DE3132488A1 - Device for stimulating bone growth for an osteosynthesis implant - Google Patents

Device for stimulating bone growth for an osteosynthesis implant

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Abstract

There are described devices for stimulating bone growth by the method of Kraus-Lechner which can be used in conjunction with a medullary nail or an osteosynthesis plate. The stimulation devices comprise a pick-up coil in which a low-frequency alternating voltage can be induced by a low-frequency electromagnetic alternating field, the voltage being fed to two tissue electrodes one of which may comprise the osteosynthesis implant.

Description

Vorrichtung zur Stimulation des Knochenwachs- Device for stimulating the bone wax

tums für ein Osteosyntheseimplantat Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 27 42 741.4 bekannt. tums for an osteosynthetic implant The present invention relates to a device according to the preamble of claim 1. Such a device is known from DE-OS 27 42 741.4.

Durch die vorliegende Erfindung sollen diesen Vorrichtungen weitere Anwendungsmöglichkeiten erschlossen werden und es sollen einfache und zweckmäßige neue Vorrichtungen dieser Art angegeben werden.The present invention is intended to further these devices Possible applications are to be developed and it should be simple and practical new devices of this type are specified.

Dies wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Maßnahmen erreicht.This is achieved by the measures specified in the claims achieved.

Die für die Nachrüstung eines Marknagels geeignete Vorrichtung gemäß der Erfindung ist einfach und billig, sie läßt sich auch bei Marknägeln, die nicht ganz durchgehend geschlitzt sind, verwenden und sie läßt sich leicht und sicher an derjenigen Stelle des Marknagels anbringen, wo sie gebraucht wird.The device suitable for retrofitting an intramedullary nail according to the invention is simple and cheap, it can also be used with intramedullary nails that are not are completely slotted, and they can be used easily and safely attach to the point on the intramedullary nail where it is needed.

Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung ist für eine Verwendung in Verbindung mit einer Osteosyntheseplatte bestimmt, die als Gegenelektrode arbeitet.Another embodiment of the present device is for a Use in connection with an osteosynthesis plate intended as a counter electrode is working.

Diese Vorrichtung läßt sich leicht anbringen, wenn die Osteosynthese ohne elektrische Stimulation nicht zum Erfolg führt, sie läßt sich leicht wieder entfernen und sie gewährleistet eine wirkungsvolle Stimulation in einem großen Bereich.This device is easy to attach when the osteosynthesis does not work without electrical stimulation, it can be easily restored remove and it ensures effective stimulation over a large area.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following two embodiments of the invention are under Referring to the drawing explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht au einen Küntscher- oder Marknagel, der für eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestaltet und mit einer solchen Vorrichtung versehen ist; Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 in Draufsicht dargestellten Stimulationsvorrichtung; Fig. 3 eine vergrößerte Längsschnittsansicht der Stimulationsvorrichtung gemäß Fig 1 und 2; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Stimulationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 5 ein etwas vergrößerter, schematisierter Querschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 4.1 shows a plan view of a Küntscher or intramedullary nail, that for an apparatus according to a first embodiment of the present invention designed and provided with such a device; Fig. 2 is a side view the stimulation device shown in plan view in FIG. 1; Fig. 3 is an enlarged Longitudinal sectional view of the stimulation device according to FIGS. 1 and 2; Fig. 4 a perspective view of a stimulation device according to a second embodiment of the invention, and FIG. 5 is a somewhat enlarged, schematic cross-section of FIG Device according to FIG. 4.

In Fig. 5 ist ein Marknagel 10 teilweise dargestellt, der, wie üblich aus einem rohrartigen Gebilde aus Ostesynthesemetall besteht. Das eine Ende 1Oa des Marknagels hat die Form eines geschlossenen Rohres, der restliche Teil weist einen Längsschlitz 12 auf.In Fig. 5, an intramedullary nail 10 is partially shown, which, as usual consists of a tube-like structure made of Ostesynthetic metal. One end 10a of the intramedullary nail has the shape of a closed pipe, the remainder Part has a longitudinal slot 12.

Der Schlitz 12 ist mit langlochartigen Erweiterungen 14 versehen, die durch nichterweiterte Schlitzabschnitte 12a getrennt sind. Die langlochartigen Erweiterungen 14 haben alle die gleiche Länge, z.B. 40 mm, die nichterweiterten Abschnitte 12a sind ebenfalls alle gleich lang, z.B. etwa 10 mm. Längs eines 350 mm langen Nagels können beispielsweise vier Erweiterungen 14 vorgesehen sein.The slot 12 is provided with elongated holes 14, which are separated by unexpanded slot portions 12a. The slot-like Extensions 14 all have the same length, e.g. 40 mm, the non-extended ones Sections 12a are also all of the same length, e.g. about 10 mm. Along a 350 mm long nail, for example, four extensions 14 can be provided.

In zwei benachbarte Erweiterungen 14 ist eine Stimulationsvorrichtung 16 einsetzbar, die einen Isolierstoffkörper 18 enthält, dessen Querschnitt der Form zweier benachbarter Erweiterungen 14 und des dazwischenliegenden nichterweiterten Abschnittes 12a entspricht. Am oberen Ende weist der Körper 18 eine flanschartige Verbreiterung 20 auf, die beim Einsetzen der Vorrichtung 16 in zwei benachbarte Erweiterungen 14 an der Oberfläche des Nagels 10 anliegt und ein Durchrutschen der Vorrichtung in das innere des Nagels verhindert. Im Inneren des Körpers 18 ist eine Aufnehmerspulenanordnung angeordnet, die bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel zwei Solenoidspulen 22, 24 enthält, dre durch eine Verbindungsleitung 26 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die anderen Enden der Solenoidspulen 22, 24 sind mit jeweils einer Gewebeelektrode 28 bzw. 30 verbunden, die jeweils die Form eines länglichen Streifens mit abgerundeten Enden haben, aus einem gewebeverträglichen Metall, z.B.In two adjacent extensions 14 is a stimulation device 16 can be used, which contains an insulating body 18, the cross-section of the shape two adjacent extensions 14 and the unexpanded one in between Section 12a corresponds. At the upper end, the body 18 has a flange-like one Widening 20, when the device 16 is inserted into two adjacent Extensions 14 rests against the surface of the nail 10 and slipping through the Prevents device from getting inside the nail. Inside the body 18 is one Pick-up coil arrangement arranged in the example shown in FIG two solenoid coils 22, 24, dre through a connecting line 26 electrically are connected in series. The other ends of the solenoid coils 22, 24 are connected to each other a fabric electrode 28 or 30 connected, each in the shape of an elongated Strip with rounded ends, made of a tissue compatible metal, e.g.

Osteosynthesemetall (Kobalt-Chrom-Legierung) bestehen und auf der Oberseite des Flansches 20 des Körpers 18 befestigt sind.Osteosynthesis metal (cobalt-chromium alloy) are made and on the Top of the flange 20 of the body 18 are attached.

Bei der Verwendung des Marknagels 10 mit der Vorrichtung 16 wird letztere in die beiden benachbarten Erweiterungen 14 eingesetzt, die bei eingesetztem Marknagel die Bruchstelle überbrücken. Der mit der Vorrichtung 16 versehene Marknagel kann in üblicher Weise appliziert werden, da die Vorrichtung 18 weder das Einsetzen eines Führungsspießes behindert noch sonst irgendwie stört.When using the intramedullary nail 10 with the device 16, the latter inserted into the two adjacent extensions 14 when the intramedullary nail is inserted bridge the breaking point. The intramedullary nail provided with the device 16 can be applied in the usual way, since the device 18 neither the insertion of a Guide spit hindered or otherwise disturbs in any way.

Der Flansch 20 kann an einem oder beiden Enden mit einem laschenartigen Ansatz 32 versehen sein, der das Entfernen der Vorrichtung 16 aus dem Marknagel erleichtert.The flange 20 can at one or both ends with a tab-like Approach 32 may be provided, which allows the removal of the device 16 from the intramedullary nail relieved.

Die Elektroden 28 und 30 können an den Längsseiten Ansätze haben, die sich senkrecht zur Oberfläche der Elektroden in den Körper 18 erstrecken, um einen sicheren Halt der Elektroden am Körper zu gewährleisten. Die Ansätze der Elektroden können den Körper ganz durchsetzen und unten umgebogene Laschen aufweise, wie bei 28a angedeutet ist.The electrodes 28 and 30 can have extensions on the long sides, extending perpendicular to the surface of the electrodes in the body 18 to to ensure that the electrodes are held securely on the body. The approaches of the electrodes can penetrate the body completely and have bent tabs at the bottom, as in 28a is indicated.

Die Solenoidspulen 22 und 24 können etwa 100 Windungen oder mehr aufweisen.The solenoid coils 22 and 24 can have about 100 turns or more.

Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung ist zur Verwendung in Verbindung mit einer Osteosynthese- oder Knochenplatte (nicht dargestellt) bestimmt. Die Vorrichtung 40 enthält ein im Querschnitt etwa rechteckiges Rohr 42 aus unmagnetischem Metall, insbesondere Osteosynthesemetall. An die eine Breitseite des Rohres 42 ist eine in Längsrichtung verlaufende fahnenartige Elektrode 44 angeschweißt. Das Rohr 42 ist mit Ausnahme der Fahne 44 mit einer Schicht 46 aus einem isolierenden, gewebeverträglichen Kunststoff überzogen. Im Inneren des Rohres 42 befindet sich eine Aufnehmerspulenanordnung 48, die in Fig. 5 nur schematisch dargestellt ist und eine Solenoidspule enthält, deren Achse im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Rohres 42 verläuft. Die Solenoidspule kann, wie dargestellt, flachgedrückt sein und enthält zweckmäßigerweise einen Kern aus einem hochpermeablen Magnetmaterial. Ein Anschluß der Aufnehmerspule ist mit dem Metallrohr 42 und damit mit der Fahne 44 verbunden, die als Gewebeelektrode dient, der andere Anschluß ist über eine isolierte Leitung 50 herausgeführt, die an einer Klemme 52 endet. Die Klemme 52 besteht aus einem Metallblech mit einer muldenförmigen Eindrückung 54 und einem Loch 56, sie wird unter den Kopf einer durch die Knochenplatte geschraubten Knochenschraube gelegt, so daß sie mit dieser Knochenplatte Kontakt macht. Die Vorrichtung 44 wird auf der der Knochenplatte entgegengesetzten Seite so angeordnet, daß sich die Elektrodenfahne 44 in einen Bruchspalt erstreckt. In die Enden des Rohres 42 sind Kunststofflaschen 58 fest eingesetzt, die jeweils ein Loch aufweisen und zur Fixierung der Vorrichtung 40 mit Draht oder dgl. dienen.The embodiment shown in Figs. 4 and 5 of the present Device is for use in connection with an osteosynthesis or bone plate (not shown) determined. The device 40 includes a cross-section approximately rectangular tube 42 made of non-magnetic metal, in particular osteosynthesis metal. On one broad side of the tube 42 there is a flag-like flag running in the longitudinal direction Electrode 44 welded on. The tube 42 is with the exception of the flag 44 with one layer 46 coated from an insulating, tissue-compatible plastic. Internally of the tube 42 is a pick-up coil arrangement 48, which is shown in FIG. 5 only schematic is shown and includes a solenoid coil whose The axis runs essentially parallel to the longitudinal direction of the tube 42. The solenoid coil can, as shown, be flattened and expediently contains a core made of a highly permeable magnetic material. A connection of the pick-up coil is with the metal tube 42 and thus connected to the flag 44, which acts as a fabric electrode serves, the other connection is led out via an insulated line 50, which ends at a terminal 52. The clamp 52 consists of a sheet of metal with a trough-shaped indentation 54 and a hole 56, it is under the head one through the bone plate screwed bone screw placed so that it is with this bone plate Contact makes. The device 44 is on the opposite of the bone plate Side arranged so that the electrode tab 44 extends into a fracture gap. In the ends of the tube 42 plastic tabs 58 are firmly inserted, each Have a hole and to fix the device 40 with wire or the like. Serve.

Die beschriebenen Vorrichtungen lassen sich in der verschiedensten Weise abwandeln. Z.B. kann die Vorrichtung gemäß Fig. 2 und 3 so ausgebildet sein, da-ß sie in eine einzige längliche Erweiterung des Marknagels einsetzbar ist.Die Vorrichtung kann auch mit einem Außenkontakt versehen sein, über den die Aufnehmerspule mit dem Marknagel elektrisch verbunden werden kann. In diesem Falle ist dann nur eine Gewebeelektrode 28 oder 30 nötig.The devices described can be in the most varied Modify way. For example, the device according to FIGS. 2 and 3 can be designed in such a way that that it can be inserted into a single elongated extension of the intramedullary nail The device can also be provided with an external contact via which the pick-up coil can be electrically connected to the intramedullary nail. In this case it is only a cloth electrode 28 or 30 is necessary.

Selbstverständlich können auch mehr als zwei Gewebeelektroden vorgesehen sein.Of course, more than two fabric electrodes can also be provided be.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 4 und 5 kann mehr als einen herausgeführten Anschluß 50, 52 enthalten. In diesem Falle werden diese Anschlüsse dann mit verschiedenen Stellen (Abgriffen) der Aufnehmerspule verbunden. Der oder die Anschlüsse können dann mit als Elektroden dienenden Knochenschrauben verbunden werden, die alle bis auf höchstens eine gegenüber der Knochenplatte isoliert sind.The device according to FIGS. 4 and 5 can have more than one led out Connection 50, 52 included. In this case these connections are then made with different Places (taps) connected to the pickup coil. The connector (s) can then connected with bone screws serving as electrodes, all up are isolated to at most one opposite the bone plate.

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Claims (7)

Vorrichtung zur Stimulation des Knochenwachstums für ein Osteosyntheseimplantat Patentansprüche ~ 0 Vorrichtung zur Stimulation des Knochenwachstums für ein Osteosyntheseimplantat mit einer Aufnehmerspule, in der durch ein niederfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld eine niederfrequente Wechselspannung induzierbar ist, und mit zwei Gewebeelektroden, der die niederfrequente Wechselspannung von der Aufnehmerspule zuführbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Falle eines Marknagels mit Längsschlitz letzterer mindestens eine längliche Erweiterung (14)aufweist, und daß die Stimulationsvorrichtung (16) einen in die Erweiterung (14) passenden Körper (18) aufweist und eine Aufnehmerspulenanordnung (22, 24) enthält, und daß ein Anschluß der Aufnehmerspulenanordnung mit einer auf einer Oberseite des Körpers (18) angeordneten Gewebeelektrode (28) verbunden ist, während ein zweiter Anschluß entweder mit einer zweiten Gewebeelektrode (30), die sich auf der Oberseite des Körpers (18) befindet, oder mit einem Kontakt, der bei in die Erweiterung (14) eingesetzter Vorrichtung (16) mit dem Marknagel (10) Kontakt macht, verbunden ist. Device for stimulating bone growth for an osteosynthesis implant Claims ~ 0 Device for stimulating bone growth for an osteosynthesis implant with a pick-up coil in which a low-frequency electromagnetic Alternating field a low-frequency alternating voltage can be induced, and with two cloth electrodes, to which the low-frequency alternating voltage can be fed from the pick-up coil, d a d u r c h g e k e n n n n z e i c h n e t that in the case of an intramedullary nail with a longitudinal slot the latter has at least one elongated extension (14), and that the stimulation device (16) has a body (18) which fits into the extension (14) and a pick-up coil arrangement (22, 24) contains, and that a connection of the pick-up coil arrangement with one on a fabric electrode (28) arranged on the upper side of the body (18) is connected, while a second Connection either with a second cloth electrode (30), which is on the top of the body (18), or with a contact, the device (16) with the intramedullary nail inserted into the extension (14) (10) makes contact, is connected. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Längsschlitz (12) des Marknagels (10) eine Reihe von gleichen und gleich beabstandeten Erweiterungen (14) aufweist.2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the longitudinal slot (12) of the intramedullary nail (10) has a number of the same and having equally spaced extensions (14). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Körper (18) der Stimulationsvorrichtung in zwei benachbarte Erweiterungen (14) paßt und an seiner Oberseite eine Verbreiterung (20) aufweist, die ein Durchrutschen durch die Erweiterungen verhindert 3. Apparatus according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the body (18) of the stimulation device in two adjacent extensions (14) fits and has a widening (20) on its upper side that prevents it from slipping through prevented by the extensions 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Verbreiterung (20) flanschartig ausgebildet ist und daß auf ihrer Oberseite zwei streifenförmige Elektroden (28, 30) angeordnet sind.4. Apparatus according to claim 3, d a d u r c h it is noted that the widening (20) is designed like a flange is and that two strip-shaped electrodes (28, 30) are arranged on its upper side are. 5. Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen länglichen Körper (42, 46), der eine Aufnehmerspulenanordnung (48) enthält, deren eines Ende mit einer am Körper angebrachten fahnenartigen Elektrode (44) verbunden ist und daß mindestens ein weiterer Anschluß der Aufnehmerspulenanordnung (48) über einen isolierten Draht (50) herausgeführt und mit einer Klemme (52) verbunden ist, die ein Loch (56) für eine Knochenschraube aufweist.5. Device according to the preamble of claim 1, g e k e n n shows an elongated body (42, 46) that has a pickup coil assembly (48), one end of which has a flag-like electrode attached to the body (44) is connected and that at least one further connection of the pick-up coil arrangement (48) led out via an insulated wire (50) and connected to a terminal (52) which has a hole (56) for a bone screw. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß der Körper ein im Querschnitt rechteckiges, flaches Metallrohr (42) enthält, dessen eine Breitseite mit der in Längsrichtung verlaufenden fahnenartigen Elektrode (44) verbunden ist, und daß das Metallrohr (42) mit Ausnahme der fahnenartigen Elektrode (44) mit einem isolierenden Überzug (46) versehen ist.6. Apparatus according to claim 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the body contains a flat metal tube (42) which is rectangular in cross section, one broad side of which with the flag-like electrode running in the longitudinal direction (44) is connected, and that the metal tube (42) with the exception of the flag-like electrode (44) is provided with an insulating coating (46). 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie mindestens eine Befestigungslasche (58) aufweist.7. Apparatus according to claim 5 or 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h e t that it has at least one fastening tab (58).
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