BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Knochenschraube, insb. eine Kleinfragtnentschraube, mit einem Schraubenkopf, der einen Schlitz zum Einstecken eines Schraubendrehers besitzt.
Knochenschrauben werden für die Osteosynthese entweder in Verbindung mit Knochenplatten oder einzeln verwendet. Kleinfragmentschrauben werden vor allem als sogenannte Corticalis-Schrauben bei Schädelverletzungen nach Unfällen und bei gesichts- und kieferorthopädischen Operationen, in der Handchirurgie sowie gegebenenfalls mit veränderten Dimensionen auch in anderen Bereichen eingesetzt.
Die bisher verwendeten Knochenschrauben bestehen vorwiegend aus sogenanntem Implantatstahl, einem Edelstahl spezieller Legierung. Die Gewebeverträglichkeit von Implantaten aus Edelstahl selbst bei hochglanzpolierter Oberfläche ist nur bedingt gut. Fremdkörperreaktionen mit Edelstahlimplantaten können nicht ausgeschlossen werden.
Im Falle von Entzündungen des umgebenden Gewebebereiches müssen solche Implantate nachträglich entfernt werden.
Mit der Erfindung soll eine Knochenschraube besserer Gewebeverträglichkeit vorgeschlagen werden, so dass sie als Implantat im menschlichen Körper auf Dauer verbleiben kann und nicht wieder entfernt werden muss.
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gemäss vorliegender Erfindung gelöst.
Nach dem ersten Merkmal wird als Implantatmaterial verdichtetes Rein-Titan vorgeschlagen.
Die Verwendung von Rein-Titan, dessen Reinheitsgrad bei 99,6% liegt, als Implantatmaterial ist an sich, z.B. für künstliche Gelenke, bekannt. Es hat eine hervorragende Gewebeverträglichkeit, so dass Fremdkörperreaktionen und Gewebeinfektionen nach Verwendung derartiger Materialien nicht auftreten.
Dennoch wurde bisher Rein-Titan wegen seiner geringeren Festigkeit verglichen mit Edelstahl für Knochenschrauben, insb. Kleinfragmentschrauben, nicht verwendet. Die zum sicheren Eindrehen üblichen und bei Knochenschrauben bewährten Kreuzschlitzköpfe sind nämlich für Schrauben aus Titan weniger geeignet, da wegen des weniger belastbaren Materiales die Gefahr besteht, dass die Viertelsegmen- te des Schraubenkopfes beim Anziehen vom Schraubendreher abgeschert werden.
Um diese Gefahr bei einer erfindungsgemäss aus Titan bestehenden Schraube zu umgehen, wird nach dem weiteren im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmal eine Schraubenkopf- bzw. -schlitzgestaltung vorgeschlagen, welche, verglichen mit einem Kreuzschlitz, zu besserer Belastbarkeit bei gleicher oder besserer Führungseigenschaft führt. Zu diesem Zweck ist der Schlitz, der in herkömmlicher Weise geradlinig quer durch die Mitte des Schraubenkopfes verläuft, mittig mit einem erweiterten und vertieften Zentrierloch versehen.
Die Vertiefung, in die ein entsprechender Zapfen an der Schraubendreherklinge eingreift, verhindert, dass die Schraubendreherklinge seitlich aus dem Schlitz abrutscht.
Damit ergibt sich ein Schraubenkopf mit guten Führungseigenschaften und hoher Belastbarkeit. Auf die Schraube, welche mittels des Zentrierzapfens an der Schraubendreherklinge zentriert und sicher geführt wird, kann gleichzeitig ohne Bruchgefahr axial und radial Druck ausgeübt werden. Die relativ stabilen Halbsegmente zu beiden Seiten des Schlitzes sind in der Lage, die beim Einschrauben auftretenden Drehmomente trotz des weniger belastbaren Titans ohne Schergefahr aufzunehmen.
Die Verwendung von Rein-Titan für die Knochenschraube bietet weitere Vorteile.
Bei der Herstellung oder auch Handhabung der Knochenschraube kann ihre Oberfläche beschädigt werden oder Haarrisse erhalten, die bei aus Implantatstahl bestehenden Schrauben die Gefahr von Fremdkörperreaktion erhöhen.
Solche Beschädigungen oder Haarrisse sind bei aus Rein Titan bestehenden Implantaten zwar auch nicht zu vermeiden. Da jedoch die bei Rein-Titan auftretenden Risse oder Beschädigungen unverzüglich durch eine gewebeverträgliche Oxydschicht verschlossen werden, wird hierdurch die ohnehin hervorragende Gewebeverträglichkeit vom Rein-Titan nicht verschlechtert.
Ferner ermöglicht erst in befriedigender Weise die Verwendung der aus Titanmaterial bestehenden Knochenschrauben eine brauchbare Darstellung im Computer- bzw.
Kernspintomogramm, da das matte Titanmaterial die für die Darstellung erforderliche Strahlung weit weniger reflektiert als herkömmlicher Implantatstahl.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Schraubengewinde der Knochenschraube in einer bei anderen Schrauben an sich bekannten Weise selbstschneidend ausgebildet. Charakteristisch für selbstschneidende Gewinde ist ein relativ steiler Gewindeanstieg. Aus Stabilitätsgründen wird erfindungsgemäss jedoch bei dem selbstschneidenden Gewinde auf die sonst übliche axial verlaufende Spanableitrille verzichtet.
Der Bohrlochdurchmesser soll in diesem Fall dem Kerndurchmesser der Schraube entsprechen. Andererseits ist es natürlich auch möglich, die erfindungsgemässe Schraube in ein mittels eines Gewindeschneiders mit einem Gewinde versehenes Bohrloch einzusetzen.
Anhand der Figuren wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 eine stark vergrösserte, teilweise geschnittene Seitenansicht der Schraube und
Figur 2 eine axiale Aufsicht auf den Kopf der Schraube.
Die Schraube besteht aus einem Schaft 10 mit einem selbstschneidenden Gewinde 12 und einem allgemein mit 14 bezeichneten, extrem flachen Schraubenkopf. In der Schnittfläche 16 ist zu erkennen, dass das Gewinde 12 an der zum Kopf 14 hinweisenden Seite flacher ist als auf der entgegengesetzten Seite.
Der Kopf 14 weist an der Aussenseite einen quer durch seine Mitte verlaufenden geradlinigen Schlitz 18 auf, der in der Mitte des Schraubenkopfes 14 zu einem Zentrierloch 20 erweitert und vertieft ist. Das Zentrierloch ist im wesentlichen zylindrisch und weist einen flachen kegelstumpfförini- gen Boden 22 auf. Grössenordnungsmässig ist der Durchmesser und die Tiefe des Zentrierloches 20 etwa doppelt so gross wie die Breite und Tiefe des Schlitzes 18. Dadurch ergibt sich auch eine sehr sichere Festlegung eines entsprechenden Schraubendrehers. Trotz der sehr flachen Ausbildung des Schraubenkopfes 14 sind die zu beiden Seiten des Schlitzes 18 entstehenden Halbsegmente 24 und 26 stabil genug, um trotz des verhältnismässig weichen Materiales Titan auch stärkeren, an den Flanken des Schlitzes 18 angreifenden Scherkräften zu widerstehen.
DESCRIPTION
The invention relates to a bone screw, in particular a small screw, with a screw head which has a slot for inserting a screwdriver.
Bone screws are used for osteosynthesis either in conjunction with bone plates or individually. Small fragment screws are mainly used as so-called cortical screws for skull injuries after accidents and for facial and orthodontic operations, in hand surgery and, if necessary, with changed dimensions in other areas.
The bone screws used so far mainly consist of so-called implant steel, a stainless steel of a special alloy. The tissue compatibility of implants made of stainless steel is only conditionally good, even with a highly polished surface. Foreign body reactions with stainless steel implants cannot be excluded.
In the event of inflammation of the surrounding tissue area, such implants must be removed subsequently.
The invention is intended to propose a bone screw with better tissue compatibility, so that it can remain in the human body as an implant in the long run and does not have to be removed again.
This object is achieved with the features mentioned in claim 1 according to the present invention.
According to the first feature, compressed pure titanium is proposed as the implant material.
The use of pure titanium, the degree of purity of which is 99.6%, as an implant material is in itself, e.g. known for artificial joints. It has excellent tissue compatibility so that foreign body reactions and tissue infections do not occur after using such materials.
Nevertheless, pure titanium has not been used for bone screws, especially small fragment screws, because of its lower strength compared to stainless steel. The cross-head heads that are customary for secure screwing in and have been tried and tested for bone screws are less suitable for screws made of titanium, since the less resilient material means that the quarter segments of the screw head are sheared off when the screwdriver is tightened.
In order to avoid this danger in the case of a screw made of titanium according to the invention, a screw head or slot design is proposed according to the further feature specified in patent claim 1, which, compared to a cross slot, leads to better resilience with the same or better guiding properties. For this purpose, the slot, which runs straight across the middle of the screw head in a conventional manner, is provided in the center with an enlarged and recessed centering hole.
The recess, into which a corresponding pin engages on the screwdriver blade, prevents the screwdriver blade from slipping out of the slot at the side.
This results in a screw head with good guiding properties and high resilience. Axial and radial pressure can be exerted simultaneously on the screw, which is centered and securely guided on the screwdriver blade by means of the centering pin. The relatively stable half segments on both sides of the slot are able to absorb the torques that occur when screwing in, despite the less resilient titanium, without the risk of shear.
The use of pure titanium for the bone screw offers further advantages.
During the manufacture or handling of the bone screw, its surface can be damaged or hairline cracks, which increase the risk of foreign body reactions in screws made of implant steel.
Such damage or hairline cracks cannot be avoided with implants made of pure titanium. However, since the cracks or damage that occur with pure titanium are immediately sealed by a tissue-compatible oxide layer, the excellent tissue compatibility of pure titanium is not impaired in this way.
Furthermore, it is only in a satisfactory manner that the use of the bone screws made of titanium material enables a usable representation in the computer or
Magnetic resonance tomogram, since the matt titanium material reflects the radiation required for imaging far less than conventional implant steel.
In an advantageous embodiment, the screw thread of the bone screw is self-tapping in a manner known per se for other screws. A relatively steep thread rise is characteristic of self-tapping threads. For reasons of stability, however, the otherwise customary axially extending chip removal groove is dispensed with in the self-tapping thread.
In this case, the hole diameter should correspond to the core diameter of the screw. On the other hand, it is of course also possible to insert the screw according to the invention into a borehole provided with a thread by means of a tap.
A preferred exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the figures. It shows
Figure 1 is a greatly enlarged, partially sectioned side view of the screw and
Figure 2 is an axial plan view of the head of the screw.
The screw consists of a shaft 10 with a self-tapping thread 12 and an extremely flat screw head, generally designated 14. It can be seen in the cut surface 16 that the thread 12 on the side pointing towards the head 14 is flatter than on the opposite side.
The head 14 has on the outside a straight slot 18 extending through its center, which is expanded and deepened in the center of the screw head 14 to form a centering hole 20. The centering hole is essentially cylindrical and has a flat truncated cone-shaped base 22. The diameter and the depth of the centering hole 20 are approximately twice as large as the width and depth of the slot 18. This also results in a very secure fixing of a corresponding screwdriver. Despite the very flat design of the screw head 14, the half segments 24 and 26 that are formed on both sides of the slot 18 are stable enough to withstand stronger shear forces acting on the flanks of the slot 18 despite the relatively soft titanium material.