DE102011111403A1

DE102011111403A1 - Tulpenkopfschraube zur Repositionierung von Wirbelkörpern

Info

Publication number: DE102011111403A1
Application number: DE102011111403A
Authority: DE
Inventors: Ronald Preusche
Original assignee: HUMANTECH GERMANY GmbH
Current assignee: Humantech Spine De GmbH
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: DE102011111403B4

Abstract

Tulpenkopfschraube zur Repositionierung von Wirbelkörpern bestehend aus einer, einen strukturierten Schraubenkopf (1) aufweisenden Pedikelschraube (2) zur Verankerung im Wirbel und einem U-förmig ausgestalteten Tulpenkopf (3), in den die Pedikelschraube eingelegt und über dessen Einpresskanten (8) verpresst wird, so dass eine einheitliche Baugruppe entsteht, wobei der Tulpenkopf der Aufnahme eines Korrekturstabs (4) dient und ein Innengewinde (5) zum Einbringen einer Setzschraube (7) hat sowie lnd (10) aufweist, die jeweils in eine linke und eine rechte Kopfflanke (11) und (12) und in eine linke und rechte verlängerte Kopfflanke (13) und (14) unterteilt sind, wobei am distalen Ende der Kopfflanken (15) an deren Außenseite eine radial umlaufende Sollbruchkante (16) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die radial umlaufende Sollbruchkante an der Außenseite des Tulpenkopfes einen Höhenversatz (x) (24) zwischen dem linken und dem rechten Schenkel hat und der Gewindegang des Tulpenkopfes im Bereich der äußeren umlaufenden Sollbruchkante (25) auf einen größeren Durchmesser wie der Rest des Gewindes (26) gefertigt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tulpenkopfschraube, wie sie in der Medizin zur Repositionierung von Wirbelkörpern bei diversen Indikationen (bspw. degenerative Bandscheibenerkrankungen, Spondylolisthese, Trauma, Deformationen, Tumor, Pseudarthrose, etc.) verwendet wird.
Tulpenkopfschrauben zur Repositionierung von Wirbelkörpern bestehen im Allgemeinen aus einer Pedikelschraube zur Verankerung im Knochen und einem oberen U-förmig ausgestalteten, über zwei Schenkel verfügenden Tulpenkopf, der der Aufnahme eines Korrekturstabes dient und über ein Innengewinde verfügt, in welches nach Einsetzen des Korrekturstabs eine Setzschraube bzw. Mutter zur Fixation des Korrekturstabs eingeschraubt wird. Dabei sind die beiden Schenkel üblicherweise verlängert, d. h. jeweils in eine Kopfflanke und in eine verlängerte Kopfflanke unterteilt, welche durch eine Sollbruchkante am distalen Ende der Kopfflanken voneinander getrennt werden können. Durch die verlängerten Schenkel können die entsprechenden Wirbel nach Einbringen der Pedikelschraube und Fixieren des Korrekturstabs über die verlängerten Kopfflanken zueinander ausgerichtet werden.
Eine solche Tulpenkopfschraube ist bereits in der DE 44 36 262 C1 unter der Bezeichnung „Repositionsschraube” beschrieben worden, die einen ein Knochengewinde aufweisenden Schraubenschaft und einen eine Nut aufweisenden Gabelkopf mit zwei in Achsrichtung der Schraube sich erstreckenden Schenkeln hat, wobei die Schenkel an ihrer Außenfläche ein Maschinengewinde zur Aufnahme einer Mutter aufweisen, mit der ein stabförmiges Element im Grund der Nut befestigbar ist. Die beiden Schenkel verfügen zudem über eine Sollbruchstelle, welche die beiden Schenkel in einen am Gabelkopf verbleibenden Abschnitt und in einen entfernbaren Abschnitt aufteilt. Nach Einsetzen des stabförmigen Elements in den Gabelkopf, Anziehen der Mutter und Abbrechen des entfernbaren Abschnitts der beiden Schenkel, wird die Mutter mit einer Hut- oder Kopfmutter fixiert, die auf dem überstehenden Abschnitt des Gewindes befestigt ist, um u. a. die Verletzungen des Gewebes durch die nach dem Kürzen entstehenden scharfen Enden der Schenkel zu vermeiden. Nachteilig hieran ist, dass nach Abbrechen der Schenkel ein scharfer Grat zurückbleiben kann, der das umliegende Gewebe verletzt, weshalb ein höherer Fertigungsaufwand erforderlich ist, um dies durch Einsatz einer Hut- oder Kopfmutter zu verhindern. Zudem ist ein ggf. erforderliches erneutes Ansetzen der Mutter nach erfolgtem Abbruch des entfernbaren Abschnitts der beiden Schenkel erheblich erschwert.
Eine weitere Tulpenkopfschraube wird in der DE 198 29 699 A1 unter der Bezeichnung „osteosynthetische Befestigungsvorrichtung” in Form einer Pedikelschraube mit U-förmigem Gabelkopf beschrieben, wobei der Gabelkopf verlängerte Schenkel und eine vom äußeren Ende des Gabelkopfes entfernt radial umlaufende Sollbruchstellennut hat, an der, nachdem der entsprechende Wirbel angehoben und höhenmäßig durch Anziehen der Klemmschraube an die Lage der übrigen Wirbel angepasst worden ist, die verlängerten Schenkel entfernt werden. Zusätzlich verfügen die Schenkel des Gabelkopfes an ihrer Außenseite über ein Außengewinde zur Aufnahme einer Rändelmutter, die ein Aufspreizen der Schenkel bei entsprechenden Kräften, die unter der Wirkung einer angezogenen Klemmschraube entstehen können, verhindert. Nachteilig ist auch hier, dass nach Abbrechen der Schenkel ein scharfer Grat zurückbleiben kann, wodurch es zu Verletzungen des umliegenden Gewebes kommen kann und ein ggf. erforderliches erneutes Ansetzen der Klemmschraube erheblich erschwert wird. Zudem stellt das Anbringen eines Außengewindes an den Schenkeln des Gabelkopfes, um ein Aufspreizen der Schenkel beim Anziehen der Klemmschraube zu verhindern, einen erhöhten Fertigungsaufwand dar.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Tulpenkopfschraube der vorgenannten Art so weiterzubilden, dass die Sollbruchkante nach erfolgtem Abbrechen der verlängerten Kopfflanken gratfrei ist, ein ggf. erforderliches erneutes Ansetzen der Setzschraube nach erfolgtem Abbrechen der verlängerten Kopfflanken problemlos möglich ist, der Fertigungsaufwand für diese Tulpenkopfschraube möglichst gering gehalten werden kann und der Korrekturstab im Tulpenkopf sicher fixiert ist. Darüberhinaus ist die Tulpenkopfschraube weiter optimiert worden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Tulpenkopfschraube zur Repositionierung von Wirbelkörpern nach Anspruch 1 gelöst.
Der Höhenversatz (x) zwischen dem linken und dem rechten Schenkel des Tulpenkopfes führt in vorteilhafter Weise zu einem gratfreien Bruch an der Sollbruchkante, da hierdurch der Höhenversatz berücksichtigt wird, der aufgrund der Gewindesteigung des Innengewindes besteht.
Zusätzlich ist der Gewindegang im Bereich der äußeren umlaufenden Sollbruchkante auf einen größeren Durchmesser wie der Rest des Gewindegangs gefertigt. Dies hat mehrere vorteilhafte Wirkungen: Zum einen wird hierdurch die Sollbruchkante gerade so stabil gehalten, dass ein sicheres Eindrehen der Setzschraube unter Kraftaufwendung möglich ist und dennoch das Abbrechen der verlängerten Kopfflanken nach Fixierung des Korrekturstabs unter geringem Kraftaufwand gratfrei erfolgen kann. Zum anderen ist durch den größeren Außendurchmesser im Bereich der Sollbruchkante gewährleistet, dass ein ggf. erneutes Ansetzen der Setzschraube nach dem Abbrechen der verlängerten Schenkel mühelos möglich ist.
Das Profil des Innengewindes des erfindungsgemäßen Tulpenkopfes ist mit dem Profil der Sollbruchkante identisch, was in vorteilhafter Weise ebenfalls zur Gratfreiheit nach dem Abbrechen der verlängerten Schenkel beiträgt.
In vorteilhafter Art und Weise wird durch die Ausgestaltung des Innengewindes des erfindungsgemäßen Tulpenkopfes, welches an den verlängerten Kopfflanken beginnt und auf Höhe der Instrumentenaufnahme der Kopfflanken aufhört und im ersten Gewindegang auf einen größeren Durchmesser ausgefräst ist, sowie die Ausgestaltung der Kontur der Setzschraube, welche im unteren Bereich angepasst ist, erreicht, dass die Setzschraube sowohl auf die verlängerten Kopfflanken sowie nach deren Abbrechen auch auf die Kopfflanken mühelos und ohne Verklemmen angesetzt werden kann.
Der Tulpenkopf der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube weist jeweils an den Kopfflanken und an den verlängerten Kopfflanken zwei identische Instrumentenaufnahmen auf, was eine größere Variabilität bei der Anwendung der Schrauben ermöglicht, da dasselbe Instrumentarium sowohl für die erfindungsgemäßen Tulpenkopfschrauben als auch für die Tulpenkopfschrauben die nur über eine Kopfflanke und nicht auch noch zusätzlich über verlängerte Kopfflanken verfügen, verwendet werden kann.
Vor dem Einschrauben der Setzschraube wird bei der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube eine Flankenschutzhülse, deren innerer Radius dem äußeren Radius des Tulpenkopfes entspricht und deren Oberfläche im inneren Radius glatt ausgestaltet ist, um den Tulpenkopf herum angebracht. Hierdurch kann der Fertigungsaufwand für Gewinde o. Ä. am äußeren Rand des Tulpenkopfes minimiert werden.
Das Gewinde der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube ist dreiteilig, d. h. es hat eine konische Schraubenspitze (Länge für alle Schraubentypen identisch, Kern- und Außendurchmesser gleicher Winkel), einen zylindrischen mittleren Teil (variable Länge abhängig von Schraubenlänge) und einen oberen wiederum konischen Teil (Kern- und Außendurchmesser des Gewindes gleicher Winkel) hierdurch wird die Verbindung zwischen Knochen und dem Gewinde der Tulpenkopfschraube und damit die Haltbarkeit des Implantats an sich optimiert, da der Hauptteil der Fixierung durch den konischen oberen Teil des Gewindes im kortikalen Bereich des Knochens (härtere äußere Knochenschicht) erfolgt und nicht bloß im teilweise sehr spröden Knochengewebe, in dem die Schrauben positioniert werden (schwammartige Spongiosa mit relativ wenig Halt für die Schraube) Darüberhinaus setzt das Gewinde bereits bei einem 0 von 2 mm an und ist damit selbstschneidend, so dass der Kraft- und Instrumentarienaufwand beim Setzen der Tulpenkopfschraube gering gehalten werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 einen Querschnitt der Baugruppe der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube bestehend aus Pedikelschraube und Tulpenkopf vor Verpressen nebst Korrekturstab und Setzschraube vor deren Einsetzen
2 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube vor Einsetzen des Korrekturstabs
3 eine Detailansicht der Sollbruchkante und des Gewindeprofils der beiden Schenkel der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube
4 eine Detailansicht der äußeren umlaufenden Sollbruchkante und des Innengewindes im Querschnitt der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube
5 eine Detailansicht des oberen Gewindeanlaufs des Innengewindes der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube
6 eine Zusammenbaudarstellung der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube mit einzulegendem Korrekturstab und der Setzschraube
7 eine Zusammenbaudarstellung der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube nach gratfreiem Abbruch der verlängerten Kopfflanken
1 und 2 zeigen die Baugruppe der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube bestehend aus einer, einen strukturierten Schraubenkopf (1) aufweisenden Pedikelschraube (2) zur Verankerung im Wirbel und einem U-förmig ausgestalteten Tulpenkopf (3) zur Aufnahme eines Korrekturstabs (4), wobei der Tulpenkopf über ein Innengewinde (5) verfügt, in das die im unteren Bereich (6) angepasste Setzschraube (7) eingesetzt wird, und eine Einpresskante (8) hat, über die die Pedikelschraube beim Zusammebau der Baugruppe mit dem Tulpenkopf verpresst wird. Der Tulpenkopf verfügt über zwei sich links und rechts gegenüberliegende verlängerte Schenkel (9) und (10), die in jeweils eine linke und eine rechte Kopfflanke (11) und (12) und in eine linke und eine rechte verlängerte Kopfflanke (13) und (14) unterteilt sind und, die am distalen Ende der Kopfflanken (15) an deren Außenseite eine radial umlaufenden Sollbruchkante (16) haben. Zusätzlich sind die Instrumentenaufnahmen der beiden Kopfflanken (17) mit den Instrumentenaufnahmen der beiden verlängerten Kopfflanken (18) identisch. Darüberhinaus besteht das Gewinde der Pedikelschraube (19) aus einer konischen Schraubenspitze (20), einem zylindrischen mittleren Teil (21) und einem konischen oberen Teil (22), wobei die Schraubenspitze bei einem 0 von 2 mm (23) ansetzt.
3 und 4 zeigen den Höhenversatz (x) (24) der Sollbruchkante zwischen dem linken (9) und dem rechten (10) Schenkel. Zudem ist ersichtlich, dass der Gewindegang des Tulpenkopfes im Bereich Sollbruchkante einen größeren Durchmesser (25) hat wie der Rest des Gewindes (26) und das Profil der Sollbruchkante (27) dem des Innengewindes (28) entspricht.
5 zeigt in einer Detailansicht das Innengewinde der erfindungsgemäßen Tulpenkopfschraube, wobei das distale Ende der verlängerten Kopfflanken im ersten Gewindegang (29) abgefräst ist.
6 zeigt die erfindungsgemäße Tulpenkopfschraube mit eingelegtem Korrekturstab, eingeschraubter Setzschraube und um den Tulpenkopf zum Schutz vor Aufspreizen der Schenkel herumgelegte Flankenschutzhülse (30).
7 zeigt die gratfreie Bruchstelle (31) am distalen Ende der Kopfflanken nach Abbruch der verlängerten Kopfflanken.
Bezugszeichenliste

1: Strukturierter Schraubenkopf
2: Pedikelschraube
3: U-förmiger Tulpenkopf
4: Korrekturstab
5: Innengewinde
6: Unterer Bereich der Setzschraube
7: Setzschraube
8: Einpresskante
9: Linker Schenkel
10: Rechter Schenkel
11: Linke Kopfflanke
12: Rechte Kopfflanke
13: Linke verlängerte Kopfflanke
14: Rechte verlängerte Kopfflanke
15: Distales Ende der Kopfflanken
16: Sollbruchkante
17: Instrumentenaufnahme Kopfflanken
18: Instrumentenaufnahme verlängerte Kopfflanken
19: Pedikelschraubengewinde
20: Konische Schraubenspitze
21: Zylindrischer Mittelteil
22: Konischer oberer Teil
23: Schraubenspitzenansatz
24: Höhenversatz (x) der Sollbruchkante zwischen dem linken und dem rechten Schenkel
25: Durchmesser des Gewindegangs im Bereich der äußeren umlaufenden Sollbruchkante
26: Durchmesser des restlichen Gewindes
27: Profil der Sollbruchkante
28: Profil des Innengewindes
29: Erster Gewindegang des Innengewindes am distalen Ende der verlängerten Kopfflanken
30: Flankenschutzhülse
31: Gratfreie Bruchstelle am distalen Ende der Kopfflanke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4436262 C1 [0003]
DE 19829699 A1 [0004]

Claims

Tulpenkopfschraube zur Repositionierung von Wirbelkörpern bestehend aus einer, einen strukturierten Schraubenkopf (1) aufweisenden Pedikelschraube (2) zur Verankerung im Wirbel und einem U-förmig ausgestalteten Tulpenkopf (3), in den die Pedikelschraube eingelegt und über dessen Einpresskanten (8) verpresst wird, so dass eine einheitliche Baugruppe entsteht, wobei der Tulpenkopf der Aufnahme eines Korrekturstabs (4) dient und ein Innengewinde (5) zum Einbringen einer Setzschraube (7) hat sowie links und rechts jeweils verlängerte Schenkel (9) und (10) aufweist, die jeweils in eine linke und eine rechte Kopfflanke (11) und (12) und in eine linke und rechte verlängerte Kopfflanke (13) und (14) unterteilt sind, wobei am distalen Ende der Kopfflanken (15) an deren Außenseite eine radial umlaufende Sollbruchkante (16) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die radial umlaufende Sollbruchkante an der Außenseite des Tulpenkopfes einen Höhenversatz (x) (24) zwischen dem linken und dem rechten Schenkel hat und der Gewindegang des Tulpenkopfes im Bereich der äußeren umlaufenden Sollbruchkante (25) auf einen größeren Durchmesser wie der Rest des Gewindes (26) gefertigt ist.
Tulpenkopfschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Sollbruchkante (27) dem Profil des Innengewindes (28) entspricht.
Tulpenkopfschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (5) im Tulpenkopf an den verlängerten Kopfflanken (13) und (14) ansetzt und auf Höhe der Instrumentenaufnahme der Kopfflanken (17) aufhört.
Tulpenkopfschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gewindegang (29) im Tulpenkopf auf einen größeren Durchmesser ausgefräst ist.
Tulpenkopfschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tulpenkopf (3) jeweils an den Kopfflanken (11) und (12) und an den verlängerten Kopfflanken (13) und (14) identische Instrumentenaufnahmen (17) und (18) hat.
Tulpenkopfschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Flankenschutzhülse (30) hat, deren Oberfläche im inneren Radius glatt ausgestaltet ist und deren innerer Radius dem äußeren Radius des Tulpenkopfes entspricht.
Tulpenkopfschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Setzschraube (7) im unteren Bereich (6), d. h. unterhalb des ersten Gewindegangs angepasst ist.
Tulpenkopfschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde der Pedikelschraube (19) dreiteilig ist, d. h. es eine konische Schraubenspitze (20) (Länge für alle Schraubentypen identisch, Kern- und Außendurchmesser gleicher Winkel), einen zylindrischen mittleren Teil (21) (variable Länge abhängig von Schraubenlänge) und einen oberen wiederum konischen Teil (22) (Kern- und Außendurchmesser des Gewindes gleicher Winkel) hat.
Tulpenkopfschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde bei einem 4 von 2 mm (23) ansetzt und damit selbstschneidend ist.