DE102004018621B4 - Elastic element e.g. for stabilizing device for bones and method of fabrication of such an elastic element, has a cylindrical body with two ends and flexible section between ends and section is made from two coil springs - Google Patents

Elastic element e.g. for stabilizing device for bones and method of fabrication of such an elastic element, has a cylindrical body with two ends and flexible section between ends and section is made from two coil springs

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Abstract

The element has a cylindrical body with two ends and flexible section between the ends. The flexible section is made from two coil springs which are arranged coaxially. The turning (3) of the coil spring (7) runs in a section of the coil spring between the turnings (4) of the other coil springs (8). The coil springs have the same outside diameter and in one level, the center axle of the coil springs (7,8) are of the same cross section of the turnings. The coil springs are turned 180 degrees relative to the other one around their common center axle. - An INDEPENDENT CLAIM is included for a bone anchorage element with a shank, a rod-shaped element for connecting two bone anchorage elements, stabilization mechanism, and a method of fabrication of an elastic element

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elastisches Element zur Verwendung in Stabilisierungseinrichtungen für Knochen oder Wirbel, ein Knochenverankerungselement, ein stabförmiges Element und eine Stabilisierungseinrichtung jeweils mit einem solchen elastischen Element, sowie ein Herstellungsverfahren für ein solches elastisches Element. The invention relates to an elastic element for use in stabilizing devices for bone or vertebra, a bone anchorage element, a rod-shaped element and a stabilization device with such a respective elastic member, and a manufacturing method for such an elastic element.
  • Zur Fixierung von Knochenfrakturen oder zur Stabilisierung der Wirbelsäule sind Fixations- und Stabilisierungseinrichtungen bekannt, die aus wenigstens zwei im Knochen bzw. Wirbel verankerten und über eine Platte oder über einem Stab verbundenen Knochenschrauben bestehen. For fixation of bone fractures or for the stabilization of the spine are known fixation and stabilization devices consisting of at least two anchored in the bone or vertebra and connected via a plate or a rod bone screws. Derartige starre Systeme erlauben keine Bewegung der relativ zueinander fixierten Knochenteile oder Wirbel. Such rigid systems do not allow movement of the relatively fixed bone parts or vertebrae.
  • Für bestimmte Indikationen ist jedoch eine dynamische Stabilisierung wünschenswert, bei der die zu stabilisierenden Knochenteile und Wirbel eine kontrollierte begrenzte Bewegung zu einander ausführen können. For certain indications, however, a dynamic stabilization is desirable in which the bone parts to be stabilized and vortex can perform a controlled limited movement to each other. Eine Möglichkeit für die Realisie rung der dynamischen Stabilisierungseinrichtung besteht in der Verwendung eines elastischen Elementes anstelle eines die Knochenverankerungselemente verbindenden starren Stabes. One possibility for the Realisie tion of the dynamic stabilization device is to use an elastic member instead of the bone anchoring elements connected rigid rod.
  • Aus der US 2003/0109880 A1 ist eine dynamische Stabilisierungseinrichtung für Wirbel bekannt, die eine erste und eine zweite im Wirbel zu verankernde Schraube jeweils mit einem Aufnahmeteil zum Einlegen einer die Schrauben verbindenden Feder und eine solche Feder umfaßt. From US 2003/0109880 A1 a dynamic stabilization device for vertebrae is known, the first and second vertebrae to be anchored in the screw comprises a each with a receiving part for insertion of the screws connecting spring, and such spring. Die Feder selbst ist als Ganzes in Form einer Schraubenfeder mit dicht benachbarten Windungen nach Art einer Zugfeder ausgebildet und wird über Klemmschrauben in den Aufnahmeteilen fixiert. The spring itself is formed as a whole in the form of a helical spring with closely adjacent windings in the manner of a tension spring and is fixed by clamping screws in the receiving parts. Es besteht hierbei jedoch die Gefahr, dass die Feder auf Grund ihrer Elastizität dem Druck der Klemmschraube ausweicht und somit die Fixierung zwischen der Knochenschraube und der Feder gelockert wird. There is in this case, however, the risk that the spring deflects due to its elasticity, the pressure of the clamping screw and therefore the fixation between the bone screw and the spring is relaxed. Ein weiterer Nachteil der Vorrichtung besteht darin, dass die Elastizität der Feder bei ansonsten gleichen Federeigenschaften von der Länge der Feder abhängt. Another disadvantage of the device is that the elasticity of the spring depends, under otherwise identical spring characteristics of the length of the spring. Ferner ist die Biegesteifigkeit der Feder insbesondere bei kurzen Baulängen relativ gering. Furthermore, the bending stiffness of the spring is relatively low particularly at short dimensions.
  • Aus der From the US 6,162,223 US 6,162,223 ist eine Fixationseinrichtung für ein Gelenk, zB für ein Handgelenk oder ein Kniegelenk, bekannt, bei der ein an seinen Enden mit Knochenverankerungselementen verbundener Fixationsstab zweiteilig ausgebildet ist, wobei die zwei Teile des Fixationsstabs über ein flexibles Kupplungsteil miteinander verbunden sind und wobei die Fixationsstäbe um das Kupplungsteil außerhalb des Körpers angebracht sind. is a fixation device for a joint, for example for a wrist or a knee joint, is known in which a connected at its ends with bone anchoring elements fixation rod is made in two parts, the two parts of the fixation rod are connected to each other via a flexible coupling member, and wherein said fixation rods to the coupling part mounted outside the body. Die beiden Teile des Fixationsstabs sind mit dem Kupplungsteil nicht fest verbunden, sondern können sich entlang einer Bohrung in dem Kupplungsteil frei bewegen. The two parts of the fixation rod is not fixedly connected to the coupling part, but can move freely along a bore in the coupling part. Der Durchmesser des Kupplungsteil ist auf Grund der Art der Verbindung mit dem zweiteiligen Fixationsstab immer größer als der Durchmesser des Fixationsstabs. The diameter of the coupling part is always greater than the diameter of the fixation rod on the basis of the type of connection with the two-part fixation rod. Diese bekannte Fixationseinrichtung ist auf Grund ihres komplizierten und voluminösen Aufbaus zum körperinternen Einsatz an der Wirbelsäule oder anderen Knochen nicht geeignet. This known fixation device is not suitable due to their complex and voluminous structure to the body's internal use on the spine or other bones. Insbesondere die Realisierung eines solchen flexiblen Kupplungsteils mit hoher Biegesteifigkeit erfordert ein großes Bauvolumen. In particular, the implementation of such a flexible coupling member with high bending stiffness requires a large amount of space.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein elastisches Element bereit zu stellen, das eine hohe Biegesteifigkeit bei geringer Baulänge hat, sowie leicht zu handhaben ist bei gleichzeitig hoher Sicherheit im Einsatz, und welches mit anderen Elementen in möglichst vielfältiger Weise zu einer dynamischen Stabilisierungseinrichtung für Wirbel oder Knochen kombiniert werden kann. It is an object of the invention to provide an elastic member which has high rigidity with small overall length, as well as easy to handle, is at the same time, high safety in use and which with other elements in various possible way to a dynamic stabilization device for vertebrae or bone can be combined. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für das elastische Element bereit zu stellen. Further, it is an object of the invention to provide a method of manufacturing the elastic element ready.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein elastisches Element nach dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen elastischen Elements nach dem Patentanspruch 12. The object is achieved by an elastic member according to claim 1 and a method for manufacturing such a resilient member, according to claim 12th
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Further developments of the invention are specified in the subclaims.
  • Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass ein elastisches Element zugleich kompakt und mit hoher Biegesteifigkeit ausgebildet ist. The invention has the advantage that an elastic member is also made compact and with high flexural rigidity. Dies ist insbesondere für Anwendungen an der Wirbelsäule und dort insbesondere an der Halswirbelsäule von Bedeutung, wo der zu Verfügung stehende Platz im Vergleich zu Anwendungen an der Lendenwirbelsäule deutlich geringer ist. This is particularly suitable for applications in the spine and there in particular for the cervical spine of importance where the available space is compared to applications at the lumbar spine is significantly lower.
  • Ferner weist die Erfindung den Vorteil auf, dass ein elastisches Element wahlweise mit starren stabförmigen Elementen verschiedener Länge zu einem elastischen stabförmigen Element kombinierbar ist oder mit verschiedenen Schäften und/oder Köpfen zu einer Knochenschraube mit elastischen Eigenschaften kombinierbar ist. Further, the invention has the advantage that an elastic member with optional rigid rod-shaped elements of different lengths can be combined to form an elastic rod-shaped element or be combined to a bone screw having elastic properties with different shanks and / or heads. Das elastische stabförmige Element bzw. die Knochenschraube weisen dann in Abhängigkeit von dem verwendetem elastischen Element vorgegebene elastische Eigenschaften wie eine bestimmte Kompressions- und Extensionsfähigkeit in axialer Richtung, sowie eine bestimmte Biege- und Torsionssteifigkeit auf. The elastic rod-shaped element or the bone screw then have given elastic properties such as a certain compression and extension capability in the axial direction, and a certain bending and torsional stiffness as a function of the used elastic member.
  • Insbesondere kann das elastisches Element mit stabförmigen Bauteilen verschiedener Dicke oder mit in der Wirbelsäulen- und/oder Unfallchirurgie zu verwendenden Platten unterschiedlicher Form und Länge verbunden werden. In particular, the elastic member may be connected to rod-shaped members of different thickness or to be used in the spine and / or accident surgery plates of different shape and length.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Further features and advantages will be apparent from the description of embodiments using the figures.
  • Von den Figuren zeigen: The figures show:
  • 1 1 ein elastisches Element mit einer Doppelschraubenfeder nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung; an elastic member having a double helical spring according to a first embodiment of the invention;
  • 2 2 eine schematische Darstellung der Doppelschraubenfeder des elastischen Elements aus a schematic representation of the double coil spring of the elastic member from 1 1 ; ;
  • 3 3 ein elastisches Element mit einer Doppelschraubenfeder nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung an elastic member having a double helical spring according to a second embodiment of the invention
  • 4 4 ein elastisches Element mit einer Doppelschraubenfeder nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung; an elastic member having a double helical spring according to a third embodiment of the invention;
  • 5a 5a ein stabförmiges Element mit dem erfindungsgemäßen elastischen Element; a rod member with the elastic member according to the invention;
  • 5b 5b eine teilgeschnittene Explosionsdarstellung einer Polyxialknochenschraube mit dem erfindungsgemäßen elastischen Element; a partially sectional exploded view of a Polyxialknochenschraube with the inventive elastic member;
  • 5c 5c eine teilgeschnittene Darstellung einer Monoaxialschraube mit dem erfindungsgemäßen elastischen Element; a partial sectional view of a monoaxial screw according to the invention with the elastic member;
  • 5d 5d eine Ansicht von oben auf einen aus einer Platte, dem erfindungsgemäßen elastischen Element und einen Stababschnitt bestehenden Teil einer Stabilisierungsvorrichtung für Knochen oder Wirbel, sowie einen Querschnitt durch die Platte; a view from above of a group consisting of a plate, the elastic member of the invention and a rod portion part of a stabilization device for bones or vertebrae, as well as a cross section through the plate;
  • 6 6 eine Anwendung des erfindungsgemäßen elastischen Elementes in einer Stabilisierungseinrichtung für die Wirbelsäule; an application of the elastic element according to the invention in a stabilization device for the spinal column;
  • 7a 7a –c Schritte einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen elastischen Elementes; -c steps of an embodiment of a method for manufacturing the elastic element of the invention; und and
  • 8 8th ein erfindungsgemäßes elastisches Element mit einem halbkreisförmigen Auslauf an beiden Enden der Doppelschraubenfeder. An inventive elastic member having a semi-circular outlet at both ends of the double helical spring.
  • In In 1 1 ist ein elastisches Element an elastic member 1 1 nach einer ersten Ausführungsform dargestellt. prepared according to a first embodiment.
  • Das elastische Element The elastic element 1 1 ist als hohlzylindrisches Element mit einer durchgehenden koaxialen Bohrung is provided as a hollow cylindrical member having a through bore coaxial 2 2 und einer spiralförmig mit einer vorbestimmten Steigung und über eine vorbestimmte Länge in Richtung der Zylinderachse in der Wandung verlaufenden ersten Ausnehmung and a spiraling at a predetermined pitch and a predetermined length in the cylinder axis direction in the wall of the first recess 3 3 , die in radialer Richtung in die Bohrung That in the radial direction into the bore 2 2 mündet, ausgebildet. opens are formed. Weiter ist spiralförmig mit der gleichen Steigung wie die erste Ausnehmung Next helically with the same pitch as the first recess 3 3 über die gleiche Länge in Richtung der Zylinderachse M in der Wandung zwischen den Windungen der ersten Ausnehmung over the same length in the direction of the cylinder axis M in the wall between the turns of the first recess 3 3 eine zweite Ausnehmung a second recess 4 4 vorgesehen, die in radialer Richtung in die Bohrung provided that in the radial direction into the bore 2 2 mündet. empties. Dadurch ist eine Doppelschraubenfeder aus zwei Schraubenfedern gebildet, wobei die Windungen der einen Schraubenfeder zwischen den Windungen der zweiten Schraubenfeder verlaufen. Thereby, a double coil spring of two coil springs is formed, extend the turns of a coil spring between the turns of the second coil spring. Bevorzugt sind die Windungen der einen Schraubenfeder relativ zu den Windungen der anderen Schraubenfeder um ihre gemeinsame Mittenachse um 180° gedreht, sodass sich die erste und die zweite Ausnehmung genau gegenüberliegen. the turns of a coil spring are preferably rotated relative to the windings of the other coil spring about their common center axis by 180 °, so that the first and the second recess are opposed to accurate.
  • Die Länge L der spiralförmigen Ausnehmungen The length L of the helical recesses 3 3 , . 4 4 in Richtung der Zylinderachse, die Höhe H der Ausnehmungen, die Steigung α der Schraubenlinien, entlang denen die Ausnehmungen in the cylinder axis direction, the height H of the recesses, the slope α of the screw lines along which the recesses 3 3 , . 4 4 ausgebildet sind, und der Durchmesser D1 der koaxialen Bohrung are formed, and the diameter D1 of the coaxial bore 2 2 sind so gewählt, dass eine gewünschte Steifigkeit des elastischen Elements gegenüber axialen Kräften F ax , Biegekräften F B und Torsionskräften F T , die auf das elastische Element wirken, gegeben ist. are selected so that a desired stiffness of the elastic element against axial forces F ax, F B bending forces and torsional forces F T acting on the elastic element is given. Angrenzend an seine beiden freien Enden weist das elastische Element Adjacent to its two free ends, the resilient member 1 1 jeweils einen Abschnitt mit einem sich über eine vorbestimmte Länge erstreckenden Innengewinde each one a portion with a extending over a predetermined length internal thread 5 5 , . 5' 5 ' auf. on. Die Innengewindeabschnitte überlappen in axialer Richtung nicht mit dem Abschnitt, in dem die Ausnehmungen in der Wandung ausgebildet sind. The female threaded portions do not overlap with the portion in which the recesses are formed in the wall in the axial direction. Der Außendurchmesser des elastischen Elements The outer diameter of the elastic member 1 1 ist der jeweiligen Anwendung entsprechend gewählt. the respective application is chosen accordingly.
  • Das elastische Element ist aus einem körperfreundlichen Material wie zB Titan ausgebildet. The elastic member is formed of a body friendly material, such as titanium.
  • 2 2 veranschaulicht den Aufbau einer Doppelschraubenfeder illustrates the structure of a double coil spring 6 6 wie sie durch die Ausnehmungen as determined by the recesses 3 3 , . 4 4 in dem elastischen Element in in the elastic member in 1 1 gebildet wird. is formed.
  • Die Doppelschraubenfeder The double coil spring 6 6 setzt sich zusammen aus zwei Schraubenfedern is composed of two helical springs 7 7 und and 8 8th . , Die beiden Schraubenfedern The two coil springs 7 7 und and 8 8th sind identisch ausgebildet und besitzen insbesondere eine identische Steigung α, jedoch ist die erste Schraubenfeder are of identical design and have an identical slope in particular α, however, the first coil spring 7 7 in der Doppelschraubenfeder in the double coil spring 6 6 gegenüber der zweiten Schraubenfeder relative to the second coil spring 8 8th um ihre gemeinsame Mittenachse um 180° gedreht. rotated about their common center axis by 180 °. Die Windungen der ersten Schraubenfeder The turns of the first coil spring 7 7 verlaufen bei der Doppelschraubenfeder run in the double coil spring 6 6 daher in der Mitte zwischen den Windungen der zweiten Schraubenfeder Therefore, in the middle between the turns of the second coil spring 8 8th und umgekehrt. and vice versa.
  • Bei einer vorgegebenen Baulänge eines elastischen Elementes ist die Steigung der Schraubenfeder dadurch begrenzt, dass mindestens eine ganze Windung vorhanden sein muss, um gute Elastizitätseigenschaften zu erhalten. For a given length of an elastic element, the pitch of the helical spring is limited by the fact that at least one full turn must be present to obtain good elasticity properties. Bei einer Doppelschraubenfeder ist für jeden der Schraubenfedern weniger als eine ganze Windung notwendig, um gute Elastizitätseigenschaften zu erhalten. In a double coil spring less than a full turn is necessary for each of the coil springs in order to obtain good elastic properties. Daher kann bei gleicher Baulänge die Steigung der Schraubenfeder im Vergleich zu einer Einfachschraubenfeder erhöht werden. Therefore, the same length, the pitch of the helical spring in comparison to a single helical spring can be increased. Eine Erhöhung der Steigung der Schraubenfeder ergibt bei gleicher Baulänge und gleichen sonstigen Eigenschaften eine Erhöhung der Biegesteifigkeit. An increase in the slope of the coil spring is an increase in the flexural rigidity and the same length and the same other characteristics. Daher ist es mit einer Doppelschraubenfeder gegenüber einer Einfachschraubenfeder möglich bei gleichen Abmessungen eine höhere Biegesteifigkeit zu erreichen. Therefore, it is possible to achieve the same dimensions with a double coil spring over a single coil spring having a higher bending stiffness.
  • In In 3 3 ist ein elastisches Element an elastic member 11 11 nach einer zweiten Ausführungsform dargestellt. shown in a second embodiment.
  • Das elastische Element The elastic element 11 11 nach einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem elastischen Element according to a second embodiment differs from the elastic member 1 1 nach einer ersten Ausführungsform dadurch, dass anstelle einer sich von dem ersten bis zu dem zweiten Ende according to a first embodiment in that, instead of from the first to the second end 17' 17 ' des elastischen Elementes erstreckenden Bohrung the elastic member extending bore 2 2 eine an das erste Ende one on the first end 17 17 des elastischen Elements angrenzende Sackbohrung the elastic element adjoining blind bore 12 12 vorgesehen ist. is provided. Die Sackbohrung erstreckt sich dabei über die gesamte Länge L der Doppelschraubenfeder, die wie bei der ersten Ausführungsform durch eine erste und eine zweite Ausnehmung The blind bore extends over the entire length L of the double coil spring as in the first embodiment by a first and a second recess 13 13 und and 14 14 in der Wandung eines hohlzylindrischen Abschnittes gebildet wird. is formed in the wall of a hollow cylindrical portion. An das erste Ende To the first end 17 17 angrenzend ist in der Sackbohrung ein Innengewinde is adjacent in the blind bore has an internal thread 15 15 vorgesehen. intended. An dem dem ersten Ende At the end of the first 17 17 gegenüberliegenden zweiten Ende opposite second end 17' 17 ' weist das elastische Element einen zylinderförmigen Ansatz the elastic element has a cylindrical neck 16 16 mit einem Außengewinde auf. with an outer thread.
  • In In 4 4 ist ein elastisches Element nach einer dritten Ausführungsform dargestellt. an elastic member according to a third embodiment is shown.
  • Das elastische Element The elastic element 20 20 nach der dritten Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von den anderen Ausführungsformen, dass keine Bohrung koaxial zur Mittenachse M des elastischen Elementes according to the third embodiment differs from the other embodiments in that no bore coaxial with the center axis M of the elastic element 20 20 vorgesehen ist. is provided. Des weiteren ist sowohl an das erste Ende Furthermore, both the first end 22 22 , als auch an das zweite Ende As well as to the second end 22' 22 ' angrenzend ein zylindrischer Ansatz adjacent a cylindrical neck 23 23 , . 23' 23 ' mit einem Außengewinde vorgesehen. with an external thread provided. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden durch zwei Ausnehmungen As in the previously described embodiments are by two recesses 24 24 , . 25 25 zwei Schraubenfedern two coil springs 26 26 , . 27 27 gebildet. educated.
  • Abwandlungen des elastischen Elementes von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind möglich. Modifications of the elastic member from the above described embodiments are possible.
  • So kann das elastische Element mehr als zwei Schraubenfedern beinhalten, wobei die Windungen einer Schraubenfeder jeweils zwischen den Windungen der anderen Schraubenfedern verlaufen. Thus the elastic member can include more than two helical springs, the coils of a helical spring in each case extend between the turns of the other coil springs.
  • In einer weiteren Abwandlung der zweiten Ausführungsform ist anstelle der Sackbohrung In a further modification of the second embodiment, instead of the blind bore 12 12 eine sich über die gesamte Länge des elastischen Elementes erstreckende Bohrung vorgesehen, deren Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des zylindrischen Ansatzes extending over the entire length of the elastic member bore is provided whose diameter is smaller than the outer diameter of the cylindrical extension 16 16 ist. is.
  • Alle Ausführungsformen wurden so beschrieben, dass das elastische Element die Form eines Zylinders bzw. Hohlzylinders aufweist, jedoch kann die äußere Form auch von der exakten Form eines Zylinders abweichen und zB eine ovale Querschnittsfläche haben oder tailliert ausgebildet sein. All embodiments have been described so that the elastic element has the shape of a cylinder or hollow cylinder, but the outer mold can deviate from the exact shape of a cylinder and, for example, have an oval cross-sectional area, or be formed tapered. Das elastische Element hat damit eine richtungsabhängige Biegeelastizität. so that the elastic element has a directional bending elasticity.
  • In einem ersten, in In a first, in 5a 5a gezeigten Anwendungsbeispiel ist das elastische Element Application example shown, the elastic member 51 51 Bestandteil eines elastischen stabförmigen Elements Part of an elastic rod-shaped element 50 50 . , Das elastische stabförmige Element The elastic rod-shaped element 50 50 besteht aus dem Federelement consists of the spring member 1 1 und zwei zylindrischen Stabschnitten and two cylindrical rod sections 51 51 , . 51' 51 ' , die an ihrem Ende jeweils einen nicht dargestellten zylindrischen Ansatz mit einem Außengewinde aufweisen, das jeweils mit einem Innengewinde Each having a non-illustrated cylindrical projection with an external thread on its end in each case with an internal thread 5 5 bzw. or. 5' 5 ' des Federelements of the spring element 1 1 zusammenwirkt. interacts. Die Stababschnitte The bar sections 51 51 , . 51' 51 ' und das Federelement and the spring element 1 1 weisen in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen denselben Außendurchmesser auf. have in this embodiment in substantially the same outer diameter. Die Länge der Stababschnitte The length of the rod sections 51 51 , . 51' 51 ' und des Federelements and the spring element 1 1 sind unabhängig voneinander im Hinblick auf eine gewünschte Anwendung wählbar. are independently selected in view of a desired application. Das elastische stabförmige Element The elastic rod-shaped element 50 50 dient beispielsweise zur Verbindung von Pedikelschrauben an der Wirbelsäule. used for example for connection of pedicle screws in the spine. Das so gebildete stabförmige Element The rod-shaped element thus formed 30 30 nimmt durch die elastischen Ei genschaften des Federelementes decreases by the elastic properties of the spring element Ei 1 1 in vorbestimmten Umfang Kompressions-, Extensions-, Biege- und Torsionskräfte auf. in predetermined circumferential compression, Extensions, bending and torsional forces on.
  • 5b 5b zeigt ein zweites Anwendungsbeispiel des elastischen Elementes shows a second application example of the resilient element 1 1 . , Das elastischen Element The elastic member 1 1 ist hier Bestandteil eines Knochenverankerungselements, das als Polyaxial-Knochenschraube here is part of a bone anchoring element as polyaxial bone screw 60 60 ausgebildet ist. is trained.
  • Die Polyaxialknochenschraube the Polyaxialknochenschraube 60 60 weist ein Schraubenelement has a screw element 61 61 auf, welches aus dem elastischen Element on which of the elastic element 1 1 , einem Gewindeschaft , A threaded shaft 62 62 in diesem Ausführungsbeispiel mit einer nicht dargestellten Spitze und einem Schraubenkopf in this embodiment with a tip, not shown, and a screw head 63 63 besteht. consists. Der Gewindeschaft The threaded shaft 62 62 weist ein Knochengewinde has a bone thread 64 64 zum Einschrauben in den Knochen und einen nicht dargestellten zylinderförmigen Ansatz mit einem Außengewinde auf, das mit dem Innengewinde for screwing in the bone and a non-illustrated cylindrical projection with an external thread on which the internal thread 5 5 des Federelementes of the spring element 1 1 zusammenwirkt. interacts. Der Schraubenkopf The screw head 63 63 weist einen zylinderförmigen Abschnitt has a cylindrical portion 65 65 und daran angrenzend wie der Gewindeschaft and adjacent thereto, such as the threaded shaft 62 62 einen nicht dargestellten zylinderförmigen Ansatz mit einem Außengewinde auf, das mit dem Innengewinde a not shown cylindrical projection with an external thread on which the internal thread 5' 5 ' des Federelementes of the spring element 1 1 zusammenwirkt. interacts.
  • Das Schraubenelement The screw element 61 61 ist in einem Aufnahmeteil is in a receiving part 66 66 in unbelastetem Zustand schwenkbar gehalten. pivotally supported in the unloaded state. Das Aufnahmeteil The receiving part 66 66 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist an seinem einen Ende eine axialsymmetrisch ausgerichtete erste Bohrung is substantially cylindrical and has at one end an axially symmetric aligned first bore 67 67 auf, deren Durchmesser größer als der des Gewindeschafts whose diameter is larger than that of the threaded shaft 62 62 und kleiner als der des Schraubenkopfs and smaller than that of the screw head 63 63 ist. is. Ferner weist das Aufnahmeteil Further, the receiving part 66 66 eine koaxiale zweite Bohrung a coaxial second bore 68 68 auf, die auf dem der ersten Bohrung on that on which the first bore 67 67 gegenüberliegenden Ende offen ist und deren Durchmesser so groß ist, dass das Schraubenelement the opposite end is open and whose diameter is so large that the screw element 61 61 durch das offene Ende mit dem Gewindeschaft through the open end with the threaded shaft 62 62 durch die erste Bohrung through the first bore 67 67 hindurchführbar ist, bis der Schraubenkopf 63 am Rand der ersten Bohrung can be passed until the screw head 63 at the edge of the first bore 67 67 anliegt. is applied. Das Aufnahme teil The receiving part 66 66 weist eine sich vom freien Ende in Richtung der ersten Bohrung has a from the free end toward the first bore 67 67 erstreckende U-förmige Ausnehmung extending U-shaped recess 69 69 auf, durch die zwei freie Schenkel through which two free legs 70 70 , . 70' 70 ' gebildet sind. are formed. In einem Bereich angrenzend an ihr freies Ende weisen die Schenkel In a region adjacent to its free end, the legs 70 70 , . 70' 70 ' ein Innengewinde auf, welches mit einem entsprechenden Außengewinde einer Innenschraube an internal thread, which with a corresponding external thread of a female screw 71 71 zum Fixieren eines Stabs for fixing a rod 72 72 zusammenwirkt. interacts.
  • Es ist ferner ein Druckelement It is also a pressure element 73 73 zum Fixieren des Schraubenkopfs for fixing the screw head 63 63 in dem Aufnahmeteil in the receiving part 66 66 vorgesehen, das so ausgebildet ist, dass es an seiner dem Schraubenkopf provided which is formed so that it at its screw head 63 63 zugewandten Seite eine sphärische Ausnehmung side facing a spherical recess 74 74 aufweist, deren Radius im wesentlichen gleich dem Radius des kugelsegmentförmigen Abschnitts des Schraubenkopfes , whose radius is substantially equal to the radius of the spherical segment-shaped portion of the screw head 63 63 ist. is. Der Außendurchmesser des Druckelements The outer diameter of the pressure element 73 73 ist so gewählt, dass es in dem Aufnahmeteil is selected so that in the receiving part 66 66 zu dem Schraubenkopf to the screw head 63 63 hin verschiebbar ist. is that it slides. Das Druckelement The pressure element 73 73 weist ferner eine koaxiale Bohrung further comprises a coaxial bore 75 75 für den Zugriff auf eine nicht dargestellte Ausnehmung in dem Schraubenkopf for accessing an unillustrated recess in the screw head 63 63 zum Ineingriffbringen mit einem Einschraubwerkzeug auf. for engagement with a screwing-on.
  • Im Betrieb wird in das Innengewinde In operation, in the internal thread 5 5 des elastischen Elementes the elastic member 1 1 der Gewindeschaft the threaded shaft 62 62 mit seinem nicht dargestellten zylinderförmigen Ansatz und in das Innengewinde with its cylindrical extension and not shown in the internal thread 5' 5 ' der Schraubenkopf the screw head 63 63 mit seinem nicht dargestellten zylinderförmigen Ansatz eingeschraubt, um das Schraubenelement screwed with its cylindrical extension, not shown, to the screw member 61 61 zu bilden. to build. Danach wird das so gebildete Schraubenelement Thereafter, the screw member so formed 61 61 mit dem Gewindeschaft with the threaded shaft 62 62 voran durch die zweite Bohrung forward through the second bore 68 68 in das Aufnahmeteil in the receiving part 66 66 eingeführt, bis der Schraubenkopf introduced until the screw head 63 63 am Rand der ersten Bohrung at the edge of the first bore 67 67 anliegt. is applied. Anschließend wird das Druckelement Then the pressure element 73 73 mit der sphärischen Ausnehmung voran durch die zweite Bohrung with the spherical recess forward through the second bore 68 68 in das Aufnahmeteil in the receiving part 66 66 eingeführt. introduced. Dann wird das Schraubenelement Then the screw member 61 61 in den Knochen bzw. Wirbel eingeschraubt. screwed into the bone or vertebrae. Schließlich wird der Stab Finally, the staff is 72 72 in das Aufnahmeteil in the receiving part 66 66 zwischen die bei den freien Schenkel between the legs at the free 70 70 , . 70' 70 ' eingelegt, die Winkelstellung des Aufnahmeteils relativ zu dem Schraubenelement justiert und mit der Innenschraube inserted, adjusts the angular position of the receiving part relative to the screw member and the female screw 71 71 fixiert. fixed. Durch das elastische Element werden Bewegungen um die Ruhelage in begrenzter Weise ermöglicht. By the elastic element moves to the rest position in a limited manner possible.
  • Wenn das elastische Element When the elastic member 1 1 wenigstens teilweise mit seinem durch die Schraubenfedern gebildeten elastischen Abschnitt über die Knochenoberfläche hervorsteht kann das Federelement protrudes at least partially with its formed by the coil springs resilient portion on the bone surface, the spring element 1 1 Biegekräfte, sowie Zug- und Druckkräfte aufnehmen. absorb bending forces and tensile and compressive forces. Steht das elastische Element mit seinem durch die Schraubenfedern gebildeten elastischen Abschnitt nicht mehr über die Knochenoberfläche hervor, kann das Schraubenelement If the elastic member with its helical springs formed by the resilient portion is no longer on the bone surface indicates the screw member can 61 61 trotzdem bei einer Bewegung des Knochens bzw. Wirbels etwas nachgeben. Nevertheless, during a movement of the bone or vertebra down somewhat. Damit wird verhindert, dass ungünstige Spannungen auftreten. This prevents that unfavorable stresses occur.
  • Die Polyaxialschraube ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann auch jede beliebige andere Polyaxialschraube mit einem wie oben beschriebenen dreiteiligen Schraubenelement sein. The polyaxial screw is not limited to the embodiment described above, but may be any other polyaxial screw with a described above three-part screw element.
  • Die Stabfixierung ist nicht auf die in The rod fixation is not referred to in 5b 5b gezeigte Innenschraube beschränkt, sondern es kann zusätzlich eine Außenmutter vorgesehen sein, oder jede bekannte Art der Stabfixierung kann eingesetzt werden. limited internal screw shown, but there may be provided an additional outer nut, or any known type of rod fixation can be used.
  • Als ein drittes Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen elastischen Elements ist in As a third application example of the elastic member according to the invention is in 5c 5c ein Knochenverankerungselement dargestellt, das als Monoaxialschraube a bone anchoring element shown that as monoaxial 80 80 ausgebildet ist. is trained.
  • Bei der Monoaxialschraube In the monoaxial 80 80 ist der Schraubenkopf als Aufnahmeteil is the screw head as a receiving part 81 81 ausgebildet. educated. Zur Aufnahme des Stabes For receiving the rod 82 82 ist an das erste freie Ende des Aufnahmeteils is at the first free end of the receiving part 81 81 angrenzend eine U- förmige Ausnehmung adjacent a U-shaped recess 83 83 vorgesehen. intended. Die durch die U-förmige Ausnehmung gebildeten freien Schenkel The free legs formed by the U-shaped recess 84 84 , . 84' 84 ' weisen auf ihrer Innenseite ein Innengewinde auf, in das das Aussengewinde einer Innenschraube have on their inside an internal thread into which the external thread of a female screw 85 85 eingreift. intervenes. Der Stab The rod 82 82 wird im zusammengebauten Zustand der Monoaxialschraube zwischen dem Boden der U-förmigen Ausnehmung is in the assembled state of the monoaxial screw between the bottom of the U-shaped recess 83 83 und der Innenschraube and the female screw 85 85 festgeklemmt. clamped. Angrenzend an ein dem ersten freien Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Aufnahmeteils Adjacent to a free end opposite the first end of the second receiving part 81 81 ist ein nicht dargestellter zylindrischer Ansatz mit einem Außengewinde vorgesehen, der in das an das erste Ende des elastischen Elementes an unillustrated cylindrical projection is provided with an external thread, which in the first to the end of the elastic element 1 1 angrenzende Innengewinde adjoining internal thread 5 5 eingreift. intervenes. Angrenzend an das dem ersten Ende des elastischen Abschnittes Adjacent to the first end of the elastic portion 1 1 gegenüberliegende Ende weist die Monoaxialschraube einen Gewindeschaft opposite end, the monoaxial screw a threaded shaft 86 86 auf, der wie der oben beschriebene Gewindeschaft on which, as described above, the threaded shaft 62 62 der Polyaxialknochenschraube the Polyaxialknochenschraube 60 60 ausgebildet ist und mit einem nicht dargestellten zylindrischen Ansatz mit einem Außengewinde in das Innengewinde and is formed with a not shown cylindrical projection with an external thread into the internal thread 5' 5 ' des elastischen Elements the elastic member 1 1 eingreift. intervenes.
  • Im Betrieb werden zunächst der Gewindeschaft In operation, first the threaded shaft 86 86 und das Aufnahmeteil in die beiden Innengewinde and the receiving part in the two female thread 5 5 , . 5' 5 ' des elastischen Elements the elastic member 1 1 eingeschraubt. screwed. Anschließend wird die Monoaxialschraube Subsequently, monoaxial is 80 80 in den Knochen oder den Wirbel eingeschraubt. screwed into the bone or vertebrae. Dann wird die U-förmige Ausnehmung Then, the U-shaped recess is 83 83 ausgerichtet und der Stab aligned and the rod 82 82 eingelegt. inserted. Schließlich wird der Stab Finally, the staff is 82 82 mit der Innenschraube with the internal screw 85 85 fixiert. fixed.
  • Als weiteres Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße elastische Element As another application example of the inventive resilient member 1 1 ist in is in 5d 5d eine Draufsicht auf ein Verbindungselement a plan view of a connecting element 90 90 zu sehen, das aus einem stabförmigen Abschnitt to see which of a rod-shaped section 91 91 , einem Federelement , A spring element 1 1 und einer Platte and a plate 92 92 besteht. consists.
  • Der stabförmige Abschnitt The rod-shaped section 91 91 . , weist einen nicht dargestellten zylindrischen Ansatz mit einem Außengewinde zum Einschrauben in das an das eine Ende des Federelementes includes a non-illustrated cylindrical projection with an external thread for screwing into the to the one end of the spring element 1 1 angrenzende Innengewinde adjoining internal thread 5 5 auf. on. Ebenso weist die Platte Likewise, the plate 92 92 einen nicht dargestellten zylindrischen Ansatz mit einem Außengewinde zum Einschrauben in das an das andere Ende des Federelementes a not shown cylindrical projection with an external thread for screwing into the the other end of the spring element 1 1 angrenzende Innengewinde adjoining internal thread 5' 5 ' auf. on.
  • Die Platte besteht aus zwei in der Draufsicht kreisförmigen Abschnitten The plate consists of two in plan view circular portions 93 93 , . 93' 93 ' , die über einen Stegabschnitt That a web portion 94 94 miteinander verbunden sind. are connected together. Die Breite B des Stegabschnittes The width B of the web portion 94 94 ist geringer als der Durchmesser D der kreisförmigen Abschnitte is less than the diameter D of the circular portions 93 93 , . 93' 93 ' . , Koaxial zu den kreisförmigen Abschnitten sind zwei Bohrungen Coaxially to the circular portions are two bores 95 95 , . 95' 95 ' für Senkschrauben durch die Platte vorgesehen. provided for countersunk screws through the plate.
  • Wie in As in 5d 5d zu sehen weist die erste Seite see, the first page 96 96 der Platte eine konvexe Krümmung auf während die zweite Seite the plate has a convex curvature while the second side 97 97 der Platte eine konkave Krümmung zum Anliegen dieser Seite an einen Knochen aufweist. the plate has a concave curvature to the concern of this page to a bone. Durch die unterschiedlichen Krümmungsradien der beiden Seiten Due to the different radii of curvature of both sides 96 96 , . 97 97 der Platte the plate 92 92 verjüngt sich die Platte tapering the plate 92 92 zu den seitlichen Rändern to the lateral edges 98 98 , . 98' 98 ' hin. out. Dadurch kann die Platte stabil und gleichzeitig raumsparend sein. Thus, the plate can be stable and at the same space-saving. Die Bohrungen the holes 95 95 , . 95' 95 ' sind in ihrer Form zur Aufnahme von Senkschrauben angepasst. are adapted in their shape to accommodate countersunk screws.
  • Abwandlungen der mit den Modifications of the 5a 5a bis to 5d 5d beschriebenen Anwendungsbeispiele sind möglich. Application examples described are possible. So wurde das stabförmige Element Thus, the rod-shaped element was 50 50 , die Polyaxialknochenschraube That Polyaxialknochenschraube 60 60 , die Monoaxialschraube That monoaxial 80 80 und das Verbindungselement and the connecting member 90 90 so beschrieben, dass das elastische Element so described that the elastic member 1 1 als separates Teil ausgebildet ist und mit den übrigen Teilen verschraubt ist. is formed as a separate part and is screwed to the other parts. Es ist jedoch auch möglich, dass das erfindungsgemäße elastische Element als Abschnitt eines einstückigen stabförmigen Elementes, eines einstückigen Schraubenelementes, einer einstückigen Monoaxial schraube und eines einstückigen Verbindungselementes mit einem Stab- und einem Plattenabschnitt ausgebildet ist. However, it is also possible that elastic element of the invention as a screw portion of a one-piece rod-shaped element, a one-piece screw element, a one-piece Monoaxially and a one-piece connecting element having a rod and a plate portion is formed. Weiter ist es auch möglich das elastische Element mit Passsitz mit den anderen Elementen wie dem Gewindeschaft Further, it is also possible the elastic element with a snug fit with the other elements such as the threaded shaft 62 62 , dem Stababschnitt , The rod section 51 51 , . 51' 51 ' , mit der Platte , With the plate 92 92 oder dem Schraubenkopf or the screw head 63 63 zu verbinden. connect to.
  • In In 6 6 ist eine Stabilisierungsvorrichtung is a stabilizing device 100 100 für die Wirbelsäule dargestellt, wobei zwei Knochenverankerungselemente shown for the spine, with two bone anchoring elements 101 101 , . 101' 101 ' und ein diese verbindendes elastisches stabförmiges Element and a connecting these elastic rod-shaped element 103 103 vorgesehen ist. is provided. Die Schraubenelemente The screw elements 102 102 , . 102' 102 ' der Knochenverankerungselemente the bone anchoring elements 101 101 bzw. or. 101' 101 ' und das elastische stabförmige Element and the resilient rod-shaped element 103 103 weisen jeweils ein erfindungsgemäßes elastisches Element each comprise an inventive resilient member 1 1 auf. on. Die beiden Schraubenelemente The two screw members 102 102 , . 102' 102 ' sind in Wirbel are in eddy 103 103 , . 103' 103 ' eingeschraubt, sodass zwischen diesen Wirbeln über die Stabilisierungsvorrichtung screwed, so between these vertebrae on the stabilizing device 100 100 eine dynamische Stabilisierung hergestellt wird. a dynamic stabilization is produced.
  • Durch die Mehrteiligkeit des elastischen stabförmigen Elementes und der Schraubenelemente ist es möglich, durch die Kombination von nur wenigen Grundelementen Stabilisierungsvorrichtungen Due to the multi-part of the resilient rod-shaped element and the screw members, it is possible by the combination of only a few basic elements stabilizing devices 100 100 mit verschiedenen Eigenschaften zu erhalten. to obtain various properties. Die Stabilisierungsvorrichtung muß nicht notwendigerweise Knochenverankerungselemente mit einem elastischen Element und ein stabförmiges Element mit dem elastischen Element beinhalten. The stabilizing device need not necessarily include bone anchoring elements with an elastic element and a rod member with the elastic member. Je nach Anwendungsgebiet ist es auch möglich, nur ein stabförmiges Element mit einem elastischem Element und Knochenverankerungselemente ohne elastisches Element mit starren Schraubenelementen vorzusehen. Depending on the application, it is also possible to provide only a rod-shaped member with an elastic element and bone anchoring elements without elastic member having rigid screw members.
  • Die Herstellung eines elastischen Elementes The preparation of an elastic element 1 1 nach der ersten Ausführungsform ist in den according to the first embodiment is shown in 7a 7a , . 7b 7b , und , and 7c 7c dargestellt. shown.
  • Zur Herstellung eines elastischen Elements For the preparation of an elastic element 1 1 mittels Drahterodieren wird in einem Vollzylinder aus einem körperverträglichen Material, wie z. by means of wire EDM is used in a solid cylinder made of a biocompatible material, such. B. Titan, senkrecht durch die Mittenachse des Zylinders eine sich durch den gesamten Zylinder erstreckende erste Bohrung As titanium, perpendicular through the center axis of the cylinder a cylinder extending through the entire first bore 110 110 erzeugt. generated. Dann wird eine zweite Bohrung Then, a second bore 111 111 koaxial zu der Mittenachse des Zylinders über dessen gesamte Länge gebildet, sodass ein Hohlzylinder formed coaxially to the center axis of the cylinder over its entire length, so that a hollow cylinder 112 112 entsteht. arises. Die Reihenfolge des Bildens der ersten und der zweiten Bohrung ist beliebig und kann auch umgekehrt sein. The order of forming the first and the second hole is arbitrary and may be reversed. Anschließend wird durch die erste Bohrung Subsequently, through the first bore 110 110 zum Drahterodieren ein Draht for wire EDM wire 113 113 durchgeführt. carried out. 7a 7a deutet diesen Verfahrensschritt durch einen Pfeil P an. indicated this process step to by an arrow P.
  • Im nächsten Schritt wird mit dem Draht In the next step, with the wire 113 113 Drahterodieren durchgeführt, während der Hohlzylinder Wire EDM performed while the hollow cylinder 112 112 entlang der Mittenachse in Richtung X mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit relativ zum Draht verschoben und gleichzeitig mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um seine Mittenachse gedreht wird. is displaced along the center axis in the direction X at a constant feed rate relative to the wire and simultaneously rotated at a constant angular velocity about its center axis. Die Drehung ist in The rotation is in 7b 7b durch einen Pfeil D angedeutet. indicated by an arrow D. Dabei kommt es allein auf eine Relativbewegung zwischen Draht und Hohlzylinder an. It depends solely on a relative movement between the wire and a hollow cylinder. So kann entweder der Draht raumfest sein und der Hohlzylinder bewegt werden oder aber auch umgekehrt. Thus, either the wire may be fixed in space and the hollow cylinder are moved or vice versa. Auf diese Art und Weise werden durch Drahterodieren gleichzeitig zwei Schraubenlinien mit gleicher Steigung und zwei Ausnehmungen In this manner, by wire EDM simultaneously two helices with the same pitch and two recesses 114 114 , . 115 115 in der Wandung des Hohlzylinders gebildet, die in radialer Richtung in die Bohrung formed in the wall of the hollow cylinder in the radial direction into the bore 111 111 münden. lead. 7c 7c zeigt das elastische Element kurz vor dem Ende des Schrittes des Drahterodierens. shows the resilient member just before the end of the step of wire EDM. Nachdem die Ausnehmungen in axialer Richtung über eine vorbestimmte Länge gebildet worden sind, wird der Vorschub und die Drehung des Hohlzylinders gestoppt. After the recesses are formed in the axial direction over a predetermined length, the feed and the rotation of the hollow cylinder is stopped.
  • Wie in As in 8 8th dargestellt können zu Beginn des Drahterodierens und am Ende des Drahterodierens jeweils ein halbkreisförmiger Auslauf shown to the beginning of the erosion wire and the end of the wire eroding each of a semi-circular outlet 120 120 , . 120' 120 ' gebildet werde. am made. Die Form des Auslaufs The shape of the spout 120 120 bzw. or. 120' 120 ' hat nicht zwingend die Form eines Halbkreises, sondern kann auch jede andere beliebige Form, wie die eines anderen Kreisabschnittes, haben, durch die Belastungsspitzen in dem Material am Übergang vom flexiblen Abschnitt zum festen Abschnitt im Betrieb gering gehalten werden. has not necessarily the form of a semicircle, but may also have any other shape such as that of another circuit portion, can be suppressed by the stress peaks in the material at the transition from the flexible portion to the fixed portion during operation.
  • Der Vorteil des oben beschriebenen Verfahrens mit Drahterodieren liegt für die Erzeugung des Auslaufs darin, dass die Ausläufe der beiden Schraubenfedern jeweils in einem gemeinsamen Arbeitsschritt hergestellt werden können, ein zusätzliches Umschalten zwischen den Achsen der Drahterodiermaschine ist bei dieser Ausführungsform im Vergleich zur Herstellung einer Einfachschraubenfeder nicht notwendig. The advantage of the method described above with wire EDM is for the production of the spout in the fact that the outlets of the two coil springs can be manufactured in a common working step, an additional switch between the axes of the wire electrical discharge machine is in this embodiment in comparison to the production of a single coil spring not necessary.
  • Schließlich wird in den zwei an die beiden Enden angrenzenden Endabschnitten der koaxialen Bohrung entlang der Mittenachse jeweils ein Innengewinde Finally, in the two adjacent ends of the two end portions of the coaxial bore along the center axis is in each case an internal thread 5 5 , . 5' 5 ' gebildet. educated.
  • Alternativ kann das elastische Element Alternatively, the elastic member 1 1 auch mittels Fräsen hergestellt werde. will produced by milling. Dabei geht man wiederum von einem Zylinder mit einem vorbestimmten Außendurchmesser aus einem körperverträglichen Material, wie zB Titan, aus und fräst mit einem dünnen Scheibenfräser entlang einer ersten Schraubenlinie, deren Hauptachse kollinear zu der Hauptachse des Zylinders ist eine erste Ausnehmung. This process starts again from a cylinder having a predetermined outer diameter from a biocompatible material such as titanium, and milled with a thin disc cutter along a first helical line, whose major axis to the major axis of the cylinder is collinear with a first recess. Dann wird in einem zweiten Schritt entlang einer zweiten Schraubenlinie, deren Windungen zwischen den Windungen der ersten Schraubenlinie verlaufen eine weitere Ausnehmung gebildet. Then, in a second step, the turns between the turns of the first helix extend a further recess is formed along a second helical line. Anschließend wird entlang der Hauptachse des Zylinders über die gesamte Länge des Zylinders eine Bohrung derart gebildet, dass die Ausnehmungen in diese Bohrung münden. The mixture is then formed along the major axis of the cylinder over the entire length of the cylinder bore such that the recesses open into this bore. Der Auslauf der Spirale am Übergang zwischen dem Spiralabschnitt und dem endseitigen Abschnitt des elastischen E lementes hat einen großen Einfluss auf die Stabilität des elastischen Elements The outlet of the coil at the transition between the spiral portion and the end portion of the elastic E lementes has a great influence on the stability of the elastic member 1 1 . , Daher wird mit einem Fingerfräser der Auslauf der Spirale an beiden Enden der Spirale derart nachbearbeitet, dass die scharfe Kante an der Innenseite der Bohrung entfernt wird. Therefore, it is post-processed with a milling cutter of the outlet of the coil at both ends of the coil such that the sharp edge is removed on the inside of the bore. Dazu wird der Auslauf mit einem Fingerfräser in einem Winkel tangential zur Spiralkontur gefräst. For this purpose the outlet with a milling cutter at an angle tangentially to the spiral contour milled. Im Anschluss daran wird das Bauteil innen und außen entgratet. Subsequently, the part is trimmed inside and out.
  • Schließlich wird wie bei dem zuvor beschriebenen Verfahren in den zwei Endabschnitten der koaxialen Bohrung entlang der Mittenachse jeweils ein Innengewinde Finally, as with the previously described method in the two end portions of the coaxial bore along the center axis is in each case an internal thread 5 5 , . 5' 5 ' gebildet. educated.
  • Weitere alternative Herstellungsverfahren für das elastische Element sind die Laserbearbeitung oder die Wasserstrahlbearbeitung, wobei die Herstellung analog dem Drahterodieren erfolgt, jedoch anstelle des gleichzeitigen Bildens von zwei Ausnehmungen durch einen durch die erste Bohrung durchgeführten Draht durch einen durch die erste Bohrung geführten Laserstrahl oder Wasserstrahl erfolgt. Another alternative manufacturing method for the elastic element, the laser machining or water jet machining, but the preparation is analogous to the wire EDM, instead of simultaneously forming two recesses by a process performed through the first bore wire through a guided through the first bore or water jet laser beam is carried out.
  • In einer Abwandlung wird bei den obigen Verfahren anstelle zumindest eines der Innengewinde In a modification, instead, in the above method, at least one of the female thread 5 5 , . 5' 5 ' zu Beginn des Verfahrens durch Drehen ein zylinderförmiger Ansatz mit einem Außengewinde gebildet. formed at the beginning of the process by rotating a cylindrical neck with an external thread. In diesem Fall muss der Durchmesser der Bohrung In this case, the diameter of the hole must 111 111 kleiner als der Durchmesser des zylinderförmigen Ansatzes sein. be smaller than the diameter of the cylindrical extension.
  • In einer weiteren Abwandlung des Herstellungsverfahrens wird das Federelement entsprechend der sechsten und siebten Ausführungsform ohne eine durchgehende Bohrung In a further modification of the manufacturing process, the spring element according to the sixth and seventh embodiments will be without a through bore 111 111 hergestellt. manufactured.

Claims (14)

  1. Elastisches Element ( Elastic element ( 1 1 , . 11 11 , . 21 21 ) zur Verwendung in Stabilisierungseinrichtungen für Knochen oder Wirbel, welches als ein im wesentlichen zylinderförmiger Körper mit einem ersten Ende ( ) For use in stabilization means for bones or vertebrae, which (as a substantially cylindrical body having a first end 9 9 , . 17 17 , . 22 22 ) und einem diesem gegenüberliegenden zweiten Ende ( ) And a second end opposite thereto ( 9' 9 ' , . 17' 17 ' , . 22' 22 ' ) und mit einem elastischen Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Ende ausgebildet ist, wobei der elastische Abschnitt aus wenigstens zwei Schraubenfedern mit gleicher Steigung (α) gebildet ist, die koaxial derart angeordnet sind, dass die Windungen ( is formed) and an elastic portion between the first and the second end, wherein the elastic portion of at least two coil springs having the same pitch (α) is formed, which are arranged coaxially such that the turns ( 3 3 ) der einen Schraubenfeder ( ) Of the one coil spring ( 7 7 ) zumindest in einem Abschnitt der Schraubenfeder zwischen den Windungen ( ) At least in a portion of the coil spring (between the turns 4 4 ) der anderen Schraubenfeder ( () Of the other coil spring 8 8th ) verlaufen. ) Run.
  2. Elastisches Element ( Elastic element ( 1 1 , . 11 11 , . 21 21 ) nach Anspruch 1, wobei die Schraubenfedern den gleichen Außendurchmesser aufweisen. ) According to claim 1, wherein the helical springs have the same external diameter.
  3. Elastisches Element nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schraubenfedern ( Elastic element according to claim 1 or 2, wherein the helical springs ( 7 7 , . 8 8th ) in einer Ebene, die die Mittenachse der Schraubenfedern ( ) In a plane (the center axis of the coil springs 7 7 , . 8 8th ) enthält, den gleichen Querschnitt der Windungen ( ) Which (the same cross section of the turns 3 3 , . 4 4 ) aufweisen. ) respectively.
  4. Elastisches Element ( Elastic element ( 1 1 , . 11 11 , . 21 21 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit zwei im wesentlichen gleichen Schraubenfedern, wobei jede der beiden Schraubenfedern ( ) (According to any of claims 1 to 3, with two substantially identical helical springs, each of the two coil springs 7 7 , . 8 8th ) relativ zur anderen um ihre gemeinsame Mittenachse um 180° gedreht ist. ) Is rotated relative to the other about their common center axis by 180 °.
  5. Elastisches Element ( Elastic element ( 1 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem elastischen Element koaxial zur Mittenachse (M) eine durchgehende dritte Bohrung ( ) According to one of claims 1 to 4, wherein in the elastic element coaxial with the center axis (M) has a through third hole ( 2 2 ) vorgesehen ist, die sich von dem ersten Ende ( ) Is provided, which (from the first end 9 9 ) bis zu dem zweiten Ende ( ) To the second end ( 9' 9 ' ) des zylinderförmigen Körpers erstreckt. ) Of the cylindrical body extends.
  6. Elastisches Element ( Elastic element ( 1 1 , . 11 11 , . 21 21 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das elastische Element aus einem körperverträglichen Material, insbesondere Titan, besteht. ) According to one of claims 1 to 5, wherein the elastic member is made of a biocompatible material, in particular titanium,.
  7. Elastisches Element ( Elastic element ( 1 1 , . 11 11 , . 21 21 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei an das erste Ende angrenzend ein erster zylindrischer Ansatz ( ) According to one of claims 1 to 6, wherein adjacent a first cylindrical extension (to the first end 16 16 , . 23 23 , . 23' 23 ' ) mit einem Außengewinde oder eine erste Bohrung mit einem Innengewinde ( ) (With an external thread or a first bore with an internal thread 5 5 , . 5' 5 ' , . 15 15 ) vorgesehen ist zum Verbinden mit einem Schaft ( ) Is provided for connection to a shank ( 62 62 ) oder mit einem Kopf ( () Or with a head 63 63 ) einer Knochenschraube ( () Of a bone screw 61 61 ), zum Verbinden mit einem Stababschnitt ( (), For connecting to a rod portion 51 51 , . 51' 51 ' ) oder zum Verbinden mit einer Platte ( ) Or (for connecting to a plate 92 92 ). ).
  8. Elastisches Element nach Anspruch 7, wobei an das zweite Ende ( Elastic element according to claim 7, wherein (to the second end 22' 22 ' ) angrenzend ein zweiter zylindrischer Ansatz ( ) Adjacent a second cylindrical projection ( 23' 23 ' ) mit einem Außengewinde oder eine zweite Bohrung mit einem Innengewinde ( ) (With an external thread or a second bore with an internal thread 5' 5 ' ) vorgesehen ist zum Verbinden mit einem Schaft ( ) Is provided for connection to a shank ( 62 62 ) oder mit einem Kopf ( () Or with a head 63 63 ) einer Knochenschraube ( () Of a bone screw 61 61 ), zum Verbinden mit einem Stababschnitt ( (), For connecting to a rod portion 51 51 , . 51' 51 ' ) oder zum Verbinden mit einer Platte ( ) Or (for connecting to a plate 92 92 ). ).
  9. Knochenverankerungselement ( Bone anchoring element ( 60 60 , . 80 80 , . 101 101 , . 101' 101 ' ) mit einem Schaft ( ) (With a shaft 62 62 , . 86 86 ) zum Verankern im Knochen, wobei der Schaft einen Abschnitt mit einem elastischen Element ( ) For anchoring in the bone, wherein the shank has a portion (with an elastic member 1 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist, der einstückig oder mehrstückig ausgebildet ist. ) According to one of claims 1 to 8, which is formed in one piece or multi.
  10. Stabförmiges Element ( Rod-shaped element ( 50 50 ) zum Verbinden zweier Knochenverankerungselemente ( ) (For connecting two bone anchoring elements 60 60 , . 80 80 , . 101 101 , . 101' 101 ' ) mit einem elastischen Element ( ) (With an elastic member 1 1 , . 11 11 , . 21 21 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8; ) According to one of claims 1 to 8; und einem starren Stababschnitt ( (And a rigid rod portion 51 51 , . 51' 51 ' ), der an das eine Ende des elastischen Elements ( ) Attached to the (one end of the elastic member 1 1 , . 11 11 , . 21 21 ) angrenzt, wobei das stabförmige Element entweder einstückig oder mehrstückig ausgebildet ist. ) Is adjacent, wherein the rod-shaped element is formed either in one piece or in multiple pieces.
  11. Stabilisierungseinrichtung ( Stabilizing device ( 100 100 ) zur dynamischen Stabilisierung von Knochen, Knochenteilen oder der Wirbelsäule mit zumindest zwei Knochenverankerungselementen ( ) (For the dynamic stabilization of bones, bone fragments or vertebral column with at least two bone anchoring elements 101 101 , . 101' 101 ' ), die über ein stabförmiges Element ( ), Which (via a rod-shaped element 103 103 ) oder eine Platte miteinander verbunden sind, wobei ein Abschnitt oder ein Element der Stabilisierungseinrichtung als ein elastisches Element ( ) Or a plate are connected to each other, wherein a portion or an element of the stabilizer (as an elastic member 1 1 , . 11 11 , . 21 21 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist. ) Is designed according to one of claims 1 to. 8
  12. Verfahren zur Herstellung eines elastischen Elements ( A method of manufacturing an elastic element ( 1 1 , . 11 11 , . 21 21 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den Schritten: (a) Bereitstellen eines zylinderförmigen Körpers ( ) According to one of claims 1 to 8, comprising the steps of: ((a) providing a cylindrical body 112 112 ); ); (b) Bilden einer ersten Ausnehmung ( (B) forming a first recess ( 114 114 ) von außen in den zylinderförmigen Körper ( () From the outside into the cylindrical body 112 112 ) entlang einer ersten Schraubenlinie; ) Along a first helical line; (c) Bilden mindestens einer weiteren zweiten Ausnehmung ( (C) forming at least one further, second recess ( 115 115 ) von außen in den zylinderförmigen Körper ( () From the outside into the cylindrical body 112 112 ) entlang einer zweiten Schraubenlinie, wobei die Windungen der zweiten Schraubenlinie zumindest in einem Abschnitt zwischen den Windungen der ersten Schraubenlinie verlaufen. ) Along a second helical line, which extend the turns of the second helical line at least in a portion between the turns of the first helical line.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Bildung der Ausnehmungen mittels Drahterodieren, Wasserstrahlbearbeitung, Laserstrahlbearbeitung oder einem spanabtragenden Verfahren erfolgt. The method of claim 12, wherein the formation of the recesses by means of wire cutting, water jet machining, laser beam machining or a chip-removing process is carried out.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Erzeugung der ersten und der zweiten Ausnehmung in den Schritten (b) und (c) gleichzeitig erfolgt. The method of claim 12 or 13, wherein the generating of the first and the second recess in the steps (b) and (c) simultaneously.
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