CN110996821B - 骨螺钉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种骨移植物，其由皮质骨材料制成，该骨移植物包括螺钉杆以及用于引入旋入力矩的螺钉头，螺钉杆设有外螺纹，根据本发明提出，螺钉头包括围绕螺钉头轴线旋转对称的外周面以及用于接纳旋入工具的至少两个凹部，所述外周面设有外螺纹，所述至少两个凹部围绕螺钉头轴线分布地设置、沿螺钉头轴线的方向轴向延伸并且通到螺钉头的自由端部的端面中，所述凹部分别通过从外周面朝向螺钉头轴线延伸的侧面形成，所述侧面在靠近轴线的面区段中过渡到彼此中。基于螺钉头的根据本发明的实施方式，优化了旋入力矩的引入并且能够实现新的外科应用领域、例如在髓内夹板固定中的新的外科应用领域、关节镜的插入和移植物深地沉入到支撑骨中。

Description

骨螺钉

技术领域

本发明涉及一种由皮质骨材料制成的骨移植物，其包括螺钉杆以及用于引入旋入力矩的螺钉头，所述螺钉杆设有外螺纹。

背景技术

用于外科手术骨接合的螺钉常规地由金属或金属合金制造。此外，已知由可吸收的材料、例如聚乙交酯和聚丙交酯制成的螺钉。但是这种螺钉在外科的实践中具有多个缺点。例如由金属或金属合金制成的螺钉必须一方面再次通过二次手术去除，并且另一方面由于腐蚀发生变化。因此，提高了健康系统中的成本以及提高了对于每个病人而言由于再次手术的健康风险。在大多骨折中，手术治疗以板和大量螺钉进行，之后必须又去除所述板和螺钉。

在人或动物的身体中的所有可吸收的材料虽然根据材料又形成待骨接合的骨之间的或多或少固定的桥部，但被分解，这不利地影响相关的骨的骨接合的强度。此外，一些可吸收的合成材料在其分解期间导致在周围的骨中大的骨质溶解，即导致接收者骨从螺钉偏移离开。

而由同种异体骨(股骨和胫骨皮质)制成的螺钉具有多个优点。它们没有排斥反应地血管化和重建，并且特别是适合用于在小的骨碎块必须拼合在一起的地方的骨接合，因为通过螺钉已经在手术时产生支承的骨桥，所述骨桥从手术的时刻改善，其方式是：其重建并且完全集成和嵌入到活骨中。具有3-4mm直径的螺钉大约在2个月内完全以血管生长。这些骨螺钉因此也可以称为骨移植物。与此相反，金属螺钉更确切地说是骨再生的阻碍，尤其是金属螺钉仅凭其存在就减少可供使用的表面，所述表面存在用于骨愈合。可分解的材料又在手术的时刻具有其最大的强度。对于其适用与金属螺钉相同的缺点，此外一旦分解过程开始，强度快速减小，由此，待骨接合的骨位置至少暂时又遭受削弱。

此外，在由同种异体骨制成的骨螺钉中取消用于去除骨接合材料的二次手术，因为所述骨完全转变为自身的骨(不是再吸收！)。因此，对于病人减少手术风险，对于健康系统强制地减少成本。同种异体骨制成的螺钉在使用成像方法时也不干扰，这不像金属螺钉，所述金属螺钉在MRI和CT中留下干扰的伪影。复查也无问题地实现，并且允许较好地评估治疗效果。因此，骨材料制成的螺钉也适合于完全沉入骨中，例如也在将螺钉在髓内放置在例如管状骨的骨髓腔内的范围中。

当然在外科的实践中使用由同种异体骨制成的螺钉时必须注意，其关于旋入阻力和强度显著与金属螺钉不同。因为由同种异体骨制成的螺钉由同种异体的、人的皮质获得，所以不能期待，能够容易地转用如由金属的螺钉已知的对于螺纹形状、旋入阻力或强度的认识。由自体同源的或同种异体的骨制成的螺钉至今在外科的实践中还不使用的原因实际上也在这里。

此外证明可行的是，在由皮质骨材料制成的螺钉中，与拉伸或压缩螺钉难度不同地尤其是制造有自攻螺纹。所述拉伸或压缩螺钉在拧入的过程中将两个待连接的骨部彼此拉紧。手术医生为此将螺钉装入预制的孔中，所述螺钉以有利的方式具有自攻螺纹，其中，所述螺钉在穿透通过第一骨部并且进入第二骨部中之后将两个骨部彼此压紧。如果所述螺钉不具有自攻螺纹，则首先必须将螺纹预切割到预制的孔中，然后螺钉可以旋入。由骨材料制成的螺钉的应用至少也因此至今还尚未广泛传播，因为尤其是带有自攻螺纹的拉伸或压缩螺钉的制造被认为是不可能的，因为不能确保需要的旋入力矩。

发明内容

因此本发明的目的是，改善由皮质的骨制成的螺钉，使得增大最大可能的旋入力矩并且达到骨连接的优化的强度。尤其是应该使这些应用例如拉伸或压缩螺钉的制造或髓内夹板固定的制造变得容易。

这些目的通过根据本发明的由皮质骨材料制成的骨移植物实现，该骨移植物包括设有螺纹的螺钉杆以及用于引入旋入力矩的螺钉头。根据本发明在这里提出，螺钉头具有围绕螺钉头轴线旋转对称的外周面和用于接纳旋入工具的轴向伸出的突起部的至少两个凹部，所述外周面设有外螺纹，所述至少两个凹部围绕螺钉头轴线分布地设置、沿螺钉头轴线的方向轴向延伸并且通到螺钉头的自由端部的端面中，其中，所述凹部分别通过从外周面朝向螺钉头轴线延伸的侧面形成，所述侧面在靠近轴线的面区段中过渡到彼此中，所述凹部的从外周面朝向螺钉头轴线延伸的侧面凸地实施并且靠近轴线的面区段凹地实施。

因此，根据本发明，螺钉头也设有外螺纹并且因此有助于骨连接的强度。尤其是螺钉头也可以例如在髓内夹板固定的范围中旋入骨中，而无须被切断。外螺纹仅由根据本发明的设置用于引入旋入力矩的、轴向延伸的凹部中断，所述凹部的侧面从外周面朝向螺钉头轴线的方向延伸并且在靠近轴线的面区段中过渡到彼此中。骨移植物此外无孔并且完全由骨材料制成。因此，尤其是在螺钉头轴线的区域中保留骨材料，仅轴向的凹部铣削到螺钉头的外壳中，所述凹部通到螺钉头的近端的端面中。轴向的凹部的轴向长度在此根据值地至少和在该区域中的螺钉头的直径一样大。旋入工具的轴向的突起部可以在端侧轴向推入所述凹部中。旋入力矩接着施加到所述凹部的侧面上。然而基于螺钉头的根据本发明的实施方式，可以提高最大的旋入力矩，因为螺钉头的强度通过取走最小可能的量的骨材料而被提高。此外，旋入力矩以运动学有利的方式在螺钉头的外部的周边区域中引入。最大的旋入力矩可以以这种方式足够地提高，以便也能够实现骨螺钉作为拉伸或压缩螺钉使用。此外申请人可指出，甚至自攻螺纹用于在海绵质的骨区域中使用的实施方式是可能的并且由皮质骨材料制成的骨螺钉因此能在海绵质的骨中使用，而无须事先在海绵质的骨中预切割螺纹。

旋入力矩可以附加地提高，其方式为：凹部的从外周面朝向螺钉头轴线的方向延伸的侧面凸地实施并且靠近轴线的面区段凹地实施。以这种方式可以增大用于旋入工具的突起部的接触面以及在螺钉头中剩余的骨量。两者提高旋入力矩。此外，由此也在螺钉头区域中增大骨表面并且改善到支撑骨中的向内生长。

此外，为了提高旋入力矩提出，设置四个围绕螺钉头轴线对称分布地设置的凹部。在旋入工具的突起部的轴向导入的过程中，在四个围绕螺钉头轴线对称分布地设置的凹部的情况中，在对于骨螺钉通常在个位数的毫米范围内的直径时，在所述凹部之间剩余的螺钉头区域由旋入工具的突起部包围并且在一定程度上“夹紧”，由此阻止骨材料的折断。

此外，根据一种优选的实施形式提出，所述凹部在其背离端面的轴向的端部上具有如下区域，在所述区域中，凹部的沿径向的方向测量的深度持续减小。如果旋入工具的轴向的突起部轴向导入凹部中，则这些减小深度的区域除了在凹部和突起部之间形成的形锁合之外形成与突起部的摩擦锁合，由此提高耦合力。以这种方式也能够实现螺钉的内窥镜的或关节镜的插入。该实施方式的另一个优点在于，使骨螺钉的制造变得非常容易，因为骨螺钉在制造的过程中必须消毒并且在此经历小的收缩，所述收缩可能影响与旋入工具的形锁合。由于附加的摩擦锁合可以确保高的耦合力，即使骨材料在消毒的过程中已经经历收缩。

为了实施拉伸或压缩螺钉提出，在螺钉杆和螺钉头上延伸的外螺纹具有不同的螺距的两个区段。这两个区段分别处于待连接的骨区域中。由于不同的螺距，在当然对于两个区段相同的确定的旋转角度时，待连接的骨区域彼此压紧。

为了实施具有自攻螺纹的螺钉提出，在螺钉杆和螺钉头上延伸的外螺纹具有带有不同的螺纹外径的两个区段。螺钉头在此处于具有较大的螺纹外径的区域中。在这样的螺钉中，可以在手术骨接合的过程中，首先将用于较大的螺纹外径的核心孔在第一骨部中预制，并且穿过较大的核心孔，将用于较小的螺纹外径的核心孔在应该与第一骨部连接的第二骨部中预制。螺钉现在可以无须事先将螺纹切入相应的核心孔中地以具有较小的螺纹外径的区段穿过用于较大的螺纹外径的核心孔导入，直至其可以旋入第二骨部的核心孔中。接着所述螺钉以其具有较大的螺纹外径的区段旋入第一骨部的核心孔中并且在那里自动切割螺纹。

基于螺钉头的根据本发明的实施方式优化旋入力矩的引入、即优化通过旋入工具施加到螺钉头上的转矩的传递。根据本发明的凹部在此也允许螺钉头外直径与螺钉杆的外直径以及旋入工具的外直径对齐并且由此也能够实现新的外科应用领域、例如在髓内夹板固定或在关节镜的插入中的新的外科应用领域。大的优点此外在于，螺钉移植物可以在每个任意的骨深度中沉入。骨移植物的螺纹外径在此优选处于7.0mm和4.5mm之间。骨移植物的长度在此在圆柱形的实施方式的情况中至少为骨移植物的直径的三倍大并且在骨移植物的截锥形的实施方式的情况中至少为骨移植物的最大的直径的三倍大。

骨移植物可以根据外科的应用圆柱形或截锥形地实施。截锥形的实施方式例如在骨移植物作为丝锚栓的实施方式中是有利的。丝锚栓用于再固定软组织、尤其是用于将肌腱再固定在骨上。医学的丝锚栓通常具有锚栓体，所述锚栓体为了紧固丝锚栓压入骨中。为此，在锚栓体上构成螺纹，从而丝锚栓可拧入骨中。此外，该丝锚栓具有至少一个丝引导部，所述丝引导部作为用于丝的接纳部和引导部起作用，借助所述丝，软组织紧固在丝锚栓上并且因此也紧固在骨上。以常规的方式，在此该丝引导部由横向于丝锚栓的纵轴线延伸的穿通部形成。一个或多个丝这样穿入该穿通部中，使得一个丝的两个端部在穿通部的两个开口处在丝锚栓的周侧的外侧朝向近端引导。常规的丝锚栓在此由钛或可生物吸收的材料如聚丙交酯制成并且在实际的使用中示出大的缺点，尤其是因为骨质溶解的过程和发炎过程。骨质溶解的过程可以导致松开并且最后导致植入物的折断。生物吸收又是长年的过程，其可能伴随有发炎和疼痛。在根据本发明的骨移植物作为丝锚栓的使用中避免了这样的缺点。为此首先提出，螺钉杆在其背离螺钉头的自由端部具有与螺钉头轴线垂直的端面。该背离螺钉头的自由端部因此是螺钉的远侧的端部，所述端部在外科的应用中导入预制的孔中。此外提出，螺钉杆的该相对于螺钉头轴线垂直的端面设有横跨所述端面的槽，所述槽在其对置的侧上分别通到螺钉杆的外周面中。该槽是丝引导部，在作为丝锚栓的外科的应用中，所述丝可以放入所述丝引导部中并且沿着外周面朝向近端地引导，然后骨移植物借助旋入工具旋入预制的孔中。为此，骨移植物在其近端的端部上具有包括用于接纳旋入工具的根据本发明的凹部的螺钉头。

根据本发明的骨移植物可以以类似的方式也作为腱锚栓用于将腱再固定在骨上。在这里根据本发明的骨移植物借助旋入工具旋入预制的孔中，其中，腱端部通过在预制的孔和嵌入的骨移植物之间的摩擦锁合紧固。申请人的首批试验示出该腱锚栓具有相对于常规的腱锚栓占优势的强度。根据本发明的骨移植物为此销形地实施并且因此在近端具有圆柱形的区段，所述区段在远侧过渡到圆锥形的区段中。外螺纹在此至少在圆柱形的区段上延伸。在其近端的端部上，圆柱形的区段具有螺钉头，所述螺钉头包括用于接纳旋入工具的根据本发明的凹部。

附图说明

下面根据实施例借助附图进一步解释本发明。在这里示出：

图1根据本发明的骨移植物的一种实施形式；

图2图1的细节A；

图3沿图2的截面B-B的横截面；

图4根据本发明的骨移植物的另一种实施形式的实施形式；

图5图4的细节A；

图6图4的细节C；

图7沿图5的截面B-B的横截面；

图8用于根据本发明的骨移植物的旋入工具的一种实施形式的侧视图；

图9图8的细节A；以及

图10沿图9的截面B-B的横截面。

具体实施方式

首先说明图1-3，它们示出用于外科手术骨接合的由皮质骨材料制成的骨移植物的第一实施形式。所述骨移植物具有设有外螺纹的圆柱形的螺钉杆1以及用于引入旋入力矩的螺钉头2，该螺钉头也愈合并且无须如常规的螺钉头被切去。该螺钉头2此外具有围绕螺钉头轴线S旋转对称的外周面以及四个用于接纳旋入工具的凹部3，所述外周面同样设有外螺纹，所述四个凹部围绕螺钉头轴线S分布地设置、并且沿螺钉头轴线S的方向轴向地延伸且通到螺钉头2的自由端部的端面中(参看图2和3)。轴向延伸的凹部3分别通过从外周面朝向螺钉头轴线S的方向延伸的侧面4形成，所述侧面在靠近轴线的面区段中过渡到彼此中(参看图3)。所述凹部3在此在其背离端面的轴向的端部上具有如下区域，在所述区域中，所述凹部3的沿径向方向测量的深度持续减小(参看图2)。尤其是由图3可得出，凹部3的从外周面朝向螺钉头轴线S的方向延伸的侧面4凸地实施，并且靠近轴线的面区段凹地实施。

由图1-3得出，具有未改变的螺纹参数的外螺纹不仅在螺钉杆1上而且在螺钉头2上延伸。螺钉头2因此有助于骨连接的强度。尤其是螺钉头2也可以例如在髓内夹板固定的范围中旋入骨中，而无须被切断。外螺纹仅由设置用于引入旋入力矩的、轴向延伸的凹部3中断。在螺钉头轴线S的区域中因此剩余具有核心直径D的骨材料，如在图3中所标绘的，因为仅轴向的凹部3铣削到螺钉头2的外壳中，所述凹部通到螺钉头2的端面中。旋入工具6的轴向的突起部5(参看图8)可以在端侧轴向地推入所述凹部3中。旋入力矩接着施加到凹部3的侧面4上。然而基于螺钉头2的根据本发明的实施方式，可以提高最大的旋入力矩，因为螺钉头2的强度通过取走最小可能的量的骨材料而提高。此外，旋入力矩以运动学有利的方式在螺钉头2的外部的周边区域中引入。最大的旋入力矩可以以这种方式足够地提高，以便也能够实现骨螺钉作为拉伸或压缩螺钉使用。此外，甚至用于在海绵质的骨区域中使用的自攻螺纹的实施方式是可能的，从而因此由皮质骨材料制成的骨螺钉能在海绵质的骨中使用，而无须事先在海绵质的骨中预切割螺纹。

图4-7示出根据本发明的骨移植物的另一种实施形式，其中，在螺钉杆1和螺钉头2上延伸的外螺纹具有带有不同的螺距和螺纹外径的两个区段。螺钉头2在此处于具有较大的螺纹外径的区域中，该区域具有例如0.8mm的螺距。具有较小的螺纹外径的区域例如具有1mm的螺距。这样的实施形式尤其是适合用于拉伸或压缩螺钉的实施方式。这两个区段在此在其外科应用中分别处于待连接的骨区域中。由于不同的螺距，在当然对于两个区段相同的确定的旋转角度时，待连接的骨区域彼此压紧。

在具有自攻螺纹的螺钉的实施方式中提出，在螺钉杆1和螺钉头2上延伸的外螺纹具有带有不同的螺纹外径的两个区段。在这样的螺钉中，可以在手术骨接合的过程中首先在第一骨部中预制用于较大的螺纹外径的核心孔，并且穿过该较大的核心孔，在第二骨部中预制用于较小的螺纹外径的核心孔，所述第二骨部应该与第一骨部连接。螺钉现在可以无须事先将螺纹切入相应的核心孔中地以具有较小的螺纹外径的区段导入穿过用于较大的螺纹外径的核心孔，直至其可以旋入第二骨部的核心孔中。接着螺钉以其具有较大的螺纹外径的区段进入第一骨部的核心孔中并且在那里自动切割螺纹。

在图8-10中示出用于根据本发明的骨移植物的旋入工具的可能的实施形式。该旋入工具具有四个从圆柱形的杆轴向地伸出的突起部5，所述突起部可以从端侧轴向推入骨移植物的凹部3中，直至其以大的摩擦锁合嵌接到凹部3中。该摩擦锁合在此通过凹部3的从外周面朝向螺钉头轴线S的方向凸地延伸的侧面4提高，以及通过凹部3的在其背离端面的轴向的端部上持续沿径向的方向减小的深度提高。

基于螺钉头2的根据本发明的实施方式，优化了旋入力矩的引入，即优化了通过旋入工具施加到螺钉头2上的转矩的传递。根据本发明的凹部3在此也允许螺钉头外直径与螺钉杆1的外直径以及旋入工具的外直径对齐，并且由此也能够实现例如在髓内夹板固定中的新的外科应用领域。

Claims (11)

1.骨移植物，其由皮质骨材料制成，该骨移植物包括螺钉杆(1)以及用于引入旋入力矩的螺钉头(2)，所述螺钉杆设有外螺纹，其特征在于，所述螺钉头(2)具有围绕螺钉头轴线(S)旋转对称的外周面和用于接纳旋入工具的轴向伸出的突起部(5)的至少两个凹部(3)，所述外周面设有外螺纹，所述至少两个凹部围绕螺钉头轴线(S)分布地设置、沿螺钉头轴线(S)的方向轴向延伸并且通到所述螺钉头(2)的自由端部的端面中，其中，各所述凹部(3)分别通过从外周面朝向螺钉头轴线(S)延伸的侧面(4)形成，这些侧面在靠近轴线的面区段中过渡到彼此中，所述凹部(3)的从外周面朝向螺钉头轴线(S)延伸的侧面(4)凸地实施并且靠近轴线的面区段凹地实施。

2.根据权利要求1所述的骨移植物，其特征在于，设置四个围绕螺钉头轴线(S)对称分布地设置的凹部(3)。

3.根据权利要求1或2所述的骨移植物，其特征在于，所述凹部(3)在其背离端面的轴向的端部上具有如下区域，所述凹部(3)的沿径向方向测量的深度持续减小。

4.根据权利要求1或2所述的骨移植物，其特征在于，在螺钉杆(1)和螺钉头(2)上延伸的外螺纹具有不同螺距的两个区段。

5.根据权利要求1或2所述的骨移植物，其特征在于，在螺钉杆(1)和螺钉头(2)上延伸的外螺纹具有带有不同的螺纹外径的两个区段。

6.根据权利要求1或2所述的骨移植物，其特征在于，所述螺钉杆(1)圆柱形地实施。

7.根据权利要求1或2所述的骨移植物，其特征在于，所述螺钉杆(1)截锥形地实施。

8.根据权利要求1或2所述的骨移植物，其特征在于，所述螺钉杆(1)在其背离所述螺钉头(2)的自由端部上具有与所述螺钉头轴线(S)垂直的端面。

9.根据权利要求8所述的骨移植物，其特征在于，所述螺钉杆(1)的与所述螺钉头轴线(S)垂直的端面设有横跨该端面的槽，所述槽在其对置的侧上分别通到所述螺钉杆(1)的外周面中。

10.用于根据权利要求1至9之一所述的骨移植物的旋入工具，其特征在于，所述旋入工具具有棒形的耦合区段，所述耦合区段设有从所述耦合区段的自由端部轴向伸出的至少两个突起部(5)，其中，所述至少两个突起部(5)在其外横截面轮廓中构造并且确定用于摩擦锁合地嵌接到所述凹部(3)中。

11.器械组，其包括至少一个根据权利要求1至9之一所述的骨移植物以及至少一个根据权利要求10所述的旋入工具。

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