DE10164323C1 - Verschlußeinrichtung zum Sichern eines stabförmigen Elements in einem mit einem Schaft verbundenen Halteelement - Google Patents
Verschlußeinrichtung zum Sichern eines stabförmigen Elements in einem mit einem Schaft verbundenen HalteelementInfo
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Abstract
Es wird eine Verschlußeinrichtung zum Sichern eines Stabes (100) in einem Aufnahmeteil (3) insbesondere einer Polyaxial-Knochenschraube, wobei die Verschlußeinrichtung ein hülsenartiges Element (40) mit einer zylindrischen Außenfläche und mit einem Außendurchmesser, der so bemessen ist, daß das Element (40) zwischen den Schenkeln (9, 10) des Aufnahmeteils (3) verschiebbar ist, aufweist und wobei das Element (40) ein Innengewinde (43) zur Aufnahme einer Innenschraube (60) aufweist und mit einer Außenmutter (50), die auf ein Außengewinde (12) der Schenkel (9, 10) aufschraubbar ist, zum Fixieren des Elements (40). Bei der Polyaxial-Knochenschraube wirkt das Element (40) auf ein in dem Aufnahmeteil (3) vorgesehenes Druckelement zum Fixieren der Stellung des Kopfes (2) der Polyaxial-Knochenschraube und die Innenschraube (60) wirkt auf den Stab (100) zum Fixieren desselben. Das Element (40) ist bevorzugt mit Schlitzen (47) versehen, wodurch sich beim Einschrauben der Innenschraube (60) das Element (40) gegen die Außenmutter (50) verspreizt und somit ein Lockern bzw. Lösen wirkungsvoll verhindert.
Description
Die Erfindung betrifft eine
Verschlußeinrichtung zum Sichern ei
nes stabförmigen Elements in einem mit einem Schaft verbunde
nen Halteelement zum Einsatz in der Wirbelsäulen- oder Unfall
chirurgie. Ferner betrifft die Erfindung ein Element
mit einem Schaft und einem damit verbundenen Halteelement zum
Verbinden mit einem Stab nach dem Oberbegriff des Ansprüch 4.
Aus der WO 98/25534 A1 ist eine Polyaxial-Knochenschraube be
kannt, bei der der Kopf der Knochenschraube und der Stab un
abhängig voneinander relativ zu dem Aufnahmeteil fixierbar
sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verschlußeinrichtung der
eingangs beschriebenen Art und ein Element mit einem Schaft
und einem damit verbundenen Halteelement zu schaffen, welches
eine verbesserte Sicherung gegen Lockerung oder Lösen der
Verschlußelemente gewährleistet und gleichzeitig kompakt ge
baut ist.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 gekennzeich
nete Verschlußeinrichtung bzw. durch das in Patentanspruch 4
gekennzeichnete Element gelöst. Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen gegeben.
Die Erfindung wird
nun in der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Figuren näher erläutert von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Polyaxial-Knochenschraube nach einer Ausfüh
rungsform in geschnittener Explosionsdarstellung;
und
Fig. 2 Die Polyaxial-Knochenschraube von Fig. 1 im Be
triebszustand in geschnittener Darstellung.
In der in Fig. 1 bis 2 gezeigten Ausführungsform ist das er
findungsgemäße Element als Polyaxialschraube ausgebildet, die
ein Schraubenelement mit einem Gewindeschaft 1 mit einem Kno
chengewinde und einem kugelsegmentförmigen Kopf 2 aufweist,
der mit einem Aufnahmeteil 3 verbunden ist. Das Aufnahmeteil
3 hat an seinem einen Ende eine axialsymmetrisch ausgerichte
te erste Bohrung 4, deren Durchmesser größer als der des Ge
windeabschnitts des Schafts 1 und kleiner als der des Kopfes
2 ist. Ferner weist das Aufnahmeteil 3 eine koaxiale zweite
Bohrung 5 auf, die auf dem der ersten Bohrung 4 gegenüberlie
genden Ende offen ist und deren Durchmesser so groß ist, daß
das Schraubenelement durch das offene Ende mit seinem Gewin
deabschnitt durch die erste Bohrung 4 hindurch und mit dem
Kopf 2 bis zum Grund der zweiten Bohrung 5 führbar ist. Zwi
schen der ersten und der zweiten Bohrung ist ein kleiner koa
xialer Abschnitt 6 vorgesehen, der unmittelbar an die erste
Bohrung 4 angrenzt und zum offenen Ende hin sphärisch ausge
bildet ist, wobei der Radius im wesentlichen gleich dem des ku
gelsegmentförmigen Abschnitts des Kopfs 2 ist. Die zweite
Bohrung 5 erweitert sich gegen das der ersten Bohrung 4 abge
wandte Ende wodurch ein Bereich 7 mit einem größeren Durch
messer gebildet ist.
Das Aufnahmeteil 3 weist ferner eine zur Mitte des Teiles
symmetrisch angeordnete U-förmige Ausnehmung 8 zur Aufnahme
eines Stabs 100 auf, deren Grund zur ersten Bohrung 4 hin ge
richtet ist und durch die zwei freie Schenkel 9, 10 gebildet
sind, deren freies Ende 11 den oberen Rand des Aufnahmeteils
3 bildet. In einem Bereich angrenzend an das freie Ende 11
weisen die Schenkel 9, 10 ein Außengewinde 12 auf.
Es ist ferner ein Druckelement 20 mit einem ersten Ende 21,
das in einem in das Aufnahmeteil 3 eingesetztem Zustand dem
Kopf 2 zugewandt ist, und einem dem ersten Ende gegenüberlie
genden zweiten Ende 22 vorgesehen. Das Druckelement weist an
grenzend an das erste Ende 21 einen ersten zylindrischen Be
reich 23 auf mit einem Durchmesser, der etwas kleiner als der
der Bohrung 5 angrenzend an den spärischen Abschnitt 6 ist,
so daß das Druckelement in dem Bereich der Bohrung 5 gleiten
kann, also zu dem Kopf 2 hin verschiebbar ist. Der erste zy
lindrische Bereich 23 geht mit kegeliger Außenfläche über in
einen zweiten zylindrischen Bereich 24, der sich bis zum
zweiten Ende 22 erstreckt und einen Durchmesser aufweist, der
etwas kleiner ist als der des Bereichs 7 des Aufnahmeteils 3
derart, daß das Druckelement 20 mit seinem zweiten zylindri
schen Bereich 24 in dem Bereich 7 des Aufnahmeteils 3 gleiten
kann.
Das Druckelement weist ferner an seinem ersten Ende 21 eine
sich zu dem Ende hin erweiternde kugelsegmentförmige Ausneh
mung 26 auf, deren Kugelradius so gewählt ist, dass er in ei
nem in das Aufnahmeteil eingesetzten Zustand den Kopf 2 teil
weise umgreift.
Ferner weist das Druckelement 20 an dem der kugelsegmentför
migen Ausnehmung 26 gegenüberliegenden zweiten Ende 22 eine
U-förmige Ausnehmung 27 auf, wobei die Abmessungen der U-
förmigen Ausnehmungen des Druckelements so bemessen sind, daß in
dem in das Aufnahmeteil 3 eingesetzten Zustand die U-förmige
Ausnehmung 8 des Aufnahmeteils und die U-förmige Ausnehmung
27 des Druckelements einen Kanal bilden, in den der Stab 100
eingelegt werden kann. Die in Richtung der Zylinderachse des
Aufnahmeteils 3 gesehene Tiefe der U-förmigen Ausnehmung 27
ist größer als der Durchmesser des aufzunehmenden Stabs 100,
so dass das Druckelement 20 mit seitlichen Schenkeln 28, 29
über den eingelegten Stab 100 nach oben hervorsteht. Das
Druckelement weist ferner eine zentrale Bohrung 30 auf, die
sich durch dieses hindurch erstreckt und deren Durchmesser
gerade so groß bemessen ist, dass ein Schraubwerkzeug zum In
eingriffbringen mit einer in dem Kopf 2 vorgesehenen Ausneh
mung 31 hindurchführbar ist. In seinem ersten zylindrischen
Abschnitt 23 sind ferner umfangsseitig an dem Druckelement
Senkbohrungen 32 vorgesehen, die mit entsprechenden Kröpfboh
rungen 33 an dem Aufnahmeteil 3 zum leichten Halten des Druc
kelements in der Stellung, in der der Kanal gebildet wird,
zusammenwirken.
Ferner ist ein hülsenartiges Element 40 mit zylindrischer
Form mit einem ersten Ende 41 und einem diesem gegenüberlie
genden zweiten Ende 42 vorgesehen, wobei der Außendurchmesser
des Elements 40 so groß, ist daß das Element 40 in dem Bereich 7
des Aufnahmeteils vom freien Ende 11 her einsetzbar ist und
darin gleiten kann. Das hülsenartige Element 40 weist eine
zentrale Bohrung mit einem Innengewinde 43 zur Aufnahme einer
Innenschraube 60 auf. Angrenzend an das zweite Ende ist eine
ringförmige Ausnehmung 44 in der Außenwand vorgesehen, durch
die eine Schulter 45 gebildet ist. In der Ausführungsform ge
mäß Fig. 1 erstrecken sich in axialer Richtung vom ersten En
de 41 des Elements 40 durch seine Wand bis auf die Höhe der
Schulter 45 eine Mehrzahl von Schlitzen 47. Diese bewirken,
daß das Element 40 hauptsächlich einerseits in horizontaler
Richtung elastisch ist und in vertikaler Richtung als ein
stabiler Druckring wirkt. Die axiale Länge des Elements 40
ist derart bemessen, daß das Element, wenn es zusammen mit
dem Schraubenkopf 2 und dem Druckelement 20 in das Aufnahme
teil eingesetzt ist und mit seinem ersten Ende 41 auf den
Schenkeln 28, 29 des Druckelements aufliegt, mit seiner
Schulter 45 über den Rand 11, des Aufnahmeteils etwas hervor
steht.
Zum Fixieren des Elements 40 ist eine die Schenkel 9, 10 von
außen umfassende Außenmutter 50 vorgesehen, deren Innengewin
de 51 mit dem Außengewinde 12 der Schenkel 9, 10 des Aufnah
meteils 3 zusammenwirkt. Die Außenmutter 50 weist an einem
Ende einen radial nach innen gerichteten Ansatz 52 auf, der
in aufgeschraubtem Zustand der Außenmutter 50 auf die Schul
ter 45 des Elements 40 drückt. Die axiale Länge der Außenmut
ter 50 ist ferner so bemessen, daß in aufgeschraubtem Zustand
die Außenmutter gerade nicht auf den eingelegten Stab 100
drückt, so daß dieser in dem Kanal verschiebbar ist.
Die Innenschraube 60 ist in das hülsenartige Element 40 ein
schraubbar. Hierzu weist sie eine Ausnehmung 61 zum Inein
griffbringen mit einem Eindrehwerkzeug auf.
Im Betrieb wird zuerst das Schraubenelement in das Aufnahme
teil 3 eingeführt, bis der Kopf 2 an dem sphärischen Ab
schnitt 6 anliegt. Dann wird das Druckelement 20 eingesetzt
und über das Zusammenwirken der Senk- und Kröpfbohrungen 32
so gehalten, daß die U-förmige Ausnehmung 8 des Aufnahmeteils
und die U-förmige Ausnehmung 27 des Druckelements 20 aufein
ander zuliegen kommen. Das Druckelement ist somit gegen Her
ausfallen gesichert. In diesem Zustand schraubt der Chirurg
das Schraubenelement über die Ausnehmung 31 in den Knochen
ein. Dann wird der Stab 100 eingelegt und das hülsenartige
Element 40 mit bereits eingeschraubter Innenschraube 60 vom
freien Ende 11 der Schenkel her zwischen die Schenkel 9, 10
einsetzt. Dabei ist die Innenschraube 60 nur soweit in das
Element 40 eingeschraubt, daß ihre dem Stab zugewandte Seite
den Stab noch nicht berührt. Anschließend wird die Außenmut
ter 50 aufgeschraubt. Solange ihr nach innen gerichteter An
satz 52 noch nicht auf der Schulter 45 des Elements 40 auf
liegt, ist der Kopf 2 des Schraubenelements noch nicht fi
xiert. Erst bei weiterem Aufschrauben der Außenmutter 50
drückt der Ansatz 52 auf die Schulter 45 und somit auf das
Element 40, was seinerseits wieder mit seinem ersten Ende 41
eine Kraft auf die Schenkel 28, 29 des Druckelements 20 aus
übt. Wodurch dieses gegen den Kopf 2 drückt und diesen in sei
ner Stellung fixiert. Weil die Schenkel 28, 29 des Druckele
ments über den eingelegten Stab 100 hervorstehen, ist dieser
weiterhin verschiebbar. Anschließend wird der Stab durch tie
feres Einschrauben der Innenschraube 60 bis diese auf den
Stab 100 einwirkt fixiert.
Beim Aufschrauben der Außenmutter wirkt auf die Schenkel 9,
10 des Aufnahmeteils eine Kraft, die diese leicht nach innen
drückt. Somit wird das geschlitzte Element 40 etwas zusammen
gedrückt. Zum endfesten Einschrauben der Innenschraube 60 zum
Fixieren des Stabs wirkt eine radial nach außen gerichtete
Kraftkomponente über die Gewindeflanken, die das Element 40
dann aufweitet. Dadurch verspreizt sich das Element 40 gegen
die Schenkel 9, 10 des Aufnahmeteils und das Gewinde 12, das
die Außenmutter hält, was ein Lockern oder gar Lösen des Ver
schlußmechanismus wirkungsvoll verhindert.
Der beschriebene Verschlußmechanismus gewährleistet außerdem,
daß das Druckelement 20 nur Kräfte in axialer Richtung, nicht
aber in radialer Richtung erfährt, so daß seine Funktion des
Fixierens des Kopfes auch nach Einschrauben der Innenschraube
nicht beeinträchtigt ist.
In einer Abwandlung ist das Innengewinde 43 des Elements 40
als Linksgewinde ausgebildet, während das Außengewinde 12 der
Schenkel des Aufnahmeteils 3 und das Gewinde der Außenmutter
als Rechtsgewinde ausgebildet sind.
Anstelle der oben beschriebenen Ausführungen, bei denen der
Schaft 1 mit einem Knochengewinde ausgebildet ist, kann der
Schaft auch als Haken wie er in der Wirbelsäulenchirurgie zum
Einhaken hinter Knochenvorsprüngen der Wirbelsäule verwendet
wird, ausgebildet sein.
In einer weiteren Abwandlung der polyaxialen Ausführungsfor
men ist anstelle des Gewindeschaftes 1 oder des Hakens eine
Stange oder ein stabförmiges Element vorgesehen, das an bei
den Enden einen kugelsegmentförmigen Kopf hat, der mit einem
Aufnahmeteil der beschriebenen Art verbunden ist. Damit kann
ein solches Element als Verbindungselement zwischen zwei Stä
ben 100 verwendet werden.
In einer weiteren Abwandlung ist das hülsenartige Element 40
mit der Außenmutter drehbar verbunden. Hierzu ist das zweite
Ende 42 des Elements 40 radial nach außen umgebogen (in den
Figuren nicht dargestellt), so daß es in eine in Fig. 1 und 2
gezeigte ringförmige Ausnehmung 54 an der Oberseite der Au
ßenmutter 50 eingreift. Im Betrieb wird dann die Außenmutter
mit dem drehbar verbundenen Element 40 als Einheit auf die
Schenkel aufgesetzt und die Außenmutter aufgeschraubt.
Die erfindungsgemäße Verschlußeinrichtung ist auch bei einer
Monoaxial-Knochenschraube anwendbar. In diesem Fall wirkt das
hülsenartige Element 40 nicht auf ein Druckelement, sondern
wirkt zusätzlich zu der Innenschraube direkt auf den Stab
ein. Hierzu ist das Element 40 von seiner axialen Länge her
so bemessen, daß bei aufgeschraubter Außenmutter durch diese
auf den Stab gedrückt wird. Beim Einschrauben der Innen
schraube erfolgt wie bei der Ausführungsform der Polyaxial
schraube ein Aufspreizen des Elements 40, wodurch ein Lockern
oder gar Lösen der Stabklemmung zuverlässig verhindert wird.
Claims (9)
1. Verschlußeinrichtung zum Sichern eines stabförmigen Ele
ments in einem mit einem Schaft (1) verbundenen Halteelement
(3) zum Einsatz in der Wirbelsäulen- oder Unfallchirurgie, mit
einem Element (40) mit zylindrischer Außenfläche und mit einem Außendurchmesser, der so bemessen ist, daß das Element zwischen zwei freie Schenkel (9, 10) des Halteelements (3) einschiebbar ist einer zentralen Bohrung mit einem Innenge winde (43) zur Aufnahme einer Innenschraube (60) und mit we nigstens einem sich von einem Ende über eine vorbestimmte Länge in der Zylinderwand erstreckenden Schlitz (47), und
mit einer mit einem Außengewinde (12) der freien Schen kel (9, 10) zusammenwirkenden Außenmutter (50), die in aufge schraubtem Zustand das Element (40) zwischen den Schenkeln (9, 10)hält.
einem Element (40) mit zylindrischer Außenfläche und mit einem Außendurchmesser, der so bemessen ist, daß das Element zwischen zwei freie Schenkel (9, 10) des Halteelements (3) einschiebbar ist einer zentralen Bohrung mit einem Innenge winde (43) zur Aufnahme einer Innenschraube (60) und mit we nigstens einem sich von einem Ende über eine vorbestimmte Länge in der Zylinderwand erstreckenden Schlitz (47), und
mit einer mit einem Außengewinde (12) der freien Schen kel (9, 10) zusammenwirkenden Außenmutter (50), die in aufge schraubtem Zustand das Element (40) zwischen den Schenkeln (9, 10)hält.
2. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Element (40) angrenzend an sein eines Ende
(42) eine Aussparung (44) aufweist, wodurch eine Schulter
(45) gebildet ist, die mit einem entsprechenden Ansatz (52)
an der Außenmutter (50) zusammenwirkt.
3. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Element (40) eine Mehrzahl
von sich von einem freien Ende (41) in axialer Richtung auf
eine vorbestimmte Länge erstreckenden Schlitzen (47) aufweist.
4. Element mit einem Schaft und einem damit verbundenen
Halteelement zum Verbinden mit einem Stab, wobei das Haltee
lement (3) eine einen U-förmigen Querschnitt aufweisende Aus
nehmung (8) zur Aufnahme des Stabes (100) mit zwei an einem
Ende freien Schenkeln (9, 10) und einem Außengewinde (12) an
den freien Schenkeln aufweist, und
mit einer mit dem Außengewinde (12) zusammenwirkenden Außenmutter (50),
gekennzeichnet durch ein zwischen die Schenkel (9, 10) einsetzbares Element (40) mit zylindrischer Außenfläche und mit einem Außendurchmesser, der so bemessen ist, daß das Ele ment (40) zwischen den Schenkeln (9, 10) in axialer Richtung verschiebbar ist, mit einem Innengewinde (43) zur Aufnahme einer Innenschraube (60) und und mit wenigstens einem sich von einem Ende über eine vorbestimmte Länge in der Zylinder wand erstreckenden Schlitz (47).
mit einer mit dem Außengewinde (12) zusammenwirkenden Außenmutter (50),
gekennzeichnet durch ein zwischen die Schenkel (9, 10) einsetzbares Element (40) mit zylindrischer Außenfläche und mit einem Außendurchmesser, der so bemessen ist, daß das Ele ment (40) zwischen den Schenkeln (9, 10) in axialer Richtung verschiebbar ist, mit einem Innengewinde (43) zur Aufnahme einer Innenschraube (60) und und mit wenigstens einem sich von einem Ende über eine vorbestimmte Länge in der Zylinder wand erstreckenden Schlitz (47).
5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Element (40) angrenzend an sein eines Ende (42) eine Ausspa
rung (44) aufweist, wodurch eine Schulter (45) gebildet ist,
die mit einem entsprechenden Ansatz (52) an der Außenmutter
(50) zusammenwirkt.
6. Element nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Element (40) eine Mehrzahl von sich von einem freien
Ende (41) in axialer Richtung auf eine vorbestimmte Länge er
streckenden Schlitzen (47) aufweist.
7. Element nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schaft (1) und das Halteelement (3) po
lyaxial verbunden sind.
8. Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Halteelement (3) ein Druckelement (20) vorgesehen ist,
auf welches das Element (40) zum Fixieren der Winkelstellung
des Schafts (1) einwirkt.
9. Element nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stab (100) über die Innenschraube (60)
fixierbar ist.
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Owner name: BIEDERMANN TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: BIEDERMANN MOTECH GMBH, 78054 VILLINGEN-SCHWENNINGEN, DE Effective date: 20121128 |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: PRUEFER & PARTNER MBB PATENTANWAELTE RECHTSANW, DE Effective date: 20121128 Representative=s name: PRUEFER & PARTNER GBR, DE Effective date: 20121128 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |