DE3914164C1 - - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Osteosyntheseplatte mit den Merkmalen, die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 ange geben sind.The invention relates to an osteosynthesis plate with the Features in the preamble of claim 1 are given.
Osteosyntheseplatten werden herkömmlich aus Metall ge fertigt, um die hohen, zum Zusammenhalten von Knochen fragmenten notwendigen Kräfte formstabil aufnehmen zu können und gleichzeitig die notwendige Kompatibilität mit dem Körpergewebe zu gewährleisten. Aufgrund der Formstabilität dieser metallischen Osteosyntheseplatten ist es schwierig, diese an die jeweilige Knochenform anzupassen.Osteosynthesis plates are conventionally made of metal manufactures to the high, to hold bones together to absorb fragments of the necessary forces can and at the same time the necessary compatibility to ensure with the body tissue. Due to the Dimensional stability of these metallic osteosynthesis plates it is difficult to match this to the particular bone shape adapt.
Es ist bereits bekannt, Osteosyntheseplatten aus thermo plastischem, faserverstärktem Kunststoffmaterial herzu stellen und diese Osteosyntheseplatten vor dem Anlegen an die Körperfragmente durch Erwärmung zu erweichen, so daß die Osteosyntheseplatten an die jeweilige Knochen kontur angeformt werden könnten (DE 32 40 468 A1).It is already known to make osteosynthesis plates from thermo plastic, fiber-reinforced plastic material and place these osteosynthesis plates before putting on to soften the body fragments by warming, so that the osteosynthesis plates attached to the respective bones contour could be formed (DE 32 40 468 A1).
Es ist auch bekannt, Knochenplatten durch Fasern zu ver stärken, die entweder in Wirrlage in eine Kunststoff matrix eingebettet sind oder die parallel zum Längsrand verlaufend in unterschiedlicher Konzentration in der Matrix angeordnet sind (EP 00 13 862 A1).It is also known to ver bone plates through fibers strengthen that either in confusion in a plastic embedded in the matrix or parallel to the longitudinal edge running in different concentrations in the matrix are arranged (EP 00 13 862 A1).
Es ist Aufgabe der Erfindung, Osteosynthesplatten der ein gangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß sie trotz der Verwendung von Kunststoffmaterial die notwendigen Festig keitseigenschaften zeigen.It is an object of the invention to provide the osteosynthesis plates gangs described in such a way that despite the Using plastic material the necessary strength show properties.
Dies wird bei einer Osteosyntheseplatte der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.With an osteosynthesis plate, this becomes the one in the preamble of claim 1 described type according to the invention by the characterizing features of claim 1 solved.
Ein solcher Verlauf der Verstärkungsfasern hat sich als be sonders günstig herausgestellt, insbesondere wird durch den wellenförmigen Verlauf erreicht, daß die Fasern im Randbe reich der Durchstecköffnungen zumindest bereichsweise im wesentlichen längs der Kante dieser Öffnung verlaufen, d.h. die Durchstecköffnungen werden von den Verstärkungsfasern über einen größeren Umfangsbereich umgeben.Such a course of the reinforcing fibers has proven to be is particularly favorable, in particular by the undulating course achieved that the fibers in the edge range of through openings at least in some areas run substantially along the edge of this opening, i.e. the push-through openings are covered by the reinforcing fibers surround a larger peripheral area.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist dabei vor gesehen, daß die wellenförmig verlegten Fasern zwischen be nachbarten Durchstecköffnungen hin- und herlaufen und daß sich auf gegenüberliegenden Seiten der Durchstecköffnungen angeordnete Fasern zwischen benachbarten Durchstecköffnungen überkreuzen. Es werden also Faserbündel wellenförmig und gegensinnig verlaufend verlegt, wobei sich in den Ausbauchungs bereichen Durchstecköffnungen befinden, während die Über kreuzungspunkte dieser gegenläufig verlaufenden Faserbündel zwischen Durckstecköffnungen angeordnet sind. In a first preferred embodiment there is seen that the wavy fibers between be neighboring through openings run back and forth and that on opposite sides of the push-through openings arranged fibers between adjacent through openings cross over. So fiber bundles are wavy and laid in opposite directions, being in the bulge areas through openings are located while the over Crossing points of these fiber bundles running in opposite directions are arranged between push-in openings.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekenn zeichnet, daß wellenförmig verlegte Fasern im mittleren Teil der Osteosyntheseplatte zwischen den randnahen Bereichen mit gleicher Wellenform in Längsrichtung der Osteosyntheseplatte gegeneinander versetzt verlegt sind, vorzugsweise sind dabei die wellenförmig verlegten Fasern in Längsrichtung gleich mäßig über die Länge der Osteosyntheseplatte verteilt. Damit ergibt sich eine vollständig gleichmäßige Belegung des mitt leren Teils der Osteosyntheseplatte, wobei an jeder Stelle der Osteosyntheseplatte sich überkreuzende Fasern vorgesehen sind. Es ist daher bei Osteosyntheseplatten dieser Art ohne weiteres möglich, die Durchstecköffnungen nachträglich in das volle Material einzubringen, da die Durchstecköffnungen in jeder Position von den Verstärkungsfasern partiell umgeben werden, so daß sich im Bereich um die Durchstecköffnungen herum eine optimale Verstärkung ergibt.Another preferred embodiment is characterized in that wavy fibers in the central part of the osteosynthesis plate between the regions near the edge are offset with the same waveform in the longitudinal direction of the osteosynthesis plate, preferably the wavy fibers in the longitudinal direction are evenly uniform over the length of the osteosynthesis plate distributed. This results in a completely uniform occupancy of the middle part of the osteosynthesis plate, with crossing fibers being provided at every point of the osteosynthesis plate. It is therefore easily possible with osteosynthesis plates of this type to subsequently insert the push-through openings into the full material, since the push-through openings are partially surrounded by the reinforcing fibers in every position, so that there is optimal reinforcement in the area around the push-through openings.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Osteosynthese platte ergibt sich, wenn diese eine formkonstante, obere Platte bildet, mit der eine knochenseitig angeordnete Zwischen lage aus thermoplastischem Kunststoffmaterial verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Osteosyntheseplatte also zwei lagig aufgebaut, eine äußere Decklage ist formstabil ausge bildet, während eine thermoplastische Zwischenlage eine ge naue Anpassung der Knochenplatte an die Knochenkontur erlaubt. A particularly advantageous embodiment of an osteosynthesis plate results if this has a shape-constant, upper Forms plate with which an intermediate bone is arranged layer is connected from thermoplastic material. In this embodiment, the osteosynthesis plate is therefore two built up in layers, an outer cover layer is dimensionally stable forms a ge during a thermoplastic liner precise adjustment of the bone plate to the bone contour allowed.
In allen Fällen ist es günstig, wenn die Osteosyntheseplatte in Längsrichtung als Endlosmaterial ausgebildet ist. Der Operateur kann dann vor der Operation von diesem Endlos material eine Osteosyntheseplatte der gewünschten Länge abschneiden, beispielsweise mittels einer geeigneten Schlag schere, so daß die Lagerhaltung wesentlich vereinfacht wird.In all cases, it is beneficial if the osteosynthesis plate is formed in the longitudinal direction as a continuous material. The The surgeon can then endlessly before this operation material an osteosynthesis plate of the desired length cut off, for example with a suitable punch scissors, so that the inventory is significantly simplified.
Der thermoplastische Kunststoff kann ein modifiziertes Methacrylat sein, vorzugsweise ein Polyethylmethacrylat, welches die Eigenschaft hat, bei einer Temperatur zu er weichen, die relativ geringfügig über der Körpertemperatur liegt, beispielsweise in der Größenordnung von 50 bis 60°C. Diese geringe Temperaturerhöhung läßt sich am Knochen selbst erreichen, ohne daß das anliegende Gewebe ernsthaft geschädigt wird, so daß die Anpassung der Form der Osteosytheseplatte am Anlageort selbst erfolgen kann.The thermoplastic can be a modified Be methacrylate, preferably a polyethyl methacrylate, which has the property of being at a temperature soft, which is relatively slightly above body temperature lies, for example in the order of 50 to 60 ° C. This slight increase in temperature can be seen on the bone itself reach without seriously damaging the surrounding tissue is so that the adaptation of the shape of the osteosythesis plate can take place at the investment location itself.
Die Verstärkungsfasern bestehen vorzugsweise aus Kohlenstoff fasern. The reinforcing fibers are preferably made of carbon fibers.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt:The following description of preferred embodiments the invention serves in connection with the drawing the detailed explanation. It shows:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer an die Knochenkontur angepaßten Osteosyntheseplatte; Fig. 1 is a side view of a bone is adapted to the contour the osteosynthesis plate;
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungs beispiel einer Osteosyntheseplatte gemäß der Darstellung der Fig. 1; Figure 2 is a plan view of a first embodiment example of an osteosynthesis plate as shown in FIG. 1.
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der Fig. 2 bei einem anderen Ausführungsbeispiel einer Osteo syntheseplatte; Fig. 3 is a view similar to Figure 2 in another embodiment of an osteosynthesis plate.
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1 einer zwei lagig ausgebildeten Osteosyntheseplatte mit einer thermoplastischen Zwischenlage zur Anpassung an die Knochenkontur. Fig. 4 is a view similar to Fig. 1 of a two-ply formed osteosynthesis plate with a thermoplastic intermediate layer for adaptation to the bone contour.
In Fig. 1 sind zwei Knochenfragmente 1 und 2 dargestellt, die längs einer Bruchlinie 3 voneinander getrennt sind und so angeordnet sind, daß sie längs der Bruchlinie 3 zusammen heilen können. Zu diesem Zweck sind beide Knochenfragmente 1 und 2 über eine die Bruchlinie 3 überquerende Osteosynthese- oder Knochenplatte 4 miteinander verbunden, die in ihrer Kontur an die Außenkontur der Knochenfragmente 1 und 2 form schlüssig angepaßt ist. Die Osteosyntheseplatte 4 ist an den Knochenfragmenten 1 und 2 durch Knochenschrauben 5 festgelegt, welche Durchstecköffnungen in der Osteosyntheseplatte 4 durch setzen und in die Knochenfragmente 1 und 2 eingeschraubt sind.In Fig. 1, two bone fragments 1 and 2 are shown, which are separated from one another along a fracture line 3 and are arranged so that they can heal together along the fracture line 3 . For this purpose, both bone fragments 1 and 2 are connected to one another via an osteosynthesis or bone plate 4 crossing the fracture line 3 , the contour of which is matched to the outer contour of the bone fragments 1 and 2 in a form-fitting manner. The osteosynthesis plate 4 is fixed to the bone fragments 1 and 2 by means of bone screws 5 , which push through openings in the osteosynthesis plate 4 and are screwed into the bone fragments 1 and 2 .
Die Osteosyntheseplatte 4 ist länglich und streifenförmig ausgebildet und besteht aus einem thermoplastischen Kunst stoffmaterial, z.B. aus einem modifizierten Methacrylat, insbesondere einem Polyethylmethacrylat. Dieses Material ist so eingestellt, daß es bei Körpertemperatur, also z.B. bei 40°C formstabil ist, während es bei einer Temperatur oberhalb dieser Temperatur, also beispielsweise im Bereich um etwa 50°C weich und verformbar wird, so daß die Osteo sytheseplatte bei Erreichen dieser Temperatur an die Knochenkontur angepaßt werden kann.The osteosynthesis plate 4 is elongated and strip-shaped and consists of a thermoplastic material, for example from a modified methacrylate, in particular a polyethyl methacrylate. This material is adjusted so that it is dimensionally stable at body temperature, for example at 40 ° C, while it becomes soft and deformable at a temperature above this temperature, for example in the range around 50 ° C, so that the osteo-sythesis plate is reached when it is reached this temperature can be adapted to the bone contour.
Zur Erhöhung der Festigkeit der Osteosyntheseplatte 4 sind in das thermoplastische Kunststoffmaterial Fasern 6 ein gebettet, die als Endlosfasern ausgebildet sind. In den den Längsrändern 7 benachbarten Bereichen verlaufen diese Fasern 6 parallel zu den Längsrändern 7 und erstrecken sich über die gesamte Länge der Osteosyntheseplatte, während in dem mittleren Bereich 8 zwischen den Längsrändern 7 bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wellenförmig verlaufende Fasern verlegt sind, die unterschiedlich weit und nach unterschiedlichen Seiten ausgebaucht sind und die sich in gemeinsamen Kreuzungspunkten 8 überschneiden. Es ergeben sich dadurch zwischen den Kreuzungspunkten 8 in den Ausbauchungsbereichen 9 Gebiete, in denen Durchstecköffnungen 10 so angeordnet sein können, daß sie beidseitig von den Aus bauchungen der Fasern 6 umschlossen werden (Fig. 2). Eine solche Anordnung führt zu einer besonders zuverlässigen Ver stärkung im Randbereich der Durchstecköffnungen und gibt der gesamten Osteosyntheseplatte 4 die zum dauerhaften Zu sammenhalten der Knochenfragmente 1 und 2 notwendige Festig keit.To increase the strength of the osteosynthesis plate 4 fibers 6 are embedded in the thermoplastic material, which are designed as continuous fibers. Add to the longitudinal edges 7 adjacent regions extend these fibers 6 parallel to the longitudinal edges 7 and extending over the entire length of the osteosynthesis plate, while in the central portion 8 at the undulating fibers are routed between the longitudinal edges 7 in Fig. 2 illustrated embodiment, which bulge to different extents and to different sides and which overlap at common crossing points 8 . This results in between the intersection points 8 in the bulging areas 9 areas in which through openings 10 can be arranged so that they are enclosed on both sides by the bulges of the fibers 6 ( Fig. 2). Such an arrangement leads to a particularly reliable reinforcement in the edge region of the push-through openings and gives the entire osteosynthesis plate 4 the strength required to hold together the bone fragments 1 and 2 .
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die Fasern selbst im Bereich zwischen den Längsrändern 7 auch wellenförmig verlegt, jedoch in diesem Falle nicht durch gemeinsame Kreuzungspunkte geführt, sondern alle Fasern zeigen denselben Wellenverlauf, wobei die durch die verschiedenen Fasern gebildeten Wellen in Längsrichtung der Osteosynthese platte 4 gegeneinander verschoben sind, bei dem Ausführungs beispiel der Fig. 3 so, daß eine gleichmäßige Faserbelegung im Bereich zwischen den Längsrändern 7 entsteht. Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Durchstecköffnung 10 an be liebiger Stelle im mittleren Teil der Osteosyntheseplatte 4 anzuordnen, beispielsweise auch durch nachträgliches Bohren, wobei jede Durchstecköffnung in gleicher Weise umfangseitig von Fasern umschlossen wird, die Randbereiche der Durch stecköffnungen verstärken. In a modified embodiment according to FIG. 3, the fibers themselves are also laid in a wave shape in the area between the longitudinal edges 7 , but in this case they are not guided through common crossing points, but all fibers show the same wave shape, the waves formed by the different fibers in the longitudinal direction of the Osteosynthesis plate 4 are shifted against each other, in the embodiment example of FIG. 3 so that a uniform fiber occupancy in the area between the longitudinal edges 7 arises. With this arrangement, it is possible to arrange the push-through opening 10 at any point in the central part of the osteosynthesis plate 4 , for example also by subsequent drilling, each push-through opening being surrounded on the circumferential side in the same way by fibers which reinforce the edge regions of the push-through openings.
Die Osteosyntheseplatten 4 werden vorzugsweise aus Endlos material hergestellt, so daß der Chirurg beim Anpassen einer Knochenplatte die Knochenplatte mit der gewünschten Länge von dem Endlosmaterial abschneiden kann, beispielsweise mittels einer geeigneten Schlagschere.The osteosynthesis plates 4 are preferably made of continuous material, so that the surgeon can cut the bone plate with the desired length from the continuous material when adapting a bone plate, for example by means of suitable guillotine shears.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist die Osteosynthese platte 14 zweilagig ausgebildet, sie umfaßt nämlich eine form stabile, obere Platte 11 und eine mit dieser verbundene, aus thermoplatischem Kunststoffmaterial bestehende Zwischenlage 12. Die obere Platte 11 besteht aus einem formstabilen Kunststoff, der zusätzlich mit Fasern 13 verstärkt ist. Die Faserverstär kung der äußeren Platte 11 ist dabei in ähnlicher Weise ausge bildet wie dies anhand der Fig. 2 und 3 oben erläutert worden ist. Das dann verwendete Kunststoffmaterial ist so ausgebil det, daß es sich bei den Erweichungstemperaturen der Zwischen lagen nicht verformen läßt, es kann sich beispielsweise um ein duroplastisches Kunststoffmaterial handeln oder ein thermo plastisches Kunststoffmaterial mit einer wesentlich höheren Er weichungstemperatur.In the embodiment of FIG. 4, the osteosynthesis plate 14 is formed in two layers, namely it comprises a dimensionally stable, upper plate 11 and an intermediate layer 12 made of thermoplastic plastic material connected to it. The upper plate 11 consists of a dimensionally stable plastic, which is additionally reinforced with fibers 13 . The fiber reinforcement of the outer plate 11 is formed in a similar manner as has been explained with reference to FIGS . 2 and 3 above. The plastic material then used is so ausgebil det that it can not deform at the softening temperatures of the intermediate layers, it can be, for example, a thermosetting plastic material or a thermoplastic material with a much higher softening temperature.
Die Zwischenlage 12 ist aus einem thermoplastischen Kunst stoffmaterial gebildet, welches sich bei einer Temperatur erweichen läßt, die knapp oberhalb der Körpertemperatur liegt, also beispielsweise bei einer Temperatur um 50°C. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 kann das dabei verwendete Material ein modifiziertes Methacrylat sein. The intermediate layer 12 is made of a thermoplastic synthetic material, which can be softened at a temperature that is just above the body temperature, for example at a temperature around 50 ° C. As in the embodiment of FIGS. 1 to 3, the material used can be a modified methacrylate.
Das thermoplastische Kunststoffmaterial der Zwischenlage wird zum Anpassen dieser zweilagigen Osteosyntheseplatte an die Kontur der Knochenfragmente 1 und 2 erwärmt, so daß beim Anlegen der Knochenplatte an die Knochenfragmente das dann verformbare Kunststoffmaterial der Zwischenlage formschlüssig an der Außenkontur der Fragmente anliegt, während die obere Platte 11 bei dieser Anpassung formstabil bleibt.The thermoplastic plastic material of the intermediate layer is heated to adapt this two-layer osteosynthesis plate to the contour of the bone fragments 1 and 2 , so that when the bone plate is placed on the bone fragments, the then deformable plastic material of the intermediate layer fits positively on the outer contour of the fragments, while the upper plate 11 this adaptation remains dimensionally stable.
Auch die beschriebene zweilagige Osteosyntheseplatte kann als Endlosmaterial hergestellt und dann vom Chirurgen auf die ge wünschte Länge abgeschnitten werden.The described two-layer osteosynthesis plate can also be used as Continuous material produced and then by the surgeon on the ge cut the desired length.
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