SELF-RETAINING PERMANENTLY TENSIONABLE SYNTHETIC TIE

Abstract: The invention relates to a self-retaining permanently tensionable synthetic tie for use in surgery and orthopaedics. It comprises a tensioning nipple passed through by a tie channel in the longitudinal direction, a permanently elastic synthetic tie which can be guided through the tie channel and essentially fills the latter, and blocking devices which prevent the synthetic tie, even under tensile stress, by narrowing the tie channel, from moving counter to the direction of passing through. The synthetic tie and tensioning nipple consist of resorbable or permanently compatible material.

Description: Beschreibung Die Erfindung betrifft ein dauerspannbares Kunststoffband mit Selbsthalterung zur Verwendung in Chirurgie und Orthopädie. Es ist seit langem bekannt, für Operationen im unfallchirur gischenund orthopädischen Bereich Metalidrähte für Zuggurtungen und Cerclagen zu verwenden. Bei der Cerclage umschliesst ein Draht reponierte Knochenfragmente und hält sie temporär oder dauernd zusammen. Die Zuggurtung soll muskuläre Zugspannungen und Belastungskräfte neutralisieren. Der seit über hundert Jahren dafür gebräuchliche Bindedraht beweist insbesondere bei der konventionellen Zuggurtung zusätzlich zu den biomechanischen Mängeln Nachteile auf, die auf seinen mechanischen Eigenschaften beruhen. Er bewirkt keine funktionelle Stabilität; Festigkeit des Knochen Metallverbundes durch Kompression wäre mit Draht nur erreichbar, wenn dieser dauerhaft vorgespannt werden könnte. Das ist nicht erreichbar, da der Bindedraht relativ steif und unelastisch ist und sich bereits bei Belastungen von 200 N/mm ¯ 1 mm streckt. Zudem können die Drahtenden nur schlecht miteinander verbunden werden. Durch Verdrehen der Enden lässt sich Bindedraht nicht spannen, weil er sich im Zwirbel dehnt und keine Zugkraft weitergeben kann. Bricht der Draht im Zwirbel, muss neu reponiert werden. Bindedraht ist daher für Cerclagen und wirksame Zuggurtungen nur wenig geeignet Zur Überwindung dieser Nachteile wurde in neuerer Zeit die Seilosteosynthese eingeführt, die zum ersten Mal praktisch brauchbare Zuggurtungen bei Operationen zuganglich machte. Nach dieser von Labitzke entwickelten Methode werden zur Aufbringung der Zugkraft Drahtseile verwendet, die sich kontrollierbar spannen und befestigen lassen. Die Drahtseile werden mit einer plombenähnlichen Pressklemme unter Spannung gehalten. Jedoch ergibt sich bei Cerclagen mit Drahtseilen das Problem, dass durch die notwendige Materialdicke der zur Anpressung der Pressklemme an die Drahtseile notwendigen Zange die Pressklemme beim Pressvorgang nicht am Knochen anliegt. Nach Entfernen der Zange fällt die Pressklemme auf die Kortikalis herab. So entsteht ein Abstand der Cerclage vom Knochenumfang, so dass die Cerclage zu weit wird. Entsprechend lässt die interfragmentäre Kompression nach oder geht sogar ganz verloren. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es notwendig, spezielle Seilbrücken zwischen dem Cerclageseil und der Knochenoberfläche einzusetzen. Die Seilosteosynthese bietet zwar gegenüber der herkommlichen Cerclage- und Zuggurtungs-Osteosynthese mit Bindedraht bereits Verbesserungen, erfordert jedoch zur Yerankerung der Drahtseile am Knochen das Einsetzen von über dessen Aussenumfang vorstehenden Schrauben. Auch die Seilschuhe und Pressklemmen sowie die nach Verspannen und Abschneiden der Drahtseile stehenbleibenden Seilenden stehen über die Knochenaussenfläche vor, was zu Komplikationen führen kann. Auch lässt die Biokompatibilität der verwendeten Metallwerkstoffe zu wünschen übrig. Ausserdem ist die Seilosteosynthese hinsichtlich der verwendeten Materialien wie auch ihrer operativen Verwendung aufwendig. Zur Verbesserung der Biokompatibilität sollte statt der bekannten metallischen Materialien ein Kunststoffmaterial verwendet werden, wie es beispielsweise seit langem in der Gefässchirurgie benutzt wird. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kunststoffband der eingangs genannten Art zu schaffen, das unaufwendig herstellbar und operativ anwendbar ist und ohne nachfolgende Komplikationen eine zuverlässige bleibende Zugspannung auf die in Position zu fixierenden Teile auszuüben gestattet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das dauerspannbare Kunststoffband der eingangs genannten Art erfindungsgemäss mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierten Merkmalen ausgestattet. Das erfindungsgemässe Kunststoffband besteht aus biokompatiblen Materialien, die entweder vom Körper resorbiert werden oder auch bei dauerndem Verbleib im Körper störungsfrei kompatibel sind. Das Kunststoffband im angespannten Zustand haltende Spannmittel kann in den Knochen versenkt werden, so dass kein überstehen mit den entsprechenden Funktionsstörungen a-uftreten kann. Das Kunststoffband eignet sich sowohl für Cerclagen wie auch für Zuggurtungen. Damit ist auch bei unzugänglichen Knochenabschnitten eine feste Verbindung möglich und eine gross angelegte Knochenfreilegung kann unterbleiben. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Kunststoffbandes sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 angegeben. Nach der in den Ansprüchen 2 bis 9 definierten, bevorzugten Ausführungsform des Kunststoffbandes wird dieses durch eine Durchbohrung geführt, die die zu verbindenden Knochenfragmente durchsetzt. Die an einem Ende des Kunststoffbandes vorgesehene Verdickung tritt beim Anspannen des Kunststoffbandes teilweise in die Durchbohrung ein und bildet ein die Zugspannung auf das Knochenfragment übertragendes Gegenlager. Am anderen Ende der Durchbohrung tritt das' das Kunststoffband unter Spannung haltende Spannmittel ebenfalls in die Durchbohrung ein. Nachdem die gewünschte Zugspannung erreicht ist, können die überstehenden Teile von Verdickung und Spannippel mit der Knochenaussenfläche fluchtend abgeschnitten werden, so dass sich trotz zugfester Verbindung der Knochenfragmente kein störender Oberstand ergibt. Bei der in den Ansprüchen 10 und 11 beschriebenen bevorzugten Ausführungsform umgreift das Kunststoffband den Knochenaussenumfang; der Spannippel kann leicht in den Knochen versenkt werden und tritt durch seine abgeflachte Aussenfläche kaum über dessen Aussenumfang vor. Das erfindungsgemässe dauerspannbare Kunststoffband kann in der Chirurgie des Haltungs- und Bewegungsapparates z.B. in folgenden Fällen verwendet werden: Provisorische Fixierung von Frankturen (z.B. bei der offenen Marknagelung); Osteosynthesen (Goetze-Cerclagen, Zuggurtungen, Cerclagen, Hemicerclagen; die Indikation hierzu kann ausgedehnt werden, da eine feste Verankerung möglich ist); Veränderung der distalen Kortikalisausbrüche bei der Federnagelung nach Ender und Simon-Weidner; Unterstützung von Bandplastiken (Schulter-Eck-Gelenk, Sprunggelenk, Knie-Kreuzband); Adaptation und Wiedervereinigung nach Osteotomien(z.B. Sternum, insbesondere auch bei Herzeingriffen Trochanter major); Erleichterung des Verschlusses der Thoraxwand durch stabile Adaptation benachbarter Rippen; Verbesserung der Rippenosteosynthese, indem die üblichen Judet-Platten aus Kunststoff nachgebildet werden und die sonst zur Verankerung umgebogenen Metallamellen durch die erfindungsgemässen Kunststoffbänder ersetzt werden. Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht des erfindungsgemässen Kunststoffbandes; Figur 2 einen längsgeschnittenen Spannippel; Figur 3 einen längsgeschnittenen abgewandelten Spannippel; Figur 4 schematisch die Anwendung des Kunststoffbandes bei Zuggurtung eines Knochenbruchs; Figur 5 ein abgewandeltes Kunststoffband gemäss der Erfindung und Figur 6 einen längsgeschnittenen dritten Spannippel. Das in Figur 1 in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigte Kunststoffband 1 weist glatte Aussenflächen auf; dies gestattet die stufenlose Anspannung des Kunststoffbandes 1 und damit die exakte Einstellung der gewünschten Zugspannung. Wenn gewünscht, kann das Kunststoffband 1 aber auch an einer oder mehreren Aussenflächen mit einer Querriffelung versehen werden, wodurch die Halterung des Kunststoffbandes 1 unter Zugspannung verbessert werden kann. Das Kunststoffband 1 trägt an einem Ende eine Verdickung 2 , die unter Zugspannung des Kunststoffbandes 1 ein Gegenlager bildet. Das Kunststoffband 1 ist durch einen Spannippel 5 geführt, der zylindrisch ausgebildet ist oder sich konisch gegen die Spannrichtung 4 des Kunststoffbandes 1 verjüngt. Das Kunststoffband 1 ist an dem longitudinalen Endabschnitt geringeren Durchmessers des Spannippels 5 in diesen eingeführt und tritt an seinem longitudinalen Endabschnitt grösseren Durchmessers wieder aus dem Spannippel 5 aus, wobei es einen Überstand 3 bildet. Dieser dient zum Spannen des Kunststoffbandes 1, z.B. zum Ansetzen geeigneter Spannwerkzeuge, und wird nach Erreichen der gewünschten Zugspannung abgeschnitten. Je nach Einsatzzweck des Kunststoffbandes t ist die an seinem Ende vorgesehene Verdickung 2 entweder so ausgestaltet, dass sie sich in Spannrichtung des Kunststoffbandes 1 konisch verjüngt oder zylindrisch ausgebildet ist oder ist als quer zur Längsrichtung des Kunststoffbandes 1 mit diesem fest verbundene flache Scheibe ausgebildet. Wie Figur 2 zeigt, weist der Spannippel 5 einen ihn in Längsrichtung durchsetzenden Bandkanal 6 auf, durch den das Kunststoffband 1 geführt werden kann. Dabei füllt es den Bandkanal 6 im wesentlichen aus, so dass ein störungsfreies Zusammenwirken von Kunststoffband 1 und Spannnippel 5 gewährleistet ist. Auf seiner Innenfläche ist der Spannippel 5 mit mehreren, in den Bandkanal 6 vortretenden Gesperrnasen oder -rippen 7 versehen, die in Spannrichtung 4 des Kunststoffbandes gesehen mit relativ geringer Steigerung in den Bandkanal 5 vortreten, gegen die Spannrichtung 4 gesehen aber im wesentlichen quer zur Spannrichtung 4 in den Bandkanal 6 vortretende Stufenflächen bilden. Da das Kunststoffband 1 den Bandkanal 6 im wesentlichen füllt, werden die Gesperrnasen 7 beim Einführen des Kunststoffbandes 1 aus dem Bandkanal 6 zurückgedrängt, indem das Kunststoffband (1) an ihnen entlanggleitet. Die Gesperrnasen oder -rippen 7 pressen sich dabei in das Kunststoffband 1 ein. Das Kunststoffband 1 wird an einer Bewegung gegen die Spannrichtung 4 durch die Gesperrnasen 7 gehindert, die sich bei einer solchen Bewegung mit ihren Stufenflächen und deren Schärfen, in den Bandkanal 6 hervorragenden Kanten in das Kunststoffband 1 eingraben. Ein abgewandelter Spannippel 5 ist in Figur 3 im Längsschnitt gezeigt. Er ist durch mehrere, von seinem verdickten Endabschnitt ausgehende Schlitze 9 auf einem Teil seiner Längserstreckung in Nippelsegmente 8 unterteilt. Beim Einsetzen des Spannippels 5 in eine Durchbohrung, wie unten an Hand der Figur 4 näher erläutert, wird der Spannippel 5 unter der Zugspannung des Kunststoffbandes 1 vom Umfang her zusammengedrückt. Dabei gestatten die Schlitze 9, dass die Nippelsegmente 8 unter Verengung des Bandkanals 6. einwärts geschoben werden und dabei, ähnlich wie die Gesperrnasen 7 des oben beschriebenen Spannippels 5, das Kunststoffband 1 festklemmen. Zur Zuggurtung von Knochenfrakturen wird, wie Figur 4 schematisch zeigt, zunächst eine in etwa geradlinige Durchbohrung der unter Zugspannung zu verbindenden Knochenfragmente 12 a und 12 b vorgenommen. Nachfolgend wird das Kunststoffband 1 durch die Durchbohrung der Fragmente geführt, bis seine Verdickung 2 am Aussenumfang des einen Knochenfragments 12 b in die Durchbohrung eintritt. Der Spannippel 5 wird auf das Überstandsende 3 des Kunststoffbandes 1 aufgeschoben, welches am Aussenumfang des anderen Knochenfragments 12 a aus der Durchbohrung vortritt. Dabei weist sein konisch verjüngter longitudinaler Endabschnitt mit geringerem Durchmesser in Richtung auf die Verdickung 2. Der Spannippel 5 wird nun auf dem Kunststoffband 1 soweit In Richtung auf die Fertigung 2 verschoben, dass sein Endabschnitt geringeren Durchmessers am Aussenumfang des Knochenfragments 12 a ebenfalls in die Durchbohrung eintritt. Nachfolgend wird das Kunststoffband 1 gegen über dem Spannippel 5 solange in Spannrichtung 4 angezogen, bis die für die Zuggurtung gewünschte Zugspannung erreicht ist. In dieser Stellung wird es entweder durch die Gesperrnasen 7 oder durch die Nippel segmente 8 festgeklemmt. Die über die Aussenumfangsflächen 10,11 der Knochenfragmente 12 a bzw. 12 b vortretenden Teile des Uberstands 3 des Kunststoffbands 1 und des Spannippels 5 einerseits, der Verdickung 2 andererseits kennen jetzt so abgeschnitten werden, dass sie mit den Aussenumfangsflächen der Knochenfragmente 12 a bzw. 12 b fluchten. Es versteht sich, dass der Spannippel 5 so mit Gesperrnasen 7 bzw. Schlitzen 9 und dadurch gebildeten Nippelsegmenten 8 versehen sein muss, dass ein sicheres Einklemmen des Kunststoffbandes 1 durch den Bereich des Spannippels 5 gewährleistet ist, der sich innerhalb der Durchbohrung des Knochenfragments 12 befindet. Im folgenden wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Kunststoffbandes 1 näher erläutert, die für umgreifende Cerclagen ausgelegt ist. Bei dieser in Figur 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das Kunststoffband .1 an einem Ende fest mit dem in Spannrichtung hinteren Endabschnitt 14 des Spannippels 13 verbunden. Der Spannnippel 13 muss bei dieser Ausführungsform nicht konisch sein, sondern kann vielmehr einen über seine Längserstreckung gleichbleibenden Durchmesser aufweisen. Er ist bevorzugt so ausgebildet, dass eine glatte Anlagefläche an den zu halternden Knochen gebildet wird. Er ist z.B. auch abgeflacht ausgebildet. Wie Figur 6 zeigt, wird der Spannippel 13 ebenfalls von einem Bandkanal 6 in Längsrichtung durchsetzt; das dauerelastische Kunststoffband 1 wird zur Anlegung der Cerclage um die zu verbindenden Teile (z.B. Knochenfragmente) geführt und dann mit seinem freien Ende in den in Spannrichtung 4 vorderen Endabschnitt 15 des Spannippels 13 eingeführt. Dieser ist auf seiner Innenfläche mit wenigstens einer in den Bandkanal 6 vortretenden, das eingeführte Kunststoffband 1 an einer Bewegung gegen die Spannrichtung 4 hindernden Gesperrnase 7 versehen. Nach Anliegen des Kunststoffbandes 1 wird dieses, z.B. durch Ansetzen eines geeigneten Werkzeugs an den aus dem Endabschnitt 14 des Spannippels ,13 austretenden Uberstand .3 > solange gegenüber dem Spannippel 1.3 angezogen, bis es sich unter Erreichen der gewünschten Zugspannung fest an den Aussenumfang der zu verbindenden Teile angelegt hat. Der Spannippel 13 wird in eine vorher geschaffene Vertiefung im Aussenumfang eines der unter Zugspannung zu verbindenden Teile eingelassen und dadurch in diesem gegen ein Verschieben gesichert. Seine nach aussen gewandte Fläche kann so abgeflacht und ggf. gekrümmt sein, dass der Spannippel .13 nur unwesentlich über den Aussenumfang des Teils vorsteht. Das Kunststoffband 1 wie auch der Spannippel 5,13 bestehen aus biokompatiblem Material. Es kann vorgesehen werden, diese Teile aus resorbierbaren Polymeren auszubilden, so dass sie nach Verheilen der Fraktur vom Körper resorbiert werden. Andererseits lassen sich das Kunststoffband 1 und der Spannnippel 5 auch aus dauerkompatiblem Material anfertigen, beispielsweise aus dem im Handel unter der Bezeichnung Gortex erhältlichen Material, das beim Heilungsprozess von Knochensubstanz durchwachsen wird und auf Dauer im Körper verbleiben kann.

Claims: A self-retaining permanently tensionable synthetic tie for use in surgery and orthopaedics, having a tensioning nipple (5, 13) through which a tie passage (6) passes in the longitudinal direction thereof, a permanently elastic synthetic tie (1) guidable through, and substantially filling, the tie passage (6), and locking devices (7, 8) which prevent the synthetic tie (1) from moving in the opposite direction to the direction of tensioning even when under tensile stress by narrowing of the tie passage (6), wherein the synthetic tie (1) and the tensioning nipple (5, 13) are made from bio-compatible, reabsorbable or permanently compatible material, characterised in that the synthetic tie (1) has smooth outer surfaces, the synthetic tie (1) has a thickened portion (2) at one end for forming an abutment during tensile stress, the tensioning nipple (5) tapers conically in the opposite direction to the direction of tensioning of the synthetic tie (1) or is of cylindrical construction, and the thickened portion (2) tapers conically in the direction of tensioning of the synthetic tie (1). A tie as claimed in claim 1, characterised in that the thickened portion (2) of the synthetic tie (1) is in the form of a flat disc rigidly connected to the synthetic tie (1) transversely to the longitudinal direction of the latter. A tie as claimed in claim 1 or 2, characterised in that the interior surface of the tensioning nipple (5) is provided with at least one locking lug (7) which projects into the tie passage (6) and which prevents the inserted synthetic tie (1) from moving in the opposite direction to the direction of tensioning. A tie as claimed in one of the claims 1 to 3, characterised in that the tensioning nipple (5) has at least one slot (9) extending in the longitudinal direction thereof. A tie as claimed in claim 4, characterised in that the tensioning nipple (5) is subdivided over a portion of its longitudinal extent into nipple segments (8) by a plurality of slots (9) commencing from its thickened end portion. A self-retaining permanently tensionable synthetic tie for use in surgery and orthopaedics, having a tensioning nipple (5, 13) through which a tie passage (6) passes in the longitudinal direction thereof, a permanently elastic synthetic tie (1) guidable through, and substantially filling, the tie passage (6), and locking devices (7, 8) which prevent the synthetic tie (1) from moving in the opposite direction to the direction of tensioning, even when under tensile stress, by narrowing of the tie passage (6), wherein the synthetic tie (1) and the tensioning nipple (5, 13) are made from bio-compatible, reabsorbable or permanently compatible material, and wherein one end of the synthetic tie (1) is rigidly connected to the rear end portion (14) of the tensioning nipple (13) in the direction of tensioning, characterised in that the synthetic tie (1) has smooth outer surfaces, and the tensioning nipple (13) tapers conically in the opposite direction to the direction of tensioning of the synthetic tie (1) or is of cylindrical construction. A tie as claimed in claim 6, characterised in that the interior surface of the tensioning nipple (13) is provided with at least one locking lug (7) which projects into the tie passage (6) and which prevents the inserted synthetic tie (1) from moving in the opposite direction to the direction of tensioning, and said tensioning nipple possibly has a flattened or curved outer side.

Inventors: HAUER, GERALD DR.
Applicants: HAUER, GERALD DR.
Application year: 1986
Main classification: A61B17
IPC codes: A61B17, A61F2