DE3201056C1 - Intramedullary nail - Google Patents

Intramedullary nail

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DE3201056C1
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intramedullary nail
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cross
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DE3201056A
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Frank Walter Prof. Dr.-Ing. 4030 Ratingen Baumgart
Hans-Joachim Dipl.-Ing. Becker
Günter Dr.-Ing. 4300 Essen Bensmann
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Fried Krupp AG
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Description

Die Erfindung betrifft einen Marknagel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Als Werkstoff für Marknägel verwendet man in den meisten Fällen rostfreien Stahl. .The invention relates to an intramedullary nail according to the preamble of claim 1. As a material for In most cases, intramedullary nails are made of stainless steel. .

Nach dem Stand der Technik bekannte Marknägel weisen in der Regel einen offenen Querschnitt mit einer Form auf, die an ein dreiblättriges Kleeblatt erinnert und womit bezweckt werden soll, daß die gegenüber der Knochenbohrung etwa im Durchmesser 0.5 bis 1 mm größeren Marknägel gegen Rotation gesichert und dennoch infolge der sich aus der gewählten Form ergebenden Querschnittselastizität im großen und ganzen leicht in den Knochen eingebracht werden können. Dennoch sind die beim Einschlagen des Marknagels aufzubringenden Kräfte sehr groß, was in Einzelfällen sogar zum Sprengen des Knochens führen kann. Darüber hinaus besteht bei den beschriebenen Marknägeln die Gefahr, daß Knochengewebe in den offenen Längsspalt des Nagels einwächst, was das Entfernen des Nagels nach durchlaufenem Heilungsprozeß behindern kann. Schließlich besteht bei diesen Marknägeln keine Möglichkeit der Längsverankerung, so daß sie nach dem Einbringen in den Knochen mitunter nicht nur proximal, sondern auch distal »wandern«.According to the prior art intramedullary nails usually have an open cross-section with a Form, which is reminiscent of a three-leaf clover and which is intended to prevent the opposite of the Bone drilling with a diameter of 0.5 to 1 mm larger intramedullary nails secured against rotation and nevertheless due to the cross-sectional elasticity resulting from the selected shape in large and whole can be easily inserted into the bone. Nevertheless, when you hit the The forces to be applied by the intramedullary nail are very large, which in individual cases even lead to the bone bursting can. In addition, there is the risk that bone tissue in the intramedullary nails described open longitudinal gap of the nail grows in, which means that the nail can be removed after the healing process has taken place can hinder. After all, there is no possibility of longitudinal anchoring with these intramedullary nails, so that after they have been introduced into the bone they sometimes not only proximally but also distally "hike".

Es sind daher schon viele Versuche unternommen worden, einen Marknagel zu schaffen, der auch eine Längsverankerung nach dessen Einbringen in den Knochen ermöglicht.Many attempts have therefore already been made to create an intramedullary nail that also has a Allows longitudinal anchoring after its introduction into the bone.

So ist erstmals aus der DE-AS 12 48 228 eine Vorrichtung bekanntgeworden, die mit einem in der Markhöhle der Länge nach einzuführenden hohlen Marknagel und einem denselben der Länge nach durchsetzenden, beiderseits der Bruchstelle gehaltenen Axialspanner arbeitet. Zusätzlich ist zur Verankerung eine den Hohlnagel durchsetzende Schraube, die in einem weiteren operativen Vorgang eingebracht werden muß, erforderlich.So for the first time from DE-AS 12 48 228 a device has become known that with one in the A hollow intramedullary nail to be introduced lengthways and one lengthwise of the same penetrating axial tensioner held on both sides of the fracture point works. In addition is for anchoring a screw that penetrates the hollow nail and is inserted in a further surgical procedure must be required.

Ähnliche Spreizkörper sind auch in der DE-PS 22 60 839 beschrieben. Die dort geschilderten Spreizvorrichtungen besitzen jedoch den Nachteil, daß deren Entfernung durch eingewachsene Knochenteile behindert oder sogar verhindert werden kann.
Es ist auch schon ein auf seiner gesamten wirksamen Länge spreizbarer Marknagel vorgeschlagen worden, der lamellenartig geformte, dünnwandige, überlappende Bleche aufweist, die entweder mechanisch oder mittels Gas oder einer Flüssigkeit aufgeweitet werden können (siehe DE-OS 25 58 584). Die für die Aufweitung wirkende Aufspaltung der Nagelwand in Längslamellen führt allerdings zu einer erheblichen Verminderung der Torsionssteifigkeit des Nagels, so daß die relative Drehung der Frakturteile um die Nagelachse nicht sicher verhindert werden kann. Außerdem dürfte die Aufrechterhaltung des Innendrucks Schwierigkeiten bereiten, so daß die Kompression der Frakturfläche zu gering ist, da sie lediglich durch Querkontraktionswirkung des Nagels hervorgerufen wird.
Similar expansion bodies are also described in DE-PS 22 60 839. However, the spreading devices described there have the disadvantage that their removal can be hindered or even prevented by ingrown bone parts.
An intramedullary nail that can be spread over its entire effective length has also been proposed, which has thin-walled, lamellar, overlapping metal sheets which can be expanded either mechanically or by means of gas or a liquid (see DE-OS 25 58 584). The splitting of the nail wall into longitudinal lamellae, which is effective for the expansion, leads, however, to a considerable reduction in the torsional rigidity of the nail, so that the relative rotation of the fracture parts about the nail axis cannot be reliably prevented. In addition, the maintenance of the internal pressure is likely to cause difficulties, so that the compression of the fracture surface is too small, since it is only caused by the transverse contraction effect of the nail.

Schließlich wird in der DE-OS 28 21 785 einFinally, in DE-OS 28 21 785 a

so Kompressionsnagel beschrieben, bei dem die Verankerung mit einem distalen, ausfahrbaren Krallenteil, das in einem proximalen Krallenteil axial verschiebbar gelagert ist, erfolgt. Jedoch ist mit diesen Kompressionsnägeln auch keine kraftschlüssige Verbindung zwischen Nagel und Knochenwand möglich.so described compression nail in which the anchoring with a distal, extendable claw part, which is mounted axially displaceably in a proximal claw part is done. However, with these compression nails there is no frictional connection between Nail and bone wall possible.

Insgesamt weisen die vorstehend beschriebenen Marknägel vor allem die Nachteile auf, daß deren Ein- und Ausbringen große Kräfte erfordert, womit die Gefahr einer Knochenschädigung gegeben ist, daß entweder keine oder nur eine unzureichende Verankerung des Marknagels in Längsrichtung des Knochen möglich ist, daß vielfach ein starkes Aufbohren des Knochens nötig ist und damit die Gefahr einer Fettembolie gegeben ist und daß die Anpreßdrücke meist sehr hoch gewählt werden müssen und nach Einbringen des Nagels unkontrollierbar sind, wobei dennoch eine Relativrotation der Frakturteile nicht sicher verhindert werden kann. Teilweise besitzen dieOverall, the intramedullary nails described above have the main disadvantages that their insertion and application requires great forces, so there is a risk of bone damage that either no or insufficient anchoring of the intramedullary nail in the longitudinal direction of the bone it is possible that in many cases a strong drilling of the bone is necessary and thus the danger of a Fat embolism is given and that the contact pressures usually have to be chosen very high and after Insertion of the nail is uncontrollable, although a relative rotation of the fracture parts is not can be safely prevented. Some of them own

bisher bekannten Marknägel auch zu geringe Festigkeit, Steifigkeit gegen Biegung und/oder Torsionssteifigkeit. Dazu kommt, daß die Handhabung der Marknägel zum Teil kompliziert und umständlich ist.Intramedullary nails known to date also have too little strength, stiffness against bending and / or torsional stiffness. In addition, the intramedullary nails are sometimes complicated and laborious to handle.

Darüber hinaus ist bekannt, daß als sogenannte »Memory-Legierungen« bezeichnete Ni — Ti-Legierungen aus 55% Ni, Rest Ti nach entsprechender Vorverformung durch Wärmezufuhr mechanische Arbeit verrichten können. Dieser auf Gefügeumwandlung beruhende Effekt, der sich als eine spannungsinduzierte, martensitische Umwandlung, die reversibel ist, erklären läßt, wird ausgelöst, wenn nach einer plastischen Verformung diese Legierungen durch Erwärmung über eine materialspezifische Temperatur wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren, die sie vor der Verformung besaßen. Die Rückumwandlung erfolgt in einem Temperaturbereich, der sehr stark von der Legierungszusammensetzung abhängt und der sich durch Zugabe von Eisen, Kobalt, Mangan, Aluminium, Gold oder Zirkon verschiebt.It is also known that Ni - Ti alloys known as "memory alloys" Made of 55% Ni, the remainder Ti after appropriate pre-deformation through the application of heat. Mechanical work can perform. This effect based on structural transformation, which turns out to be a stress-induced, martensitic transformation, which can be explained reversible, is triggered when after a plastic one Deformation of these alloys back into theirs by heating them to a material-specific temperature return to the original shape they were in before the deformation. The conversion back takes place in a temperature range which depends very strongly on the alloy composition and which is different by adding iron, cobalt, manganese, aluminum, gold or zirconium.

Das Wissen, daß durch geeignete Wahl der Legierungszusammensetzung von Memory-Legierungen thermisch gesteuerte Kräfte ausgelöst werden können, hat man sich auch schon bei einer Knochenplatte zunutze gemacht, die beidseitig der Knochenbruchstelle am Knochen angeschraubt und nach Erwärmung durch Kontraktion mittels Memory-Effekt eine Zugkraft auf die Knochenstücke beidseitig und in Richtung der Bruchstelle ausübt (US-PS 37 86 806). In der DE-OS 27 03 529 ist auch schon beschrieben worden, Implantate wie Marknägel, Osteosyntheseplatten und Prothesenteile und ähnliches aus Memory-Legierungen zu verwenden. Gleichermaßen ist auch vorgeschlagen worden, Knochennägel aus einem »Memory-Werkstoff« wie üblich in lange Bohrungen einzubringen und diese unter Ausnutzung des Memory-Effektes im Knochen aufzuweiten. Aber auch diese Marknägel zeigten eine unzureichende Verankerung.The knowledge that through appropriate choice of alloy composition of memory alloys Thermally controlled forces can be triggered, one has already seen with a bone plate made use of the screwed on both sides of the bone fracture site and after heating through contraction by means of the memory effect, a tensile force is exerted on the pieces of bone on both sides and in the direction the breaking point exerts (US-PS 37 86 806). In DE-OS 27 03 529 implants have already been described such as intramedullary nails, osteosynthesis plates and prosthesis parts and the like made of memory alloys use. It has also been proposed to use bone nails from a "memory material" to be introduced into long bores as usual and these using the memory effect in the Expand bones. But these intramedullary nails also showed insufficient anchoring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen torsionssteifen Marknagel zu schaffen, der möglichst reibungslos in den Knochen einzubringen ist und der anschließend leicht und sicher im Knochen fixiert werden kann.The invention is based on the object of creating a torsion-resistant intramedullary nail that is as can be introduced smoothly into the bone and is then easily and securely fixed in the bone can be.

Die Aufgabe wird durch einen Marknagel mit den im Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen gelöst, wobei der 4r> Marknagel aus einer Ni-Ti-Legierung mit 54 bis 56 Gew.-% Nickel, Rest Titan besteht.The object is solved by an intramedullary nail with the described features of claim 1, wherein the 4 r> intramedullary nail from a Ni-Ti alloy with 54 to 56 wt .-% nickel, balance titanium.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Marknagels liegt darin, daß er infolge seiner geschlossenen Form hohe Torsionssteifigkeit besitzt und kein Einwachsen von Knochensubstanz in einen Marknagelschlitz erlaubt und gleichermaßen die hohe Querelastizität des offenen Querschnitts besitzt. Diese Vorteile verbinden sich bei dem erfindungsgemäßen Marknagel mit der Möglichkeit, den Memory-Effekt optimal auszunutzen, so daß nach Auslösung des Memory-Effekts die Nagelaußenfläche an der Röhrenknocheninnenwand fest anliegt, wobei gleichzeitig eine gute Stabilisierung und gute Kompression gewährleistet sind. Gegenüber den bisher vorgeschlagenen Marknägeln aus einer Memory-Legierung ermöglicht die erfindungsgemäße Marknagelquerschnittsform mittels Auslösung des Memory-Effekts eine wesentlich größere Durchmesseränderung des Nagels, so daß der Ein- und Ausbau kräftefrei erfolgen kann.The particular advantage of the intramedullary nail according to the invention is that, as a result of its closed Form has high torsional rigidity and no bone substance ingrowth into an intramedullary nail slot and also has the high transverse elasticity of the open cross-section. These advantages combine with the intramedullary nail according to the invention with the possibility of optimally using the memory effect exploit, so that after triggering the memory effect, the nail outer surface on the inner wall of the long bone fits tightly, while at the same time ensuring good stabilization and good compression. Compared to the previously proposed intramedullary nails made of a memory alloy, the inventive Cross-sectional shape of the intramedullary nail results in a significantly larger change in diameter by triggering the memory effect of the nail so that installation and removal can be carried out without any force.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Marknagel einen doppelwandigen Aufbau, in dessen Hohlraum zwischen den Doppelwänden ggf. ein Formteil eingeschoben ist. Damit kann eine weitere Erhöhung der Steifigkeit des Marknagels, insbesondere nachdem er in den Knochen eingebracht ist, erzielt werden. Ebensogut lassen sich auch die durch Doppelwände geschaffenen Hohlräume dazu verwenden, um darin gasförmige und/oder flüssige Körper einzuleiten. Die Gase und/oder Flüssigkeiten können sowohl im Hinblick auf eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Marknagels als auch zur gezielten Auslösung des diesem Marknagel innewohnenden Memory-Effektes, nämlich durch geeignete Vorwärmung oder -kühlung, verwendet werden.According to a further embodiment of the invention, the intramedullary nail has a double-walled structure, in the cavity of which a molded part may be inserted between the double walls. This can be another Increase in the rigidity of the intramedullary nail, especially after it has been introduced into the bone will. The cavities created by double walls can also be used to in order to introduce gaseous and / or liquid bodies therein. The gases and / or liquids can both with a view to improving the mechanical properties of the intramedullary nail and for the targeted triggering of the memory effect inherent in this intramedullary nail, namely through suitable ones Preheating or cooling, can be used.

Um den Marknagel während des Einbringens in den Knochen gut führen zu können, weist die Marknagelspitze eine axiale, verschließbare öffnung zur Aufnahme eines Führungskörpers auf. Dieser kann nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung aus einem Spieß bestehen, der auf seiner Spitze einen aufgesteckten Kunststoffkonus trägt, mit dem beim Herausziehen des Führungskörpers die öffnung im Marknagel verschließbar ist. Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Marknagels besitzen dessen im Querschnitt konkaven Außenwände ein feines, unregelmäßiges Wellenprofil, das durch auf die Marknagelaußenwände aufgebrachte Blech- oder Drahtrundteile gebildet wird. Eine weitere Verbesserung der Marknagelstabilität wird erreicht, wenn dessen Kanten materialverstärkt sind.In order to be able to guide the intramedullary nail well during its introduction into the bone, the intramedullary nail tip has an axial, closable opening for receiving it a guide body. According to a further embodiment of the invention, this can consist of a skewer exist, which carries an attached plastic cone on its tip, with which when pulling out the Guide body, the opening in the intramedullary nail can be closed. According to a development of the invention Intramedullary nails have a fine, irregular outer wall, which is concave in cross-section Wave profile, which is formed by round sheet metal or wire parts attached to the outer walls of the intramedullary nail. A further improvement in the intramedullary nail stability is achieved if its edges are reinforced with material are.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawings. Show it

F i g. 1 bis 3 je einen Marknagelquerschnitt im Zustand vor (jeweils F i g. a) und nach der Auslösung des Memory-Effektes (jeweils F i g. b)F i g. 1 to 3 each have a medullary nail cross-section in the state before (each Fig. A) and after the triggering of the Memory effect (each F i g. B)

Fig.4a, b einen Marknagel mit fünfeckigem Querschnitt mit verstärkten Kanten,Fig. 4a, b an intramedullary nail with a pentagonal cross-section with reinforced edges,

Fig.5 einen Marknagel im Querschnitt mit aufgeschweißten Rundstäben, vor (b) und nach der Auslösung des Memory-Effektes (a),5 shows a cross-section of an intramedullary nail with welded-on Round bars, before (b) and after triggering the memory effect (a),

Fig.6 einen vor Auslösung des Memory-Effektes viereckigen Marknagel mit aufgeschweißten Rundstäben, der nach Auslösung des Memory-Effektes Kreisform annimmt (b) und6 shows a square intramedullary nail with welded round rods before the memory effect was triggered, which takes on a circular shape after triggering the memory effect (b) and

F i g. 7 einen Längsschnitt durch einen Marknagel mit Führungskörper und aufgestecktem Kunststoffkonus undF i g. 7 shows a longitudinal section through an intramedullary nail with a guide body and a plastic cone attached and

F i g. 8 einen Marknagel im Längsschnitt, bei dem die Öffnung an der Marknagelspitze von innen mit Kunststoffkonus verschlossen wird.F i g. 8 A longitudinal section of an intramedullary nail with the opening at the tip of the intramedullary nail from the inside with Plastic cone is closed.

Den dargestellten erfindungsgemäßen Marknägeln ist gemeinsam, daß sie einen geschlossenen Mantel aufweisen. Dies kann einerseits durch einen Hohlquerschnitt gewährleistet werden, wie z. B. einem quadratischen Rohr, oder in einer anderen zweckmäßigen Ausführung durch ein zur Kreisform gewickeltes Blech, bei dem mindestens auf einem Teil des Umfanges zwei oder gar mehr Blechlagen übereinanderliegen können. An den Enden des Nagels kann der Hohlraum abgeschlossen oder offen sein. Der Nachteil des geschlossenen Querschnitts besteht beim Einbau des Nagels in dem starken Widerstand gegen eine allseitige Zusammendrückung in radialer Richtung d. h., in einer geringen Querelastizität. Dieser Nachteil wird durch die Formgebung des Nagels, die Konstruktion der Nageltei- Is und durch die Wahl des Werkstoffes behoben. Die in F i g. 1 dargestellte Form des hohlen Marknagelquerschnitts zeigt, daß die Nagelwand 1 teilweise oder ganz aus konkaven Kreisbögen zusammengesetzt ist, so daß sich eine Art sternförmige Kontur mit einer Rotations-The intramedullary nails according to the invention shown have in common that they have a closed jacket. This can be ensured on the one hand by a hollow cross-section, such as. B. a square tube, or in another expedient embodiment by a sheet metal wound into a circular shape, in which two or even more sheet metal layers can lie on top of one another on at least part of the circumference. At the ends of the nail, the cavity can be closed or open. The disadvantage of the closed cross-section when installing the nail is the strong resistance to compression on all sides in the radial direction, that is, a low transverse elasticity. This disadvantage is eliminated by the shape of the nail, the construction of the Nageltei- Is and by the choice of material. The in F i g. 1 shows the shape of the hollow intramedullary nail cross-section that the nail wall 1 is composed partially or entirely of concave circular arcs, so that a kind of star-shaped contour with a rotational

symmetrie ergibt. Nach Drehung des Querschnittes um den Winkel 2π/η, wobei η die Zahl der Kanten 9 des Marknagels ist, kommt diese Form wieder mit sich selbst zur Deckung. Die Wahl der kreiszylindrischen Wandteile mit dem Radius P0 in F i g. Ib hat den Vorteil, daß diese Teile bei der Verformung in radialer Richtung (Fig. la) mittels eines kreisbogenförmigen Stempels mit einem kleineren Radius Pi einer gleichmäßigen reinen Biegeverformung unterworfen werden, d.h., gleichmäßig beansprucht und ausgenutzt werden. Sie weisen dann an Innen- und Außenfaser überall die gleiche Randdehnung in Umfangsrichtung auf. Der erfindungsgemäße Nagel ist aus einer Metallegierung gefertigt, die zu 55% aus Ni und 45% Ti besteht, so daß der Marknagel durch Wärmezufuhr von der in Fig. la dargestellten Form in die in Fig. Ib dargestellte Konfiguration überführt werden kann. Die sternförmige Querschnittsform gestattet es, auch mit einem geschlossenen Nagel eine besonders große Änderung des Durchmessers des einhüllenden Kreises 10 bzw. 10' hervorzurufen. Die erzielbaren Durchmesseränderungen lassen sich rechnersich abschätzen, wenn eine bestimmte Symmetriezahl n, ein bestimmter Radius Po und eine zulässige Dehnungsänderung der Randfasernsymmetry results. After rotating the cross-section by the angle 2π / η, where η is the number of edges 9 of the intramedullary nail, this shape comes back to coincide with itself. The choice of the circular cylindrical wall parts with the radius P 0 in FIG. Ib has the advantage that these parts are subjected to a uniform, pure bending deformation when deformed in the radial direction (FIG. 1a) by means of an arcuate punch with a smaller radius Pi, that is, they are uniformly stressed and used. They then have the same edge expansion in the circumferential direction everywhere on the inner and outer fibers. The nail according to the invention is made of a metal alloy which consists of 55% Ni and 45% Ti, so that the intramedullary nail can be converted from the form shown in FIG. 1a into the configuration shown in FIG. Ib by supplying heat. The star-shaped cross-sectional shape makes it possible to produce a particularly large change in the diameter of the enveloping circle 10 or 10 'even with a closed nail. The achievable changes in diameter can be estimated by computer if a certain number of symmetry n, a certain radius Po and a permissible change in elongation of the edge fibers

des Bleches beim Übergang von der einen in die andere der dargestellten Konfigurationen und zurück vorgegeben wird. Bei der nachfolgend dargelegten Abschätzung wird die Blechdicke als vernachlässigbar klein angenommen. In diesem Falle gelten folgende Beziehungenof the sheet metal when changing from one to the other of the configurations shown and back will. In the estimate presented below, the sheet thickness is assumed to be negligibly small. In this case, the following relationships apply

15 tan —
η
15 tan -
η

a) für die Durchmesseränderung D = Ir a) for the change in diameter D = Ir

χ AD -. Pn .Yr. π~\ ρ, Γ ηr /'„ 2 V χ AD -. Pn .Yr. π ~ \ ρ, Γ η r / '"2 V

— = = 1 - — arcsin — sm — + -£-±- —( 1 - — )"--- = = 1 - - arcsin - sm - + - £ - ± - - (1 - -) "-

r D r \_p0 nj r 2 \ njr D r \ _p 0 nj r 2 \ nj

b) für die Strahlenlänge, bezogen auf den Radius r b) for the beam length, based on the radius r

■2- = &■ arcsin \j- sin ■*-] - Jl- . JL Λ _1λ r r \_p0 η Λ r 2 \ nj ■ 2- = & ■ arcsin \ j- sin ■ * -] - Jl-. JL Λ _1λ rr \ _p 0 η Λ r 2 \ nj

Dabei ist r der Radius des Kreises um den Quer- ration angeführt. Dabei istHere r is the radius of the circle around the transverse ration. It is

schnitt der in Fig. Ib dargestellten Form, χ = —section of the shape shown in Fig. Ib, χ = -

22

die Verringerung dieses Radius bei Übergang in die in Fig. la dargestellten Konfiguration.the reduction of this radius on transition to the configuration shown in Fig. la.

Wenn die Blechdicke t vorgegeben, ist, beträgt die Dehnungsänderung in den Randfasern der zylindrischen Teile im mittleren Bereich 'If the sheet thickness t is given, the change in strain in the edge fibers of the cylindrical parts in the central area is'

Pn ■ Y'r . π~\
— arcsin — sm —
r LPo η J
Pn ■ Y'r. π ~ \
- arcsin - sm -
r LPo η J

durchby

sinsin

Ue\--L (^ -A
2 \Pi P0
Ue \ - L (^ -A
2 \ Pi P 0

zu ersetzen.to replace.

Als spezielles Ausführungsbeispiel werden hier die Gibt man eine zulässige Dehnungsänderung, d.h. 40 nachfolgend ersichtlichen Fälle dargelegt: z. B. eine infolge des Memory-Effektes aktivierte Änderung vor, so läßt sich bei gegebenem p0 der Radius
P0 und damit die in Fig. la dargestellte Form berechnen.
As a special exemplary embodiment, the following are given a permissible change in strain, ie 40 cases shown below: z. B. before a change activated as a result of the memory effect, the radius can be determined for a given p 0
Calculate P 0 and thus the form shown in Fig. La.

Als Grenzfall sei auch hier der Fall p0 -* °°, d. h. das Vieleck als die in Fig. Ib dargestellte Konfigu- t = 0,8 mm
D = 11 mm
A ε = 0,1 = 10%
As a limiting case is also p 0 the case - *. °°, ie the polygon as illustrated in Figure Ib configurations t = 0.8 mm
D = 11 mm
A ε = 0.1 = 10%

(Polygon)(Polygon)

Symmetr.-
zahl η
Symmetry
number η
Fall 1,P0 = r Case 1, P 0 = r PiIrPiIr y/ry / r x/rx / r Fall 2, P0-00 Case 2, P 0-00 PiIrPiIr y/ry / r x/rx / r
33 0,421050.42105 0,826740.82674 negativnegative 0,727270.72727 0,485230.48523 0,094880.09488 44th 0,421050.42105 0,454710.45471 0,124240.12424 0,727270.72727 0,135910.13591 0,136820.13682 5
6
5
6th
0,42105
0,42105
0.42105
0.42105
0,23149
0,08268
0.23149
0.08268
0,18899
0,18804
0.18899
0.18804
0,72727
0,72727
0.72727
0.72727
negativ
negativ
negative
negative
0,09665
0,00193
0.09665
0.00193
77th 0,421050.42105 negativnegative 0,149300.14930 0,727270.72727 negativnegative negativnegative

Aus oben stehender Tabelle ergibt sich, daß gewisse besondere ergibt sich für den Fall des in Fig. la und bFrom the table above it follows that certain particular results for the case of the in Fig. La and b

Formen praktisch nicht realisierbar sind (bei jeweils 65 dargestellten sternförmigen fünfkantigen Nagels beiShapes are practically not feasible (with 65 star-shaped pentagonal nails shown in

negativen Werten für — bzw. y/r) und daß andere Po = reine Durchmesseränderung von fast 19%.negative values for - or y / r) and that other Po = pure change in diameter of almost 19%.

r Es sind jedoch auch andere Marknagelquerschnitts- r However, other intramedullary nail cross-sectional

besonders große Durchmesseränderungen liefern. Ins- formen wie z. B. die in F i g. la dargestellte mäanderför-deliver particularly large changes in diameter. Information such as B. the in F i g. la illustrated meander conveyor

mige Form, die nach Abschluß der Erwärmung in eine Kreisform IQ' mit dem Radius r entsprechend Eig.2b übergeht, möglich. Zwischen den in Fig. 2a und b dargestellten Formen bestehen ebenfalls große Durchmesseränderungen, wenn sie auch nicht die Wirkung der in F ig. 1 dargestellten Sternform mit konkaven Querschnittsseiten erreicht. Die in Fig.2a dargestellte Mänderform hat sechs Ausstülpungen, die jeweils einen Radius ρ2 aufweisen und deren Verbindungsstücke einheitlich den Radius £>i besitzen.Mige shape, which after completion of the heating in a circular shape IQ 'with the radius r according to Fig.2b, is possible. There are also large changes in diameter between the shapes shown in FIGS. 2a and b, even if they do not have the effect of the one shown in FIG. 1 achieved star shape with concave cross-sectional sides. The mandrel shape shown in FIG. 2a has six protuberances, each of which has a radius ρ 2 and the connecting pieces of which uniformly have the radius ε> i.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Marknagel ist in Fi g. 3 dargestellt. Die in Fig. 3b dargestellte Form, bei der die Außenwände des Marknagels konkave Teilstükke .eines Kreisbogens mit dem Radius Po sind, kann durch Ausnutzung des Memory-Effektes in die Fig.3a dargestellte Form überführt werden. Bei diesem Übergang bilden sich an den Marknagelkanten blattförmige Spitzen aus, zwischen; tLenen die Marknagelaußenwand jeweils einen Teilkreisbogen mit dem Radius.ρι beschreibt. Der Memory-Nagel entsprechend Fig.3 trägt dem Verformungsverhalten des Werkstoffes insbesondere dadurch besonders Rechnung, daß eine starke lokale Verformung längs der Kanten 9 durch Erhaltung des Winkels <x, der durch Verlängerung der spitz aufeinander zulaufenden Marknagelaußenwände gebildet wird, vermieden wird. Zur Stabilisierung des Marknagels ist nach Auslösung des Memory-Effektes ein Formteil 14 eingeschoben worden, das die Innenkontur des Marknagels gemäß Fi g. 3b hat.Another intramedullary nail according to the invention is shown in FIG. 3 shown. The shape shown in FIG. 3b, in which the outer walls of the intramedullary nail are concave parts of a circular arc with the radius Po , can be converted into the shape shown in FIG. 3a by utilizing the memory effect. During this transition, leaf-shaped tips are formed at the medullary nail edges, between; tLenen the outer wall of the intramedullary nail each describes a partial circular arc with the Radius.ρι. The memory nail according to FIG. 3 takes particular account of the deformation behavior of the material in that a strong local deformation along the edges 9 is avoided by maintaining the angle <x, which is formed by lengthening the outer walls of the intramedullary nail which converge to a point. To stabilize the intramedullary nail, after the memory effect has been triggered, a molded part 14 has been inserted which defines the inner contour of the intramedullary nail as shown in FIG. 3b has.

Die in Fig.4a und 4b dargestellten Marknagelquerschnitte unterscheiden sich von den bisherigen Marknagelquerschnitten durch verstärkte Ecken bzw. Kanten 2. Hierbei ist es sowohl möglich, entsprechend F i g. 4a die Kanten so auszuprägen, daß sie verbreiterte Auflageflächen erhalten, wodurch die Flächenpressung zwischenThe intramedullary nail cross-sections shown in FIGS. 4a and 4b differ from the previous intramedullary nail cross-sections in that they have reinforced corners and edges 2. Here it is both possible, according to FIG. 4a emboss the edges so that they broadened contact surfaces obtained, reducing the surface pressure between

AD D AD D

= I-a/r.= I-a / r.

dem Knochen und dem Marknagel verringert wird, als auch an den Kanten des Marknagels größere Ausrundungsradien vorzusehen. Wie in Fig.4b dargestellt, kann die Verstärkung der Kanten sowohl im Marknagelinnenraum als auch an der Außenkante aufgebracht werden. Im einfachsten Falle verwendet man aufgeschweißte Rohr- oder Drahtdrüeke. Die in F i g. 4a und b dargestellte Ausführungsform besitzt dazu den Vorteil, die Biegesteifigkeit und Tragfähigkeit des Nagels durch Anordnung von Material an den am weitesten außen liegenden Teilen des Umfangs zu erhöhen und gleichzeitig seine Querelastizität beizubehalten. Dies ist auch dann möglich, wenn ein Marknagel entsprechend Fig.4a geschaffen wird, bei dem das Blech im Kantenbereich stark gebördelt wird und hierdurch die größere-Auflagefläche erzielt wird.the bone and the intramedullary nail is reduced, as well as larger radii of curvature at the edges of the intramedullary nail to be provided. As shown in Fig.4b, the edges can be reinforced both in the interior of the intramedullary nail as well as on the outer edge. In the simplest case, welded ones are used Pipe or wire pressure. The in F i g. The embodiment shown in 4a and b has the advantage the bending stiffness and load-bearing capacity of the nail by placing material on the furthest out to increase lying parts of the circumference while maintaining its transverse elasticity. This is also possible if an intramedullary nail is created as shown in FIG Edge area is strongly beaded and thereby the larger contact surface is achieved.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Marknagels ist in Fig. 5 im Querschnitt dargestellt. Die in Fig.5b skizzierte Querschnittsform mit aufgeschweißten Rundstäben 3 oder Verdickungen mit einem Hüllkreisradius r läßt sich durch Anwendung des Memory-Effektes in die in Fig.5a dargestellte Form überführen, wobei die Rundstäbe 3 bzw. Verdickungen radial nach innen wandern, so daß sich ein Hüllkreisradius a ergibt. Dies ist dadurch möglich, daß die Marknageiwände an den Aufschweißlinien 12 der Rundstäbe 3 bzw. Verdickungen radial nach innen wandern, während die dazwischenliegenden Marknagelwandstücke 13 nach außen wandern, so daß sich die in Fig.5a dargestellte Kissenform ergibt. Für die Abschätzung der in F i g. 5a und b dargestellten Formen und der damit verbundenen Durchmesseränderung des Marknagelhüllkreises gelten folgende geometrische Beziehungen:Another advantageous embodiment of the intramedullary nail is shown in cross section in FIG. The cross-sectional shape sketched in FIG. 5b with welded-on round bars 3 or thickenings with an enveloping circle radius r can be converted into the form shown in FIG results in an enveloping circle radius a. This is possible in that the intramedullary nail walls migrate radially inward at the weld lines 12 of the round rods 3 or thickenings, while the intervening intramedullary nail wall pieces 13 migrate outward, so that the cushion shape shown in FIG. 5a results. For the estimation of the in F i g. 5a and b and the associated change in diameter of the intramedullary nail envelope circle, the following geometrical relationships apply:

3535

Die Werte — und der Winkel β können aus den Gleichungen r The values - and the angle β can be derived from the equations r

- cos- cos

-f cos +ß)-£L -f cos + ß) - £ L

α Γ · η ■ ία, «Μ , Pi "fa . α Γ · η ■ ία, «Μ, Pi" fa.

— sinβ - sin — + β I + ^ sm ——I-- sin β - sin - + β I + ^ sm --—I-

r \_ \2 /Jr \2r \ _ \ 2 / Jr \ 2

t+ f)+ 1 (t - ft + f) + 1 (t - f

berechnet werden, wenn px/r und p2/r bekannt sind, so Dehnung aus dem Memory-Effekt vorgeschrieben. Mit Diese Gleichungen sichern die Erhaltung der Bogen- der Abkürzungcan be calculated if p x / r and p 2 / r are known, so elongation from the memory effect is prescribed. Using these equations ensure the preservation of the arc of the abbreviation

länge des Marknagelrohres bei Übergang von der inlength of the intramedullary nail tube at the transition from the in

Fig. 5b dargestellten Form zu der in Fig. 5a dar- * = I λ I- ^r Fig. 5b represented the form shown in Fig. 5a- * = I λ I- ^ r

gestellten Form. Aus der Berechnung der Rand- ε t provided form. From the calculation of the boundary ε t

dehnungen auf der Wert A ε bei diesem Übergang folgen die Bedingungenelongations to the value A ε at this transition follow the conditions

\Αε\\ Αε \

S — (— + S - (- + -

2 \Pi r 2 \ Pi r

lassen sich daraus dann die Grenzwerte für die Radien rb Pi und P2 errechnen. Es giltthe limit values for the radii r b Pi and P 2 can then be calculated from this. It applies

6060

sowie entsprechendas well as accordingly

Λ - 1 Λ _Λ - 1 Λ _

τ τ ν τ τ ν

UdUd

6565

Dabei ist / die Blechdicke des Nagelrohres und A ε wird als zulässiger Dehnungswert, z. B. als verfügbareHere / is the sheet metal thickness of the nail pipe and A ε is used as the permissible expansion value, e.g. B. as available

und damitand thus

und ΐϊζλ and ΐϊζλ

+ IA-A + J_l+ IA-A + J_l

-V1 ε*+ ε*2]-V 1 ε * + ε * 2 ]

22,22 rr

2 + ε* (1 -Pl/r) " 2 + ε * (1 - Pl / r) "

Dabei ist der physikalisch sinnvolle Wert für p^lr aus den beiden Lösungen auszuwählen. Das Geradenstück y ist dann ausThe physically meaningful value for p ^ lr is to be selected from the two solutions. The line segment y is then off

1010

zu berechnen.to calculate.

Eine sehr grobe Abschätzung des Minimalwertes für die Durchmesseränderung läßt sich sehr einfach ermitteln, wenn man von der Beschränkung der Dehnungen abgeht und p2 = 0, β = 0 fordert. '5 A very rough estimate of the minimum value for the change in diameter can be determined very easily if one abandons the restriction of the elongations and demands p 2 = 0, β = 0. ' 5

Dann entartet das wellenförmige Profil der Form nach Fig. 5a in ein Polygon, und man kann angeben (mit a = π/2 η) Then the undulating profile of the shape according to Fig. 5a degenerates into a polygon, and one can state (with a = π / 2 η)

1 + — tan1 + - tan

2n2n

2Pl 2 pl

tan-tan-

ππ
ηη

2 «

x - ι _ π x - ι _ π

1 + — tan
η
1 + - tan
η

ππ TnTn

sinsin

1 + JL tan -5- n 1 + JL tan -5- n 2 «

Die Strecke y ist dannThe segment y is then

2020th

2525th

3030th

3535

y _ πy _ π r ηr η

ππ
ηη

1 + JL tan Jin 2n 1 + JL tan Ji n 2n

4040

Man erhält als untere Schranken für die Durchmesseränderung folgende Zahlenwerte:The following numerical values are obtained as lower bounds for the change in diameter:

ΛΟ DΛΟ D

22 0,611020.61102 0,388980.38898 33 0,376790.37679 0,246420.24642 44th 0,245470.24547 0,161920.16192 55 0,169540.16954 0,112270.11227 66th 0,123040.12304 0,081650.08165

4545

5050

Hierbei ist lediglich die Bogenlänge der Rohrwand erhalten geblieben. Für /3=4 ist die entsprechende Form in F i g. 6a bzw. 6b dargestellt.Only the arc length of the pipe wall has been retained. For / 3 = 4 is the corresponding form in Fig. 6a and 6b, respectively.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Nagelform liegen in der größeren Torsionssteifigkeit und der größeren Torsionstraglast des geschlossenen Querschnittes gegenüber dem offenen bei gleicher Wanddicke, in der Verhinderung des Einwachsens von Knochen in das Innere des Nagels durch den geschlossenen Querschnitt und damit einer leichten Entfernbarkeit sowie in der großen Durchmesserände-The particular advantages of the nail shape according to the invention are the greater torsional rigidity and the greater torsional load of the closed cross-section compared to the open one with the same Wall thickness, in preventing bone ingrowth into the interior of the nail through the closed cross-section and therefore easy to remove as well as in the large diameter change

rung dieses Hohlnagels. Als besonders günstig erweist sich diese Form außerdem für die Sicherstellung der Rotationsstabilität der Fragmente. Es besteht außerdem die Möglichkeit, durch Aufgabe eines pneumatischen oder hydraulischen Innendruckes den Nagel zusätzlich aufzuweiten. Auch durch Einführung eines Formteils in den Nagel kann sowohl eine zusätzliche Aufweitung als auch eine zusätzliche Vergrößerung der Tragfähigkeit und der Steifigkeit erreicht werden.tion of this hollow nail. This form also proves to be particularly favorable for ensuring the Rotational stability of the fragments. There is also the option of using a pneumatic or hydraulic internal pressure to expand the nail additionally. Also by introducing a molded part in the nail can have both an additional widening and an additional increase in load-bearing capacity and rigidity can be achieved.

Es besteht ferner die Möglichkeit, den Nagel sehr dünnwandig auszuführen, wodurch eine noch größere Durchmesseränderung erreichbar wird, und ihn dann anschließend durch einen einführbaren Innennagel zu verstärken. Der besondere Vorteil besteht darin, daß bei Erwärmung des Nagels mittels heißer Flüssigkeit oder heißen Gases der Nagel ohne Kontamination des umgebenden Gewebes direkt und mit gutem Wärmeübergang innen durchgespült werden kann. Hierfür kann an einem Ende ein spezieller Anschluß z.B. in Form einer Gewindebohrung vorgesehen werden.There is also the possibility of making the nail very thin-walled, creating an even larger one Change in diameter is achievable, and then it is then closed by an insertable inner nail strengthen. The particular advantage is that when the nail is heated by means of hot liquid or hot gas of the nail without contamination of the surrounding tissue directly and with good heat transfer can be flushed inside. A special connection, e.g. in Form of a threaded hole can be provided.

Wie in F i g. 7 dargestellt, erfolgt die Einbringung des Marknagels vorteilhafterweise über einen als Führungskörper 4 dienenden Führungsspieß, über den der jeweils zu den in Fig. Ib, 2b, 3b oder 5b dargestellten Form vorverformte Marknagel geschoben wird. Der Führungsspieß trägt auf seiner Spitze einen aufgesteckten Kunststoffkonus 5, der beim Herausziehen des Führungskörpers 4 automatisch die Öffnung an der Marknagelspitze verschließt und in eine Sicherungsnut einrastet. Entsprechend der in Fig.8 dargestellten Anordnung ist es aber auch möglich, das Führungsloch an der Marknagelspitze 7 über einen Kunststoffkonus 8 von innen zu verschließen.As in Fig. 7, the intramedullary nail is advantageously introduced via a guide wire serving as a guide body 4, via which the respective to the form shown in Fig. Ib, 2b, 3b or 5b pre-deformed intramedullary nail is pushed. The guide wire has an attached one on its tip Plastic cone 5, which automatically opens the opening on the when pulling out the guide body 4 The tip of the intramedullary nail closes and engages in a locking groove. Corresponding to that shown in Fig.8 However, it is also possible to arrange the guide hole on the intramedullary nail tip 7 via a plastic cone 8 to close from the inside.

Der Marknagel wird nach dem Prüfen des richtigen Sitzes ggf. unter einem Bildwandler direkt mit heißer Flüssigkeit oder mittels einer Kontaktheizsonde oder möglicherweise auch induktiv erwärmt und nimmt dann seine aufgeweitete Konfiguration entsprechend Fig. Ib, 2b, 3b, 5b wieder nahezu an, so daß er sich im vorbereiteten Markkanal festklemmt und die Fraktur stabilisiert. Das hintere Ende des Marknagels kann dann ebenfalls mittels eines Kunststoffkonus verschlossen werden, aber auch offen bleiben.After checking that it is correctly positioned, the intramedullary nail is heated directly under an image intensifier, if necessary Liquid or heated by means of a contact heating probe or possibly inductively and then takes its expanded configuration according to Fig. Ib, 2b, 3b, 5b almost again, so that it is in the clamped the prepared medullary canal and stabilized the fracture. The posterior end of the intramedullary nail can then can also be closed by means of a plastic cone, but also remain open.

Für das Entfernen des Marknagels ist besonders vorteilhaft, daß der Marknagel, falls er aus einer Memorylegierung gefertigt ist, durch Abkühlung seinen Hülldurchmesser wieder verringert, so daß die Klemmwirkung gelöst wird und der Marknagel leicht entfernt werden kann.For the removal of the intramedullary nail is particularly advantageous that the intramedullary nail, if it consists of a Memory alloy is made, its envelope diameter is reduced again by cooling, so that the clamping effect loosened and the intramedullary nail can be easily removed.

Es ist aber auch möglich, den Marknagel nur teilweise auf seiner Länge zu erwärmen, so daß der Memory-Effekt nur an ganz bestimmten Stellen ausgenutzt wird. Dies kann insbesondere dann ausgenutzt werden, wenn etwa eine Kompression in Längsrichtung gewünscht wird. Hierbei ist der Marknagel zusätzlich durch Recken in Längsrichtung vorgeformt und kann an seinen Enden beispielsweise ausfahrbare oder aufgesetzte Verankerungsteile aufweisen. Die Verankerung an den Enden wird nach Einbringung zunächst ausgelöst und erst anschließend durch Erwärmung im mittleren Bereich die Längskompression erzeugt. Ähnliche Vorteile können auch mit Marknägeln erreicht werden, die in einem der Zustände eine überlappende Anordnung der Marknagelwände aufweisen.But it is also possible to heat the intramedullary nail only partially along its length, so that the memory effect is only used in very specific places. This can be used in particular when about a compression in the longitudinal direction is desired. Here, the intramedullary nail is also stretched preformed in the longitudinal direction and can, for example, extendable or attached anchoring parts at its ends exhibit. The anchoring at the ends is first released after introduction and only Then the longitudinal compression is generated by heating in the central area. Similar advantages can also be achieved with intramedullary nails which, in one of the states, have an overlapping arrangement of the Have intramedullary nail walls.

Hierzu 8 Blatt ZeichnungenIn addition 8 sheets of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Marknagel, der in lange Röhrenknochen längs der Markhöhle eingeführt und zur Fixierung von Frakturstellen verwendet wird, bestehend aus einem rohrförmigen Hohlkörper aus einer Ni-Ti-Legierung, die aufgrund von Gefügeumwandlungen ihre Form bei Wärmezufuhr bleibend verändert, wobei der Marknagel entsprechend seiner plastischen Vorverformung unter Ausnutzung des Memoryeffektes in Abhängigkeit von der Temperatur jeweils einen von zwei möglichen Formzuständen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Formzustände durch verschiedene Radien (r\, r) des jeweils kleinsten, den Querschnitt des Marknagels umhüllenden Kreises (10,10') unterscheiden und daß der Marknagel einen vieleckigen, mindestens aber viereckigen, stern-, mäander- oder kissenförmigen Querschnitt mit konkav oder eben geformten Außenwänden (1) besitzt, der nach Über- bzw. Unterschreiten der den Memoryeffekt auslösenden Temperatur in einen kreisförmigen Querschnitt oder einen vieleckigen Querschnitt mit konkaven Außenwänden geringerer Krümmung (go) aufweitbar ist.1. Intramedullary nail, which is inserted into long tubular bones along the medullary cavity and used to fix fracture sites, consisting of a tubular hollow body made of a Ni-Ti alloy, which changes its shape permanently due to structural transformations when heat is supplied, whereby the intramedullary nail according to its plasticity Pre-deformation using the memory effect, depending on the temperature, has one of two possible shape states, characterized in that the shape states are defined by different radii (r \, r) of the smallest circle (10, 10 ') enveloping the cross-section of the intramedullary nail. distinguish and that the intramedullary nail has a polygonal, but at least square, star, meander or pillow-shaped cross-section with concave or flat outer walls (1), which after exceeding or falling below the temperature triggering the memory effect in a circular cross-section or a polygonal Cross section with concave outer walls n less curvature (go) is expandable. 2. Marknagel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen doppelwandigen Aufbau.2. intramedullary nail according to claim 1, characterized by a double-walled structure. 3. Marknagel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den durch die Marknagelwand gebildeten inneren Hohlraum oder zwischen die Doppelwände des Marknagels ein Formteil (14) eingeschoben ist.3. intramedullary nail according to claim 1 or 2, characterized in that in the through the intramedullary nail wall formed inner cavity or a molded part (14) between the double walls of the intramedullary nail is inserted. 4. Marknagel nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch geschlossene Hohlräume, die über einen Anschluß mit gasförmigen und/oder flüssigen Körpern gefüllt oder durchströmt werden können.4. intramedullary nail according to claim 3, characterized by closed cavities that have a Connection with gaseous and / or liquid bodies can be filled or flowed through. 5. Marknagel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Marknagelspitze (6, 7) eine axiale, verschließbare öffnung zur Aufnahme eines Führungskörpers (4) für den Nagel aufweist.5. intramedullary nail according to claim 1, characterized in that the intramedullary nail tip (6, 7) has an axial, has closable opening for receiving a guide body (4) for the nail. 6. Marknagel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (4) ein Spieß ist, der auf seiner Spitze einen aufgesteckten Kunststoffkonus (5, 8) trägt, mit dem beim Herausziehen des Führungskörpers (4) die Öffnung im Marknagel verschließbar ist.6. intramedullary nail according to claim 5, characterized in that the guide body (4) is a skewer, which has an attached plastic cone (5, 8) on its tip, with which when it is pulled out of the guide body (4), the opening in the intramedullary nail can be closed. 7. Marknagel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt konkaven Außenwände ein feines, unregelmäßiges Wellenprofil besitzen, das durch auf die Außenwände aufgebrachte Blech- oder Drahtrundteile (3) gebildet wird.7. intramedullary nail according to claim 1, characterized in that the outer walls concave in cross section have a fine, irregular wave profile, which is applied by on the outer walls Sheet metal or round wire parts (3) is formed. 8. Marknagel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Marknagelkanten (2) materialverstärkt sind.8. intramedullary nail according to one of claims 1 to 7, characterized in that the intramedullary nail edges (2) are material-reinforced.
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