankerungen im Patienten verbleiben können.
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Die Knochenverankerungen sind Platten,
die insgesamt oder zu einem beliebig hohen Anteil aus biokompatiblem
Material, z.B. einem biologisch resorbierbaren Material, bestehen
können.
Die Knochenplatten haben ein Loch oder mehrere Löcher für Knochenschrauben, wobei auch
diese aus biokompatiblem Material bestehen können, das dann aber gegen die
Resorption im Patienten mindestens so widerstandsfähig sein
muss wie das Material, das für die
Knochenplatten verwendet wurde.
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Die lösbare Verbindung zwischen wenigstens
einer Knochenverankerung und dem Befestigungsmechanismus kann gegebenenfalls
einen Sperrmechanismus verwenden. Vorzugsweise wird das Lösen des
Sperrmechanismus unterbunden, wenn die Vorrichtung vollständig mit
dessen Befestigungsteil verbunden ist. Dadurch wird unbeabsichtigtes
Ablösen
während
der Verwendung vermieden. Das Lösen
des Sperrmechanismus ist gestattet, wenn die Vorrichtung zumindest
teilweise vom Befestigungsteil gelöst ist, sodass das System bei
Bedarf zerlegt werden kann.
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Eines der Befestigungsteile kann
einen Verankerungsverbindungsteil mit Schuh enthalten. Wenn dies
der Fall ist, hat die mit dem Befestigungsteil verbundene Knochenverankerung
einen befestigungsverbindenden Teil mit Vertiefung. Schuh und Vertiefung
sind so geformt, dass der Schuh in die Vertiefung hineingleiten
kann.
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Schuh und Vertiefung können gegebenenfalls
eine im wesentlichen rechteckige Form haben, in welchem Fall die
lösbare
mechanische Verbindung zum Befestigungsteil ein Slip-Lock-Mechanismus
ist. Alternativ sind Schuh und zugehörige Vertiefung in einer zueinander
passenden Form spitz zulaufend. In diesem Fall ist die lösbare mechanische
Befestigung mit dem Knochenanker ein Reibungsverschluss.
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Das der vorgestellten Endung entsprechende
orthopädische
Distraktionssystem zur Distraktion von zwei durch Osteotomie getrennten
Knochenteilen kann aus einer distalen Knochenplatte, einem distalen
Befestigungsteil, einer proximalen Knochenplatte, einem proximalen
Befestigungsteil und einem Distraktionsgerät bestehen. Die distale Knochenplatte
ist zur subkutanen Implantation geeignet und kann am ersten Knochenteil
befestigt werden. Sie enthält Bohrungen
für Knochenschrauben,
hat eine Oberfläche,
die Kontakt mit dem Knochen hat und eine im wesentlichen rechteckige
Aufnahmevertiefung.
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Das zur distalen Knochenplatte gehörige distale
Befestigungsteil hat einen Teil, der mit dem Gerät verbunden wird und einen
Schuh. Nach Form und Größe passt
der Schuh in die entsprechende Aufnahmevertiefung. Auf diese Weise
wird das distale Befestigungsteil durch Slip-Lock mit der distalen
Knochenplatte verbunden, wenn der Schuh in die erste Aufnahmevertiefung
hineingleitet.
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Auch die proximale Knochenplatte
ist für
die subkutane Implantation vorgesehen, und sie wird am zweiten Teil
des Knochens befestigt. Sie enthält
Bohrungen für Knochenschrauben,
hat eine Oberfläche, die
Kontakt mit dem Knochen hat und ebenfalls eine rechteckige Aufnahmevertiefung.
Dazu gehören
ein proximales Befestigungsteil und ein Teil zur Befestigung am
Anker. Das Lösen
dieses Sperrmechanismus wird verhindert, wenn das Distraktionssystem vollständig mit
der Verbindung des proximalen Befestigungsteils verbunden ist, bei
unvollständiger
Verbindung hingegen kann der Sperrmechanismus gelöst werden.
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Während
der Verwendung ist das Distraktionssystem mit den Verbindungsteilen
von beiden Befestigungsteilen verbunden. Bei dem neuartigen orthopädischen
System, um das es sich bei der vorliegenden Erfindung handelt, ist
es möglich,
bei Bedarf beide Befestigungsteile von den zugehörigen Knochenschrauben zu lösen, wodurch
es ermöglicht wird,
Befestigungsteile und Distraktionssystem auf einfachste Weise vom
Patienten zu lösen,
ohne dass es erforderlich ist, die Knochenplatten ebenfalls zu entfernen.
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Eigenschaften und Vorteile der vorgelegten Erfindung
werden bei der folgenden detaillierten Darstellung besonders klar
beschrieben, bei der identische Elemente identisch bezeichnet sind
und bei der
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1 eine
perspektivische Ansicht des vorgestellten orthopädischen Systems bei Verwendung im
Unterkiefer wiedergibt. Es ist dargestellt, wie ein Distraktor an
durch Osteotomie getrennten Stücken des
Unterkiefers befestigt ist;
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2 eine
Draufsicht des in 1 dargestellten
Systems zeigt;
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3 einen
Schnitt des in 1 dargestellten
Systems längs
der Ebene 3-3 in 2 zeigt;
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4A + 4B eine Draufsicht und einen
seitlichen Aufriss der proximalen Grundplatte des in 1 dargestellten Systems
zeigt;
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5A + 5B eine Draufsicht und einen
seitlichen Aufriss der distalen Grundplatte des in 1 dargestellten Systems zeigt;
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6A + 6B einen seitlichen Aufriss
und eine Ansicht von unten des proximalen Befestigungsteils des
in 1 dargestellten Systems
zeigt;
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7A + 7B einen seitlichen Aufriss
und eine Ansicht von unten des distalen Befestigungsteils des in 1 dargestellten Systems
zeigt;
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8A + 8B einen seitlichen Aufriss
der distalen Grundplatte und eine Ansicht von unten des distalen
Befestigungsteils bei einer anderen Anwendungsform des in 1 dargestellten Systems zeigt;
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9 eine
perspektivische Ansicht der proximalen Grundplatte und des proximalen
Befestigungsteils zeigt, wobei das Befestigungsteil zum Teil an
der Platte befestigt ist; und
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10 eine
perspektivische Ansicht der distalen Grundplatte und des distalen
Befestigungsteils zeigt, wobei das Befestigungsteil zum Teil an
der Platte befestigt ist.
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Die hier beschriebene Erfindung – das orthopädischen
System – wird
hier für
die lineare Distraktion eines Unterkiefers angewendet. Es geht aus
der Beschreibung hervor, dass die Erfindung weder auf diesen Anwendungszweck
noch auf die Durchführung
von Distraktionen überhaupt
beschränkt
ist, sondern dass sie allgemein bei Systemen verwendbar ist, bei
denen Systeme am Knochen befestigt werden.
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Wie in den 1–3 dargestellt ist besteht das
orthopädische
System 10 grundsätzlich
aus Distraktor 12, je einer proximalen und einer distalen Grundplatte
bzw. Knochenplatte 14 und 16 sowie je einem proximalen
und einem distalen Befestigungsteil 18 und 20.
Das Distraktor 12 hat ein proximales bzw. Justierungsende 112 und
ein distales Ende 24. Das orthopädische System 10 ist
mit Knochenschrauben 8 an Unterkiefer 5 befestigt;
diese werden durch die Bohrungen der Grundplatten geschraubt. Für die Anwendung
wird das gesamte orthopädische System 10 subkutan
implantiert. Ausgenommen ist das Justierungsende 22 von
Distraktor 12, durch einen kleinen Einschnitt aus der Haut
herausragt. Bei den in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Elementen
wird der Begriff „proximal" verwendet, um das
Ende des Systems zu kennzeichnen, das durch die Haut nach außen ragt,
wohingegen „distal" das entgegengesetzte
Ende bezeichnet.
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Die Details des orthopädischen
Systems 10 sind in den 2 und 3 besonders gut zu erkennen: das
Distraktor 12 besteht grundsätzlich aus einer Leitspindel 102,
einer Außenmanschette 202 und
einer Innenmanschette 302. Wie im folgenden detailliert
beschrieben, ist Leitspindel 102 wie ein Zapfen in Außenmanschette 202 gelagert,
sodass Leitspindel 102 zwar rotieren, aber keine axiale
Rotation auf Außenmanschette 202 übertragen
kann. Innenmanschette 302 hat ein Innengewinde, das mit
dem Außengewinde 106 des
von Leitspindel 102 interagiert. Daher wird im zusammengesetzten
Distraktor 12 die Rotation von Leitspindel 102 in
die lineare Bewegung von Innenmanschette 302 übersetzt,
die sich wie eine Mutter auf einem Stift dreht und damit das gesamte
Distraktor 12 wie ein Teleskop auseinanderzieht oder zusammenschiebt.
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Leitspindel 102 hat einen
distalen Schaft 104, der mit einem äußeren Schraubengewinde 106, einem
Mittelteil mit vergrößertem Durchmesser 108 und
einem proximalen Schaft 110 sowie einem proximalen bzw.
Justierungsende 112 versehen ist. Justierungsende 22 kann
am Werkzeugansatz 114 mit einem Inbusschraubendreher verstellt
werden. Außenmanschette 202 hat
innen eine zweiteilige Vertiefung. Der proximale Teil der Vertiefung 206 hat
einen Innendurchmesser, der den proximalen Schaftteil 110 von
Leitspindel 102 gleitend aufnehmen kann. Der distale Teil
der Vertiefung 208 hat einen Innendurchmesser, der Innenmanschette 302 gleitend
aufnehmen kann. Innenmanschette 302 hat ein Innengewinde,
das zum Außengewinde 106 von
Leitspindel 102 passt und eine Außenoberfläche 306, die bis auf
die längliche
Einkerbung 308 glatt ist. Einkerbung 308 erstreckt
sich vom proximalen Ende 310 der Manschette bis zum distalen
Ende 312.
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Das proximale Befestigungsteil 18 ist
am besten aus den 6A und 6B heraus zu verstehen. Es
hat einen Teil, mit dem es mit dem System verbunden werden kann,
mit einem Innengewinde 188, das zum Außengewinde am distalen Ende
von Außenmanschette 202 passt.
Ebenso hat es einen Teil zur Verankerung im Knochen, bestehend aus Schuh 182.
Wie in 6B gezeigt, kann
dieser Schuh rechteckig geformt oder spitz zulaufend sein, wobei
dies von der Form abhängt,
die für
Vertiefung 142 in der proximalen Knochenplatte 14 gewählt wurde.
Besagter Schuh 182 ist mit einem gefederten Arm 184 versehen,
an dessen Ende sich Fortsatz 186 befindet. Die Aufgabe
von gefedertem Arm und Fortsatz bei der Bildung eines Sperrmechanismus
zum Verbinden von Befestigungsteil 18 mit Platte 14 wird
im folgenden detailliert beschrieben. In 9 wird Befestigungsteil 18 in
einem Zwischenstadium zwischen Befestigung und Loslösung an
Platte 14 gezeigt.
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Das distale Befestigungsteil 20 ist
am besten aus den 7A und 7B heraus zu verstehen. Es
hat einen Teil, mit dem es mit dem System verbunden werden kann,
mit einer Bohrung 28, die zum distalen Ende von Außenmanschette 302 passt.
Ebenso hat es einen Teil zur Verankerung im Knochen, bestehend aus
Schuh 220. Dieser Schuh kann rechteckig geformt (s. 8B) oder spitz zulaufend
sein (s. 7B) sein, wobei
dies von der Form abhängt,
die für
Vertiefung 162 in der Knochenplatte 16 gewählt wurde.
In 10 wird Befestigungsteil 20 in
einem Zwischenstadium zwischen Befestigung und Loslösung an
Platte 16 gezeigt.
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Das proximale Justierungsende 112 von Leitspindel 102 gleitet
in die proximale Vertiefung 206 der Außenmanschette 202,
sodass Leitspindel 102 relativ zu Außenmanschette 202 frei
rotiert. Ein Teil des proximalen Schafts 110 und Justierungsende 112 von
Leitspindel 102 ragen aus dem proximalen Ende 204 der Manschette
heraus. Am herausragenden Teil des proximalen Schafts ist durch
Stift 118 ein Kragen 116 befestigt. Kragen 116 und
der Mittelteil des Schafts mit vergrößertem Durchmesser 108 verhindern
axiale Übertragung
von Leitspindel 102 auf Außenmanschette 202.
Auf diese Weise ist Leitspindel 102 wirksam wie ein Zapfen
in Außenmanschette 202 gelagert.
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Das Innengewinde von Manschette 302 interagiert
mit Außengewinde 106 von
Leitspindel 106, während
gleichzeitig die glatte Auenoberfläche 306 der Innenmanschette
an der glatten Innenoberfläche des
proximalen Vertiefungsteils 208 von Außenmanschette 202 entlanggleitet.
Auf diese Weise gleitet Innenmanschette 302 gleitend teleskopartig
in Außenmanschette 202.
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Guidestift 210 kann in ein
Loch gedrückt
werden, das sich durch den dickeren Teil von Außenmanschette 202 erstreckt.
Das Ende des Guidestifts, das sich nach innen erstreckt, ragt genügend über die
Innenoberfläche
der Außenmanschette
heraus, um mit der länglichen
Einkerbung 308 zusammenzuwirken, die sich auf der Außenoberfläche von
Innenmanschette 302 befindet. Auf diese Weise wird erreicht,
dass durch das Zusammenwirken der länglichen Einkerbung und dem
Guidestift 210 eine Keilnut entsteht, die die relative
Rotation der Manschetten um die Längsachse X-X des System verhindert.
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Die Grundplatten 14 und 16 dienen
der Verankerung im Knochen. Sie können aus beliebigem biokompatiblem
Material bestehen, sei es Metall, Kunststoff oder ein Verbundstoff.
Vorzugsweise bestehen die Grundplatten aus einer Titanlegierung.
Alternativ – wie
weiter unten dargestellt – können die Grundplatten
aber auch aus einem biologisch resorbierbaren Material bestehen.
Die Wahl des Materials ist eine Routineangelegenheit, die ausschließlich auf der
Anwendung beruht, für
die das System vorgesehen ist.
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Wie in 1 dargestellt,
sind in den Grundplatten Gewinde 9 für die Schrauben 8 angebracht, mit
denen das System zu beiden Seiten der Knochenreparaturstelle am
Knochen angebracht wird. Die Gewinde sind vorzugsweise versenkt
angebracht, um die Höhe
zu minimieren, mit der die Schraubenköpfe nach vollzogener Implantation aus der
Grundplatte ragen. Der Boden 15 der Grundplatte, der Kontakt
zum Knochen hat, ist entweder flach oder hat eine zum Knochen passende
Form.
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Die distale Grundplatte 16 hat
eine Befestigungsverbindung, die aus der schlitzartigen Vertiefung 162 besteht,
die den Schuh 220 des distalen Befestigungsteils aufnimmt.
Diese kann im wesentlichen rechteckig geformt sein. In diesem Fall
sind die Seitenwände 166 der
Vertiefung parallel zur Längsachse
X-X des Systems (s. 8A),
und Schuh 220 im wesentlichen rechteckig geformt, sodass
er zur Vertiefung 162 passt. Form und Größe des Schuhs sind
so beschaffen, dass Schuh 220 in Vertiefung 162 hineingleiten
kann, wodurch eine Slip-Lock-Verbindung
von Befestigungsteil 20 zu Grundplatte 16 entsteht.
Der Slip-Lock ist eine lösbare
mechanische Verbindung, die leicht gelöst werden kann, indem eine
Kraft ausgeübt
wird, die Befestigungsteil 20 von Grundplatte 16 löst.
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Alternativ kann die Vertiefung im
wesentlichen spitz zulaufend geformt sein. In diesem Fall sind die
Seitenwände 166 der
Vertiefung parallel zur Längsachse
X-X des Systems spitz zulaufend (s. 5A).
In diesem Fall hat Schuh 220 eine im wesentlichen spitz
zulaufende Form, die zur Form von Vertiefung 162 passt.
In diesem Fall wird durch Form und Größe des Schuhs ein Reibungsverschluss
zwischen Befestigungsteil 20 und Grundplatte 16 gebildet.
Der Reibungsverschluss kann mechanisch gelöst werden, benötigt dazu
aber eine größere Kraft als
der Slip-Lock-Mechanismus.
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Wenn das System bei einer Standard-Distraktion
Anwendung findet (wenn es also eine Zugbelastung auf die Knochenreparaturstelle
ausüben soll),
wird die Grundplatte so montiert, dass das offene Ende der Vertiefung
zur Knochenreparaturstelle hin zeigt, also wie in 1 orientiert ist. Auf diese Weise wird
die Distraktionskraft bei Aktivierung des Distraktionssystems Schuh 220 des
distalen Befestigungsteils in die Befestigungsvertiefung 162 hineinschieben,
wodurch Befestigungsteil 20 und Platte 16 reversibel
aneinander befestigt werden, indem Schuh 220 mit Vertiefung 162 zusammenwirkt.
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Wenn umgekehrt das System zur Kompression
verwendet werden soll, ist es möglich,
die Grundplatte so zu montieren, dass der offene Teil der Vertiefung
von der Knochenreparaturstelle wegzeigt, sodass die oben beschriebene
Verbindung durch Kompressionskraft zustande kommt.
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Wie in 5A dargestellt,
sind die Bohrungen für
die Schrauben auf Platte 16 um Vertiefung 162 herum
angeordnet. Dies ermöglicht
eine gute Erreichbarkeit der Schrauben und gewährleistet eine ausreichende
Haltekraft, wenn das vorliegend beschriebene System für die Unterkiefer-Distraktion
angewendet wird. Es ist wichtig, dass die Position der Schraubenlöcher und
die Form von Platte 16, wie sie in 5A gezeigt sind, keinen wesentlichen
Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen: Es ist möglich, die
Schraubenlöcher
an anderen Punkten anzubringen und eine anders geformte Platte zu
verwenden, ohne dass davon die Zielsetzung der hier beschriebenen
Erfindung betroffen ist.
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Auch die Grundplatte 14 hat
eine Befestigungsverbindung, die in diesem Fall aus einer Aufnahmevertiefung 142 besteht.
Sie kann die Geometrie der spitz zulaufenden Wand ausnutzen, ähnlich wie
bei der oben beschriebenen Vertiefung 162 (s. 5A). In diesem Fall hat
Befestigungsteil 18 einen keilartig geformten Schuh – ähnlich wie
bei Befestigungsteil 20 (s. 7B).
In diesem Fall führt
die auf das System ausgeübte
Kraft zu einem Reibungsverschluss, der eine reversible mechanische
Verbindung zwischen Befestigungsteil 18 und Platte 14 ergibt.
Vorzugsweise jedoch wird Vertiefung 142 die Seitenwände 144 verwenden,
die zur Längsachse X-X
des Systems parallel sind, und bei der reversiblen mechanischen
Verbindung handelt es sich um einen Slip-Lock-Mechanismus.
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Dieser Sperrmechanismus besteht aus
Teilen der proximalen Grundplatte 14, dem proximalen Befestigungsteil 18 und
Manschette 202. Der untere Boden der Vertiefung 145 hat
eine Vertiefung 147, die die Form eines Kugelschnitts hat.
Schuh 182 von Befestigungsteil 18 hat einen natürlich gefederten
Arm 184. Arm 184 befindet sich auf dem Boden.
Er hat einen Höcker 186,
der eine komplementäre
Form zu Einkerbung 147 hat. Wenn Schuh 182 in
Vertiefung 142 hineingeglitten ist, fungieren Höcker 186 und Einkerbung 147 als
Sperrmechanismus, der die Loslösung
des Befestigungsteils 18 von Platte 18 vermeidet.
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Wie aus 6A ersichtlich wird der Sperrmechanismus
gelöst,
wenn Manschette 202 nicht in Innengewinde 188 eingeführt ist,
weil der gefederte Arm 184 sich dann aufwärts biegen
kann, sodass Höcker 186 aus
Vertiefung 147 gelöst
wird. Allein die vom gefederten Arm 184 ausgeübte Kraft
ist in der Lage, bei geringer Belastung den Sperrmechanismus gesperrt
zu halten. Außerdem,
wenn Manschette 202 in Innengewinde 188 eingeführt ist,
wird dadurch die mögliche
Aufwärtsbewegung
von Arm 184 vollständig
unterbunden, sodass auch bei bedeutender Belastung – zum Beispiel
beim Lösen
des Systems vom Patienten – keine
Gefahr besteht, dass sich der Sperrmechanismus löst. Arm 184 kann nur dann
nach oben zeigen, wenn Manschette 202 aus Innengewinde 188 herausgedreht
wird. In diesem Fall löst
sich der Sperrmechanismus, was wiederum Schuh 182 ermöglicht,
aus Vertiefung 142 herauszugleiten. Kurz gesagt, wenn die
Manschette in das Befestigungsteil hineingeschraubt wird, wird das
Befestigungsteil an Platte 14 befestigt.
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Wie in 4A gezeigt,
sind beide Schraubenlöcher
von Platte 14 seitlich so in einer Richtung von der zentralen
Linie X-X des Systems versetzt, dass die Gesamtplatte die Form eines „Y" hat. Es hat sich
gezeigt, dass diese Geometrie die Schrauben gut erreichbar macht,
und dass außerdem
eine gute Haltekraft entsteht, wenn die vorliegende Erfunden bei
einer Unterkiefer-Distraktion angewendet wird. Jedoch stellen die
Position der Schrauben und die konturierte Form von Platte 14 keinen
notwendigen Teil der hier beschriebenen Erfindung (wie in 4A dargestellt) dar. Es
ist möglich,
die Schraubenlöcher an
anderen Punkten anzubringen und eine anders geformte Platte zu verwenden,
ohne dass davon die Zielsetzung der hier beschriebenen Erfindung
betroffen ist.
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Es muss ausdrücklich betont werden, dass die
zur hier beschriebenen Erfindung gehörenden Befestigungsteile und
Fußplatten
zwar so geformt sind, dass sie eine Einheit bilden, dass sie aber grundsätzlich voneinander
unabhängige
Teile darstellen. Die Art, in der sie mechanisch so miteinander verbunden
werden, dass sie mechanisch leicht voneinander zu lösen sind,
ermöglicht
es, sie voneinander zu trennen, nachdem das System seine orthopädische Funktion
erfüllt
hat. Befestigungsteile und Grundplatten sind nicht permanent miteinander
verbunden (z.B. verschweißt),
und sie sind auch nicht so miteinander verbunden, dass es schwierig
oder auch nur unbequem wäre,
sie voneinander zu trennen. Weiterhin sind für die mechanische Verbindung
von Befestigungsteilen und Fußplatten
keine weiteren Teile erforderlich.
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Um die hier beschriebene Erfindung
für eine typische
Distraktion zu verwenden, ist es nötig, dass der Arzt eine Inzision
vornimmt, die Distraktion durchführt,
die Festigung des Knochengewebes abwartet und das Distalen Befestigungsteil
wieder entfernt, wobei jedoch die Platten am Knochen zurückbleiben können. Anschließen wird
die Inzision verschlossen.
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Das System wird wie folgt zusammengesetzt:
Zunächst
wird die Leitspindel 102 in Außenmanschette 202 eingeführt, nachdem
zuvor Stift 210 in die Manschette eingeführt wurde.
Kragen 116 wird an dem Teil des proximalen Justierungsendes 112 befestigt,
das aus dem proximalen Ende 204 von Außenmanschette 202 herausragt.
Kragen 116 wird auf dem Schaft von einem Stift festgehalten,
der durch die passenden Löcher
in Kragen und proximalen Schaftteil hineingedrückt wird. Anschließend wird
Außenmanschette 202 in
das proximale Befestigungsteil 18 eingeschraubt, nachdem
das Befestigungsteil zuvor in Grundplatte 14 hineingeschoben
und fest mit ihr verbunden wurde (mit Hilfe des Sperrmechanismus,
der weiter oben beschrieben wurde). Anschließend wird Leitspindel in Innenmanschette 302 eingeschraubt,
wobei darauf zu achten ist, dass die längliche Einkerbung auf Manschette 302 gut
mit Stift 210 verbunden wird. Dann wird das distale Befestigungsteil
in das distale Ende von Innenmanschette 302 gedrückt und
dort befestigt und schließlich
an Grundplatte 16 befestigt.
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Zur Implantierung des Systems wird
eine kleine Inzision vorgenommen, die genügend groß ist, um sich soviel Zugang
zum Knochen zu verschaffen, wie es zur Befestigung der Grundplatten
erforderlich ist, wobei diese Stelle weit genug von der Knochenreparaturstelle
entfernt sein muss, da nach der Implantation nur das proximate Ende
des Distraktionssystems durch die Haut an der Inzisionsstelle herausragt.
Das zusammengesetzte System wird vorsichtig durch die Hautöffnung geschoben
und passend zu Knochenreparaturstelle positioniert. Danach werden die
Grundplatten mit Knochenschrauben am Knochen befestigt, und die
Inzision wird verschlossen. Nur das proximale Ende des Distraktionssysterns ragt
an der Inzisionsstelle durch die Haut heraus.
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Durch die Durchführung der Distraktionsosteogenese
wird die Leitspindel am Werkzeugansatz 114 verstellt. Eine
Drehung gegen den Uhrzeigersinn verlängert das System, sodass durch
die Grundplatten eine Distraktionskraft auf die Knochen einwirkt.
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Nach vollendeter Distraktions- und
Konsolidierungsphase wird das System entfernt bzw. gelöst, indem
Leitspindel 102 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Wie weit
zu drehen ist, hängt
von der Gewindesteigung der Leitspindel ab. Im Normalfall sind mindestens
zehn volle Umdrehungen erforderlich, um das distalen Befestigungsteil 20 von
Grundplatte 16 zu lösen.
Manschette 202 wird so weit von Befestigungsteil 18 abgeschraubt,
dass der gefederte Arm 184 abgewinkelt wird, sodass bei
Andrücken
des Systems gegen die Knochenoberfläche der Sperrmechanismus, der
das proximale Befestigungsteil 18 an Grundplatte 14 hält, gelöst wird,
sodass sich das System von der Grundplatte löst. Damit hat sich der gesamte
Aktivierungsteil des System (d.h. Leitspindel, Manschetten und Befestigungsteile)
vom Patienten gelöst
und kann jetzt ohne Problem durch die perkutane Öffnung herausgezogen werden,
wobei nur die Grundplatten (und die Knochenschrauben, mit denen sie
festgeschraubt sind) im Patienten verbleiben. Zum Abschluss wird
die perkutane Öffnung
mit üblichen
chirurgischen Mitteln verschlossen.
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In einer alternativen Verkörperung
können die
Grundplatten 14 und 16 aber auch aus einem biologisch
resorbierbaren Material bestehen. Alle biologisch resorbierbaren
Materialen sind zur Verwendung geeignet, seien sie natürlichen
oder synthetischen (z.B. Polylaktide, Polyglykolide und Polyesteramide)
Ursprungs. Fußplatten
aus biologisch resorbierbaren Materialien können nach vollendeter Distraktionsosteogenese
in situ verbleiben. Bei geeigneter Auswahl des biologisch absorbierbaren
Materials beginnt die Resorption der Fußplatten zu einem Zeitpunkt
zu dem deren mechanische Kraft nicht mehr für das Verfahren benötigt wird,
und im Lauf der Zeit werden sie vom Organismus vollständig resorbiert.
Damit macht die vorliegende Erfindung einen zweiten chirurgischen
Eingriff zur Entfernung der Fußplatten überflüssig, wodurch
nicht nur Kosten gesenkt werden, sondern auch das selbst mit sorgfältigsten
chirurgischen Eingriffen verbundene Risiko vermieden wird.
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Auch die Knochenschrauben 8,
die zur Befestigung der Grundplatten verwendet werden, können auch
biologisch resorbierbarem Material bestehen, das mit dem Material
für die
Grundplatten identisch sein, sich aber auch unterscheiden kann.
Im zweiten Fall ist es möglicherweise
wünschenswert, dass
die Schrauben erst dann resorbiert werden, wenn die Grundplatten
bereits weitgehend resorbiert sind. Im umgekehrten Fall würde die
Gefahr bestehen, dass sich die Fußplatten von der Befestigungsstelle
lösen und
im Körper
des Patienten subkutan wandern könnten.
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Es muss hervorgehoben werden, dass
es sich bei der oben beschriebenen Verkörperung der hier beschriebenen
Erfindung lediglich um ein spezifisches Beispiel für eine spezielle
Anwendung am menschlichen Skelett handelt. Es ist durchaus zu erwarten,
dass von Spezialisten, die zudem Struktur und Arbeitsweise der hier
beschriebenen Erfindung verstehen, für andere Anwendungen geeignete
Modifikationen entwickelt werden.
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Es wäre zum Beispiel möglich, die
besondere Verkörperung
eines linearen Distraktors, wie er in 1 dargestellt
ist, ohne weiteren Modifikationen für andere orthopädische Anwendungen
als Unterkiefer-Distraktion zu verwenden, zum Beispiel für die Distraktion
langer Knochen. Außerdem
ist es evident, dass verschiedene andere Distraktion- und Fixierungssysteme
durch das oben beschriebene Distraktionssystem 12 ersetzt
werden können,
ohne dass dadurch von der Zielsetzung der hier beschriebenen Erfindung
abgewichen würde.
Zum Beispiel wäre
es möglich,
anstelle eines einfachen linearen Distraktionssystems ein System
zu entwickeln, das neben linearer Distraktion auch Distraktion in
einem Winkel durchführen
kann, um die Knochenreparaturstelle zu überbrücken und die Grundplatten mechanisch
miteinander zu verbinden.
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Dementsprechend stellt die hier beschriebene
Verkörperung
der Erfindung lediglich ein Beispiel dar, um die Prinzipien der
Erfindung zu veranschaulichen. Es ist für Spezialisten möglich, Modifikationen vorzunehmen,
wobei diese immer noch das Prinzip der Erfindung verkörpern und
damit in deren Geltungsbereich fallen.