DE102011112890A1 - Knochenschrauben und Verfahren für deren Verwendung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung umfasst Knochenschrauben mit einem mit Gewinde versehenen Schraubenkörper und einem Schraubenkopf, der an einem Ende des Schraubenkörpers angebracht ist, wobei die Knochenschraube ferner enthält: a) einen inneren Kanal, der sich in Längsrichtung durch den Schraubenkopf und wenigstens durch einen Abschnitt des Schraubenkörpers erstreckt, wobei der innere Kanal eine Breite von weniger als 5,0 Millimetern aufweist; und b) eine Vielzahl von in radialer Richtung angeordneten Zufuhrkanälen, die den inneren Kanal mit der Umgebung des Schraubenkörpers verbinden, wobei jeder Zufuhrkanal äußere Öffnungen aufweist. Die Erfindung enthält ferner Vorrichtungen, die eine Knochenschraube und einen Zufuhrverteiler, der abnehmbar an dem Schraubenkopf der Knochenschraube angebracht ist, enthalten. Die Erfindung enthält zusätzlich Verfahren zur Behandlung eines Patienten mit einem Knochendefekt unter Verwendung einer hier beschriebenen Knochenschraube.

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und insbesondere Knochenschrauben und Verfahren für deren Verwendung bei der Behandlung von Knochendefekten.
• Hintergrund der Erfindung
• Fixierungsinstrumente und -vorrichtungen, die in einer großen Vielzahl unterschiedlicher Formen und Größen zur Verfügung stehen, sind lange Zeit bei der Reparatur von Knochendefekten wie z. B. Knochenfrakturen verwendet worden. Ein Arzt bringt typischerweise den zu reparierenden Knochen in die geeignete Position und verwendet dann die Fixierungsinstrumente und -vorrichtungen, um den Knochen während des Heilungsvorgangs in dieser Position zu fixieren.
• Die Fixierungsvorrichtung wie z. B. eine Knochenplatte oder ein Knochenstab kann an dem Knochen durch ein Fixierungsinstrument wie z. B. eine Knochenschraube fixiert werden. Alternativ kann eine Knochenschraube an sich verwendet werden, um einen Knochendefekt zu reparieren. Ein Nachteil, der mit herkömmlichen Knochenschrauben verbunden ist, besteht in der Möglichkeit, dass die Knochenschraube nach der Implantation ausgestoßen wird. Um ein Ausstoßen zu verhindern, sind Knochenschrauben mit einigem Erfolg durch verschiedene Gewindedesigns und Verriegelungsmerkmale modifiziert worden.
• Wenn ein Knochenanker oder eine Knochenschraube installiert wird, wird ein Chirurg typischerweise ein Loch bohren, den Bohrer entfernen und dann die Schraube in dem Loch installieren, während die Ausrichtung des Knochens auf einen weiteren Knochen oder eine Prothese aufrechterhalten wird. Die Knochenschraube kann in dem Knochenbett fixiert werden, indem das Loch vor der Installation der Schraube mit einem Knochenzement wie z. B. Polymethylmethacrylat oder anderen einfüllfähigen und fließfähigen Materialien gefüllt wird.
• Die Verwendung einer massiven Schraube mit einem Knochenzement oder einem anderen einfüllfähigen Material kann die anfängliche Steifigkeit und Festigkeit der Reparatur vergrößern, kann jedoch nicht das Lösen der Schraube an der Reparaturstelle signifikant verringern. Die Ersetzung von massiven Schrauben durch Lochschrauben (durchbohrte Schrauben), die einen Knochenzement oder ein anderes einfüllfähiges Material extrudieren können, kann die Festigkeit der Reparatur verbessern, während sich gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich die Schraube löst und herausgezogen wird, die Verteilung des Knochenzements oder des einfüllfähigen Materials durch die Schraube und an der gesamten Reparaturstelle bleibt jedoch ein Problem. Deswegen besteht ein Bedarf an einer Lochknochenschraube (durchbohrten Knochenschraube) zur Verwendung mit einem Knochenzement oder einem einfüllfähigen Material, die den Knochen an der Reparaturstelle fixieren kann, während sie außerdem das Lösen und Herausziehen der Knochenschraube nach der Reparatur verhindert.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Die Erfindung betrifft im Allgemeinen Knochenschrauben, Vorrichtungen, die die Knochenschrauben enthalten, und Verfahren zur Behandlung eines Patienten, der einen Knochendefekt besitzt, durch die Verwendung von Knochenschrauben, die hier beschrieben werden.
• Die Erfindung betrifft demzufolge in einem ersten Aspekt eine Knochenschraube, die einen mit Gewinde versehenen Schraubenkörper und einen Schraubenkopf, der an einem Ende des Schraubenkörpers angebracht ist, enthält; wobei die Knochenschraube des Weiteren enthält: a) einen inneren Kanal, der sich in Längsrichtung durch den Schraubenkopf und durch wenigstens einen Abschnitt des Schraubenkörpers erstreckt (z. B. im Wesentlichen durch die gesamte Länge des Schraubenkörpers oder lediglich durch eine Hälfte, ein Drittel oder einen kleineren Abschnitt der Länge des Schraubenkörpers), wobei der innere Kanal eine Breite von weniger als 5,0 Millimeter (mm) aufweist, z. B. kleiner oder gleich etwa 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm, 0,9 mm, 1,0 mm, 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm, 1,5 mm, 1,6 mm, 1,7 mm, 1,8 mm, 1,9 mm, 2,0 mm, 2,1 mm, 2,2 mm, 2,3 mm, 2,4 mm, 2,5 mm, 2,6 mm, 2,7 mm, 2,8 mm, 2,9 mm, 3,0 mm, 3,1 mm, 3,2 mm, 3,3 mm, 3,4 mm, 3,5 mm, 3,6 mm, 3,7 mm, 3,8 mm, 3,9 mm, 4,0 mm, 4,1 mm, 4,2 mm, 4,3 mm, 4,4 mm, 4,5 mm, 4,6 mm, 4,7 mm, 4,8 mm, 4,9 mm oder 5,0 mm ist oder wobei die Breite in einem Bereich liegt, der die vorhergehenden Werte überspannt, z. B. 0,4 bis 5,0 mm, 0,5 bis 4,0 mm, 0,8 bis 3,5 mm, 1,0 bis 3,2 mm, 1,2 bis 2,5 mm oder 1,6 bis 2,0 mm; und b) eine Mehrzahl von radial angeordneten Zufuhrkanälen, die den inneren Kanal mit der Umgebung des Schraubenkörpers verbinden. In verschiedenen Ausführungsformen ist der innere Kanal im Wesentlichen zylindrisch, verringert sich in der Breite (wobei die Ausdrücke ”Breite” und ”Durchmesser” im Kontext eines im Wesentlichen zylindrischen inneren Kanals als Synonyme verwendet werden) längs einer Richtung distal zum Schraubenkopf, verringert sich im Wesentlichen linear als eine Funktion des longitudinalen Abstands vom Schraubenkopf oder besitzt eine Breite, die sich schrittweise verringert. In einer weiteren Ausführungsform weisen die Zufuhrkanäle der Knochenschraube äußere Öffnungen mit unterschiedlichen Querschnittsflächen auf. In einer weiteren Ausführungsform sind die äußeren Öffnungen über die Länge des Schraubenkörpers positioniert. In einer Ausführungsform sind die äußeren Öffnungen zwischen den Gewindegängen des Schraubenkörpers positioniert (z. B. zwischen aufeinander folgenden Gewindegängen des Schraubenkörpers oder zwischen jedem Gewindegang des Schraubenkörpers). In anderen Ausführungsformen sind die äußeren Öffnungen i) in einem Bereich mit größer werdendem Querschnitt längs einer Richtung distal zum Schraubenkopf angeordnet oder ii) in im Wesentlichen gleichen Intervallen längs wenigstens eines Abschnitts des Schraubenkörpers positioniert oder iii) können im Wesentlichen kreisförmig sein, im Wesentlichen schlitzförmig sein, im Wesentlichen rechteckig sein, im Wesentlichen polygonal sein oder Kombination hiervon aufweisen (die Zufuhrkanäle können z. B. im Wesentlichen kreisförmige und im Wesentlichen schlitzförmige äußere Öffnungen enthalten). In anderen Ausführungsformen sind die Zufuhrkanäle so bemessen, dass sie im Wesentlichen gleiche Strömungsraten eines fließfähigen Mediums (z. B. ein Knochenhohlraumfüllmaterial, ein Zement (z. B. Polymethacrylat (PMA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Calciumphosphat oder Calciumsulfat), oder ein pharmazeutisches Mittel) erzeugen, das nach der Einführung des fließfähigen Mediums durch den Schraubenkopf in den inneren Kanal durch alle Zufuhrkanäle extrudiert wird. In einer Ausführungsform kann der Zement eine Paste, eine Spachtelmasse oder eine Aufschlämmung sein. In anderen Ausführungsformen härtet der Zement in weniger als 2 Stunden, 1 Stunde, 30 Minuten, 15 Minuten, 10 Minuten oder 5 Minuten aus.
• In anderen Ausführungsformen der Knochenschraube nach dem ersten Aspekt der Erfindung ist jeder Zufuhrkanal im Wesentlichen zylindrisch oder konisch längs wenigstens eines Abschnitts seiner radialen Achse. In einer weiteren Ausführungsform sind die Zufuhrkanäle in mehr als einer Winkelausrichtung in Bezug auf die Längsachse des Schraubenkörpers angeordnet. In weiteren Ausführungsformen ist bzw. sind für jeden der Zufuhrkanäle i) ein zusätzlicher Zufuhrkanal und eine äußere Öffnung im Wesentlichen im gleichen longitudinalen Abstand von dem Schraubenkopf positioniert und rund um die Längsachse des Schraubenkörpers im Wesentlichen um 180 Grad beabstandet oder ii) zwei zusätzliche Zufuhrkanäle und äußere Öffnungen im Wesentlichen im gleichen longitudinalen Abstand von dem Schraubenkopf positioniert und rund um die Längsachse des Schraubenkörpers im Wesentlichen um 120 Grad beabstandet oder iii) drei zusätzliche Zufuhrkanäle und äußere Öffnungen im Wesentlichen im gleichen longitudinalen Abstand von dem Schraubenkopf positioniert und rund um die Längsachse des Schraubenkörpers im Wesentlichen um 90 Grad beabstandet.
• In weiteren Ausführungsformen nach dem ersten Aspekt der Erfindung enthält der Knochenschraubenkörper des Weiteren wenigstens eine äußere Nut (die Nut bzw. die Nuten können z. B. im Wesentlichen geradlinig oder im Wesentlichen schraubenförmig sein), die sich längs wenigstens eines Abschnitts des Umfangs des Schraubenkörpers erstreckt und wenigstens eine Teilmenge der äußeren Öffnungen mit den Zufuhrkanälen verbindet. In einer Ausführungsform ist die Tiefe der äußeren Nut (der äußeren Nute) kleiner als die Tiefe der Zufuhrkanäle. In anderen Ausführungsformen enthält der Schraubenkörper des Weiteren eine Vielzahl äußerer Nute (z. B. zwei äußere Nute an im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten des Schraubenkörpers, drei äußere Nute in im Wesentlichen gleichem Abstand oder vier äußere Nute, bei denen jedes benachbarte Paar äußerer Nute im Wesentlichen in gleichem Abstand verläuft), wovon jede sich wenigstens längs eines Abschnitts des Umfangs des Schraubenkörpers erstreckt und wenigstens eine Teilmenge der äußeren Öffnungen der Zufuhrkanäle verbindet, wobei die Tiefe von jeder der äußeren Nute kleiner als die Tiefe jedes Zufuhrkanals ist. In anderen Ausführungsformen liegt die Tiefe von jeder der Nute relativ zu dem Hauptdurchmesser der Knochenschraube zwischen 0,1 mm und 1,0 mm. In einer weiteren Ausführungsform weist die Vielzahl äußerer Nute eine im Wesentlichen gleiche Form auf. In weiteren Ausführungsformen liegen die äußeren Öffnungen i) in einem Bereich der Querschnittsfläche von 0,1 mm² bis 12 mm² oder ii) sind im Wesentlichen kreisförmig und liegen in einem Durchmesserbereich von 0,1 mm bis 4 mm.
• In weiteren Ausführungsformen nach dem ersten Aspekt der Erfindung enthält die Knochenschraube zwischen 1 und 200 Zufuhrkanäle, z. B. 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150, 175 oder 200, oder eine Anzahl in einem Bereich, der die vorhergehenden Werte überspannt. In einer weiteren Ausführungsform sind die Zufuhrkanäle im Wesentlichen zylindrisch. In weiteren Ausführungsformen liegt die Länge des Schraubenkörpers zwischen etwa 10 mm und 200 mm (z. B. eine Länge zwischen etwa 20 mm und 100 mm), der Hauptdurchmesser des Schraubenkörpers liegt zwischen etwa 0,5 mm und 20 mm (z. B. ein Durchmesser zwischen etwa 2 und 10 mm), die Gewindegänge des Schraubenkörpers sind zwischen etwa 0,05 mm und 500 mm voneinander beabstandet (z. B. zwischen etwa 0,5 mm und 250 mm voneinander beabstandet), die radialen Höhen der Gewindegänge liegen zwischen etwa 0,1 mm und 20 mm (z. B. zwischen etwa 2 und 10 mm), der Durchmesser des Schraubenkopfes liegt zwischen etwa 3 mm und 30 mm (z. B. zwischen etwa 5 und 20 mm) und die Höhe des Schraubenkopfes liegt zwischen etwa 1 mm und 25 mm (z. B. zwischen etwa 5 und 15 mm).
• In Bezug auf alle Abmessungen der Knochenschraube, die hier beschrieben sind, sind größere oder kleinere Knochenschrauben, die in einigen oder allen Abmessungen proportional skaliert sind, ebenso vorgesehen wie größere oder kleinere Knochenschrauben, die nicht proportional skaliert sind. Im Allgemeinen werden die Abmessungen einer Knochenschraube, die bei einer chirurgischen Prozedur verwendet werden soll, in Übereinstimmung mit der Größe des Knochens oder der Knochen, die behandelt werden, ausgewählt.
• In weiteren Ausführungsformen nach dem ersten Aspekt der Erfindung ist die Knochenschraube aus einem Material hergestellt, das aus einer Edelstahllegierung, Titanlegierung, herkömmlichem reinen Titan, Cobaltchrom, Polyetheretherketon und Calciumphosphat oder Kombinationen hiervon ausgewählt ist. Die Knochenschraube kann des Weiteren eine dichtungsfähige Polymersperre (z. B. ein Siliconelastomer wie etwa ein Siliconelastomer der Marke Silastic^® (Dow Corning) oder ein vernetztes Polydimethylsiloxan-Material) enthalten, die das Antriebsende der Knochenschraube gegenüber der äußeren Umgebung, die die Knochenschraube umgibt, abschließt, um einen Vorratsraum zu schaffen. Der Vorratsraum kann mit einem fließfähigen Medium gefüllt sein, das z. B. ein pharmazeutisches Mittel enthält, das sich mit der Zeit gleichmäßig über den Knochen verteilt. In einer Ausführungsform ist die dichtungsfähige Polymersperre ein Siliconelastomer. In einer weiteren Ausführungsform besitzt der pharmazeutische Vorratsraum eine Volumenkapazität zwischen etwa 0,2 ml und 20 ml.
• In weiteren Ausführungsformen ist der Schraubenkopf i) in der Weise bearbeitet, dass er an eine Zufuhrverteilung passt, die ein fließfähiges Medium in die Knochenschraube einführen kann, oder ii) in der Weise bearbeitet, dass er an eine Drehantriebseinrichtung passt, die in den Verteiler eingesetzt ist; oder iii) hohl, oder iv) mit Gewinde versehen, oder v) in der Weise bearbeitet, dass er durch ein Spannstück angetrieben wird, oder besitzt vi) eine sechseckige Öffnung, eine Robertson-Öffnung, eine Schlitzöffnung, eine Phillips-Öffnung, eine Torx-Öffnung, eine dreifach rechteckige Öffnung, eine Mehrantriebsöffnung, eine Öffnung für eine Einweg-Kupplung, eine Keilverzahnungsöffnung, eine Doppel-Sechskant-Öffnung oder eine Bristol-Öffnung oder ist vii) im Wesentlichen kreisförmig, im Wesentlichen sechseckig, im Wesentlichen rechteckig oder im Wesentlichen mehreckig.
• In einer weiteren Ausführungsform enthält die Knochenschraube des Weiteren einen inneren Stopfen, der den inneren Kanal in dem Schraubenkörper vollständig oder teilweise verschließt und der in dem inneren Kanal feststehend ist oder längs des inneren Kanals gleitend verschoben werden kann. In weiteren Ausführungsformen ist der Stopfen an der hohlen Spitze einer vollständig durchbohrten Schraube positioniert, um ein Entweichen des fließfähigen Mediums aus der Spitze zu verhindern, oder er ist an, in oder nahe an dem Schraubenkopf positioniert, um ein Entweichen des fließfähigen Mediums aus dem Schraubenkopf oder ein Eintreten von anderen Substanzen in den Schraubenkopf und den inneren Kanal zu verhindern. Der Stopfen kann vollständig in dem inneren Kanal angeordnet sein oder er kann mit dem Schraubenkopf an die Verwendungsstelle geschraubt werden und sich über eine vorgesehene Strecke in dem inneren Kanal erstrecken. Der Stopfen kann so beschaffen sein, dass er alle oder eine Teilmenge der Zufuhrkanäle (z. B. 1, 2, 5, 10, 20, 30, 50 oder mehr Zufuhrkanäle) verschließt.
• In weiteren Ausführungsformen wird der Stopfen im Voraus (z. B. vor dem Einsetzen des inneren Stopfens in die Knochenschraube, vor der Implantation der Knochenschraube in einen Patienten oder vor der Extrusion eines fließfähigen Mediums (z. B. Knochenzement) durch den inneren Kanal der Knochenschraube) z. B. mit einem fließfähigen Medium (z. B. Polyethylen, Metalllegierung, Knochenhohlraumfüllmaterial, Zement oder ein pharmazeutisches Mittel), das durch Auflösung mittels Fluid aus dem Stopfen freigegeben werden kann, gefüllt.
• In einem zweiten Aspekt enthält die Erfindung eine Vorrichtung, die die Knochenschraube nach dem ersten Aspekt der Erfindung und einen Zufuhrverteiler, der an der Außenseite des Schraubenkopfes abnehmbar befestigt ist, enthält. In einer Ausführungsform weisen der Zufuhrverteiler und der Schraubenkopf Bereiche mit komplementärem Gewinde auf, die eine gegenseitige Verbindung ermöglichen. In einer weiteren Ausführungsform enthält die Vorrichtung des Weiteren eine Drehantriebsvorrichtung, die an dem Schraubenkopf in Eingriff gelangt, wodurch eine Drehung der Knochenschraube um ihre Längsachse durch eine Drehung der Antriebsvorrichtung möglich ist. In weiteren Ausführungsformen kann die Vorrichtung ein fließfähiges Medium (z. B. ein Knochenhohlraumfüllmaterial, Zement oder ein pharmazeutisches Mittel) durch den Zufuhrverteiler aufnehmen und die Knochenschraube kann vor dem Härten des fließfähigen Mediums durch die Schritte i) Einsetzen der Drehantriebsvorrichtung durch das fließfähige Medium in den Zufuhrverteiler; ii) Eingreifen des Schraubenkopfes an einem Ende der Drehantriebsvorrichtung; und iii) Anziehen der Knochenschraube in die endgültige Position durch Drehen der Drehantriebsvorrichtung angezogen werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung durch die Schritte i) Einsetzen der Drehantriebsvorrichtung durch den Zufuhrverteiler; ii) Eingreifen des Schraubenkopfes an einem Ende der Drehantriebsvorrichtung; und iii) Anziehen der Knochenschraube in die endgültige Position durch Drehen der Drehantriebsvorrichtung angezogen werden. Nach dem Entfernen der Drehantriebsvorrichtung wird das fließfähige Medium dem Zufuhrverteiler zugeführt und durch den Schraubenkopf und in den inneren Kanal in die Knochenschraube injiziert, indem das proximale Ende der Zufuhrverteilung mit Druck beaufschlagt wird (z. B. durch das Drücken eines Kolbens von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende durch den Zufuhrverteiler in Richtung des Schraubenkopfes). Die Knochenschraube kann alternativ angezogen werden durch i) Einsetzen der Drehantriebsvorrichtung durch das fließfähige Medium, das in dem Zufuhrverteiler bereits vorhanden ist; ii) Eingreifen des Schraubenkopfes an einem Ende der Drehantriebsvorrichtung; und iii) Anziehen der Knochenschraube in die endgültige Position durch Drehen der Drehantriebsvorrichtung. In einer Ausführungsform enthält der Zufuhrverteiler z. B. eine Luer-Verriegelung (Luer-Lock), die das Anbringen einer Injektionsspritze ermöglicht, die unter Verwendung eines manuell beaufschlagten Drucks betätigt werden kann.
• In einem dritten Aspekt enthält die Erfindung eine Vorrichtung, die Folgendes enthält: a) eine Knochenschraube (z. B. eine Knochenschraube nach dem ersten Aspekt der Erfindung) mit einem mit Gewinde versehenen Schraubenkörper und einem Schraubenkopf, der an einem Ende des Schraubenkörpers angebracht ist, wobei die Knochenschraube des Weiteren Folgendes enthält: i) einen inneren Kanal, der sich in Längsrichtung durch den Schraubenkopf und durch wenigstens einen Abschnitt des Schraubenkörpers erstreckt; und ii) einen in radialer Richtung angeordneten Zufuhrkanal, der den inneren Kanal mit der Umgebung des Schraubenkörpers verbindet; und b) einen Zufuhrverteiler, der an dem Schraubenkopf angebracht ist, wobei der Zufuhrverteiler so beschaffen ist, dass er eine Drehantriebsvorrichtung im Innenraum des Zufuhrverteilers aufnimmt. Ein Ende der Drehantriebsvorrichtung ist so beschaffen, dass es an dem Schraubenkopf in Eingriff gelangt, und der Schraubenkopf ist in der Weise bearbeitet, dass er mit der Drehantriebsvorrichtung verbindet.
• In einer Ausführungsform kann der Zufuhrverteiler entfernt werden und ist an der Außenseite des Schraubenkopfes abnehmbar angebracht. In weiteren Ausführungsformen ist der Zufuhrverteiler i) mit dem Innenraum des Schraubenkopfes verbunden oder ist ii) über eine Stumpfstoßverbindung mit dem Schraubenkopf verbunden (z. B. unter Verwendung eines gleitfähigen Materialstücks, um den Schraubenkopf und den Zufuhrverteiler zu überbrücken). In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung ein fließfähiges Medium (z. B. ein Knochenhohlraumfüllmaterial, Zement oder ein pharmazeutisches Mittel) durch den Zufuhrverteiler aufnehmen und die Knochenschraube kann vor dem Härten des fließfähigen Mediums angezogen werden. Die Knochenschraube kann z. B. angezogen werden durch Einsetzen der Drehantriebsvorrichtung durch den Zufuhrverteiler; ii) Eingreifen des Schraubenkopfes an einem Ende der Drehantriebsvorrichtung; und iii) Anziehen der Knochenschraube in die endgültige Position durch Drehen der Drehantriebsvorrichtung. Nach dem Entfernen der Drehantriebsvorrichtung kann ein fließfähiges Medium dem Zufuhrverteiler zugeführt werden und durch den Schraubenkopf und in den inneren Kanal in die Knochenschraube injiziert werden, indem das proximale Ende des Zufuhrverteiler mit Druck beaufschlagt wird (z. B. durch Niederdrucken eines Kolbens von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende durch den Zufuhrverteiler in Richtung zu dem Schraubenkopf).
• Die Knochenschraube kann alternativ angezogen werden durch i) Einsetzen der Drehantriebsvorrichtung durch ein fließfähiges Medium, das in dem Zufuhrverteiler bereits vorhanden ist; ii) Eingreifen des Schraubenkopfes an dem Ende der Drehantriebsvorrichtung; und iii) Anziehen der Knochenschraube in die endgültige Position durch Drehen der Drehantriebsvorrichtung. In einer Ausführungsform enthält der Zufuhrverteiler eine Luer-Verriegelung (Luer-Lock).
• Ein vierter Aspekt der Erfindung enthält ein Verfahren zum Herstellen einer Knochenschraube nach dem ersten Aspekt der Erfindung. In einer Ausführungsform wird die Knochenschraube unter Verwendung eines Strangpressen-Honen-Vorgangs hergestellt, der z. B. die Extrusion einer klebefähigen Spachtelmasse unter hohem Druck enthalten kann, um die innere Struktur zu schaffen, wobei in der Knochenschraube in Bereichen, die durch herkömmliche Bearbeitungstechniken nicht erreicht werden können, die inneren Kanten gebrochen werden.
• Ein fünfter Aspekt der Erfindung enthält ein Verfahren zum Behandeln eines Patienten mit einem Knochendefekt (z. B. eine subartikuläre Fraktur, ein Defekt der Wirbelsäule oder des Rückenwirbels, oder ein Defekt der Speiche, der Elle, des Wadenbeins, des Schlüsselbeins, des Oberarmknochens, des Beckens, des Oberschenkelknochens, der Kniescheibe, des Schienbeins, des Talus, des Fersenbeins, des Kahnbeins, des Keilbeins, der Mittelfußknochen, der Mittelhandknochen, der Finger- oder Zehenglieder, des Schulterblatts, des Fußgelenks, der Zähne oder des Kiefers) durch a) Positionieren der Knochenschraube oder der Vorrichtung nach dem ersten, zweiten oder dritten Aspekt der Erfindung in der Nähe des Knochendefekts (z. B. Positionieren der Knochenschraube in der Weise, dass sie den intraossären Raum eines Knochens berührt); b) Einleiten eines fließfähigen Mediums (z. B. ein Knochenhohlraumfüllmaterial, Zement oder ein pharmazeutisches Mittel) in den inneren Kanal der Knochenschraube; c) Zulassen, dass das fließfähige Medium durch die Verteilerkanäle extrudiert wird (z. B. das fließfähige Medium wird durch im Wesentlichen alle oder eine Vielzahl der Verteilerkanäle extrudiert, z. B. in im Wesentlichen gleichen Volumina), und d) Zulassen, dass das fließfähige Medium härtet, wodurch die Knochenschraube an der Verwendungsstelle fixiert wird. In einer Ausführungsform enthält das Verfahren eine maxillomandibulare oder kraniofaziale Fixierung, eine vorübergehende Fixierung zum Reparieren eines Knochendefekts bei einer stufenweisen Rekonstruktion, eine Gleniod- oder Humeralfixierung, eine Kniescheibenfixierung oder eine Rückenwirbelfixierung. In weiteren Ausführungsformen wird die Knochenschraube in einem Pedikel platziert, wird verwendet, um eine Zwischenkörpervorrichtung zu verankern, wird verwendet, um Rückenwirbelverbindungsplatten und Abstandshalter-Ersetzungen zu verankern, wird bei einem osteoporotischen Rückenwirbel verwendet oder wird in der Nähe zu den Dornfortsätzen des benachbarten Rückenwirbels positioniert. In weiteren Ausführungsformen enthält das Verfahren das Einsetzen eines Stabs, eines Stifts, eines Nagels oder einer Knochenplatte in der Nähe des Knochendefekts. In einer weiteren Ausführungsform enthält das Verfahren vor dem Schritt b) das Herstellen einer Fluidverbindung zwischen dem Schraubenkopf und eines Zufuhrverteilers, der ein fließfähiges Medium in den inneren Kanal der Knochenschraube einleiten kann.
• In einer weiteren Ausführungsform enthält das Verfahren des Weiteren das Einleiten des fließfähigen Mediums in den inneren Kanal der Knochenschraube durch den Zufuhrverteiler. Des Weiteren enthält das Verfahren vor dem Schritt d) i) das Einsetzen einer Drehantriebsvorrichtung durch das fließfähige Medium in dem Zufuhrverteiler; ii) das Eingreifen des Schraubenkopfes an der Drehantriebsvorrichtung; und iii) das Anziehen der Knochenschraube in die endgültige Position durch Drehen der Drehantriebsvorrichtung.
• In einem sechsten Aspekt enthält die Erfindung einen Bausatz, der eine oder mehrere Knochenschrauben nach dem ersten Aspekt der Erfindung enthält, die Vorrichtung nach dem zweiten oder dritten Aspekt der Erfindung und wahlweise einen Behälter des fließfähigen Mediums, das in Pulverform, die vor dem Gebrauch mit einem pharmazeutisch annehmbaren Fluid (z. B. Wasser, ein Serum oder eine Saline) hydriert werden kann, oder in gebrauchsfertiger Form (z. B. eine Paste, eine Spachtelmasse oder eine Aufschlemmung) vorgesehen ist. Der Bausatz kann des Weiteren Anweisungen zum Gebrauch der Knochenschraube, der Vorrichtung oder des fließfähigen Mediums zur Behandlung eines Knochendefekts (z. B. eine subartikuläre Fraktur, ein Defekt der Wirbelsäule oder des Rückenwirbels, oder ein Defekt der Speiche, der Elle, des Wadenbeins, des Schlüsselbeins, des Oberarmknochens, des Beckens, des Oberschenkelknochens, der Kniescheibe, des Schienbeins, des Talus, des Fersenbeins, des Kahnbeins, des Keilbeins, der Mittelfußknochen, der Mittelhandknochen, der Finger- oder Zehenglieder, des Schulterblatts, des Fußgelenks, der Zähne oder des Kiefers) enthalten.
• In einer Ausführungsform nach allen Aspekten der Erfindung wird die Knochenschraube nach der Herstellung, vor der Implantation oder vor der Aufnahme in einen Bausatz sterilisiert. In einer weiteren Ausführungsform nach allen Aspekten der Erfindung wird das fließfähige Medium in steriler Form bereitgestellt.
• In einer weiteren Ausführungsform nach allen Aspekten der Erfindung enthält die Knochenschraube eine doppelte Führung (z. B. zwei Gewinde, die um 180° voneinander beabstandet sind und sich um die Achse des Schraubenkörpers winden), was einen schnelleren Vortrieb der Schraube in dem Knochen gewährleistet. Die Knochenschraube kann alternativ mit einer doppelten Führung entworfen sein, wobei jedoch ein Gewinde weggelassen ist, wodurch ein zusätzlicher Raum zwischen den Gewindegängen für Zufuhrkanäle geschaffen wird.
• In einer weiteren Ausführungsform nach allen Aspekten der Erfindung enthält die Knochenschraube einen Schraubenkopf, deren Umfang eine Brechung oder eine Abschrägung der Innenkante an der Innenseite des radialen Lochs unmittelbar jenseits der Umgebung des Schraubenkopfes enthält. Die Brechung oder die Abschrägung ermöglicht, dass das fließfähige Medium, das in den inneren Zufuhrkanal (oder Kanüle) der Knochenschraube injiziert wird, leichter durch den Zufuhrkanal strömt.
• In weiteren Ausführungsformen nach allen Aspekten der Erfindung ist die Breite oder der Durchmesser des inneren Kanals der Knochenschraube über die Länge der Knochenschraube im Wesentlichen gleich. In weiteren Ausführungsformen weist der innere Kanal der Knochenschraube über die Länge der Knochenschraube mehr als eine Breite oder einen Durchmesser (z. B. mehrere unterschiedliche Durchmesser) auf. Der Durchmesser des inneren Kanals kann sich z. B. allmählich über die Länge der Knochenschraube distal von dem Schraubenkopf vergrößern oder er kann über die Länge der Knochenschraube allmählich abnehmen. In weiteren Ausführungsformen kann der innere Kanal der Knochenschraube mehrere Breiten oder Durchmesser aufweisen, die sich über verschiedene externe Zufuhrkanäle über die Länge der Knochenschraube in der Größe von groß nach klein abwechseln.
• In einer weiteren Ausführungsform nach allen Aspekten der Erfindung kann das fließfähige Medium ein Kohäsionsmittel, ein osteogenes Mittel oder ein medizinisches Mittel enthalten. Das Kohäsionsmittel kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die Folgendes enthält: a) ein oder mehrere Polymere, die aus Polysacchariden, Nucleinsäuren, Kohlenhydraten, Proteinen, Polypeptiden, Poly(α-Hydroxysäuren), Poly(laktonen), Poly(aminosäuren), Poly(anhydriden), Poly(orthoestern), Poly(anhydrid-coimiden), Poly(orthocarbonaten), Poly(α-hdyroxyalkanoaten), Poly(dioxanonen), Poly(phosphoestern), Poly(L-laktiden) (PLLA), Poly(D,L-Laktiden) (PDLLA), Polyglycolid (LGA), Poly(laktid-co-glycolid) (PLGA), Poly(L-laktid-co-D,L-laktid), Poly(D,L-laktid-co-trimethylencarbonat), Polyhydroxybutyrat (PHB), Poly(ε-caprolacton), Poly(δ-valerolacton), Poly(γ-butyrolacton), Poly(caprolacton), Polyacrylsäure, Polycarboxylsäure, Poly(allylaminhydrochlorid), Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), Poly(ethylenimin), Polypropylenfumarat, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylen, Polymethylenmethacrylat, Carbonfasern, Poly(ethylenglycol), Poly(ethylenoxid), Poly(vinylalkohol), Poly(vinylpyrrolidon), Poly(ethyloxazolin), Poly(ethylenoxid)-co-poly(propylenoxid)-Blockpolymeren, Poly(ethylenterephthalat)polyamid und Copolymeren hiervon ausgewählt sind; b) ein Homo- oder Copolymer mit einem oder mehreren Monomeren, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Folgendes enthält: Acroleinkalium, (Meth)acrylamide, (Meth)acrylsäure und Salze hiervon, (Meth)acrylate, Acrylonitril, Ethylen, Ethylenglycol, Ethylenimin, Styrensulfonat, Vinylacetat, Vinylalkohol, Vinylchlorid und Vinylpyrrolidon; c) einen Polyphenolkomplexbildner, der aus Gallotanninen, Ellagitanninen, Taragallotanninen, Caffetanninen, Proanthocyanidinen, Catechin, Epicatechin, Chlorogensäure und Arbutin ausgewählt ist; oder d) ein Mittel, das aus Alginsäure, Gummiarabikum, Guarkernmehl, Xanthangummi, Gelatin, Chitin, Chitosan, Chitosanacetat, Chitosanlactat, Chondroitinsulfat, N,O-Carboxylmethylchitosan, einem Dextran, Fibrinklebstoff, Gylcerol, Hyaluronsäure, Natriumhyauronat, einer Zellulose, einem Glycosamin, einem Proteoglycan, einer Stärke, Lactatsäure, einem Pluron, Natriumglycerophosphat, Collagen, Glycogen, einem Keratin, Seide und Mischungen hiervon ausgewählt ist. Das osteogene Mittel ist aus der Gruppe ausgewählt, die Transformationswachstumsfaktoren-beta (TGF-β), Aktivine, Inhibine und knochenmorphogene Proteine (BMPs) enthält. Das medizinische Mittel ist aus der Gruppe ausgewählt, die Antibiotika, Enzyminhibitoren, Antihistamine, Antientflammungsmittel, Muskelentspannungsmittel, Antispastika, Analgetika, Prostaglandine, Antidepressiva, Nahrungsfaktoren und Hormone enthält. In weiteren Ausführungsformen nach allen Aspekten der Erfindung ist das pharmazeutisch annehmbare Fluid aus Wasser, Saline, einem Phosphatpuffer, einem biologischen Fluid, insbesondere Blut oder einem Fluid, das Blutkomponenten enthält, und Glycerol ausgewählt.
• In weiteren Ausführungsformen nach allen Aspekten der Erfindung kann das pharmazeutische Mittel des fließfähigen Mediums ohne Einschränkung einen Antikörper, ein Antibiotikum, ein Polynucleotid, ein Polypeptid, ein Protein (z. B. ein osteogenes Protein), ein Antikrebsmittel, einen Wachstumsfaktor, einen Impfstoff und entmineralisierte Knochenmatrix enthalten. Osteogene Proteine enthalten ohne Einschränkung BMP-2, BMP-3, BMP-3b, BMP-4, BMP-5, BMP-6, BMP-7, BMP-8, BMP-9, BMP-10, BMP-11, BMP-12, BMP-13, BMP-14, BMP-15, BMP-16, BMP-17 und BMP-18. Antikrebsmittel enthalten ohne Einschränkung Alkylatisierungsmittel, Platinmittel, Antimetabolika, Topoisomeraseinhibitoren, Antitumorantibiotika, antimitotische Mittel, Aromataseinhibitoren, Thymidylatsynthaseinhibitoren, DNA-Antigoniste, Farnesyltransferaseinhibitoren, Pumpinhibitoren, Histonacetyltransferaseinhibitoren, Metalloproteinaseinhibitoren, Ribonucleosidreductaseinhibitoren, TNF-alphaagonisten, TNF-alphaantagonisten, Endothelin-A-Rezeptorantagonisten, Retinsäure-Rezeptoragonisten, Immunomodulatoren, hormonelle Mittel, antihormonelle Mittel, photodynamische Mittel und Tyrosinkinaseinhibitoren.
• Definitionen
• Der hier verwendete Ausdruck ”etwa” bedeutet ±10% des angegebenen Wertes.
• Mit ”biokompatibel” ist gemeint, dass der Stoff keine wesentliche nachteilige Reaktion (z. B. eine Immunreaktion) in dem Wirt auslöst. Es sollte erkannt werden, dass ein fremdes Objekt, das in einen lebenden Körper eingeführt wird, eine Immunreaktion induzieren kann, die auf den Wirt negative Auswirkungen hat. Es ist beabsichtigt, dass der hier verwendete Ausdruck ”biokompatibel” jene Stoffe enthält, die eine gewisse Entzündung bewirken können, die jedoch nicht den Pegel der Pathogenese erreicht.
• Mit dem Ausdruck ”bioresorbierbar” ist die Fähigkeit eines Stoffes gemeint, durch den Körper des lebenden Organismus resorbiert zu werden. Der Resorptionsvorgang beinhaltet die Eliminierung des ursprünglichen bioresorbierbaren Implantationsstoffes durch die Wirkung von Körperfluiden, Enzymen oder Zellen. ”Stark resorbierbar” bedeutet, dass wenigstens 80% der Gesamtmasse des implantierten Stoffes innerhalb eines Jahres im lebenden Organismus resorbiert werden.
• Mit ”Knochendefekt” sind alle fehlerhaften Knochenbereiche gemeint, wobei z. B. ein Hohlraum, ein Spalt, eine Ausnehmung oder andere Fehlstellen in einem Knochen. Ein Knochendefekt kann künstlich oder natürlich entstanden sein und kann z. B. infolge einer Krankheit oder eines Traumas auftreten. Demzufolge kann ein Knochendefekt als eine Folge von pathologischen oder Entzündungskrankheiten, der Bildung und/oder der Entfernung eines Knochentumors, eines chirurgischen Eingriffs, eines angeborenen Defekts oder einer Knochenfraktur oder dergleichen auftreten. Der Knochendefekt kann z. B. im Fall von bestimmten Krankheiten wie z. B. Knochentumoren infolge der Entfernung von Tumorgewebe künstlich entstehen. Die Knochenschrauben der Erfindung können z. B. bei der Reparatur von Zahnfleischdefekten, bei der kraniofazialen oder maxillofazialen Operation oder Rekonstruktion, bei der Handchirurgie, bei der Gelenkrekonstruktion, bei der Frakturreparatur, bei orthopädischen chirurgischen Prozeduren und bei der Spinalverbindung angewendet werden. Es ist außerdem beabsichtigt, dass der Ausdruck ”Knochendefekt” anatomische Stellen enthalten soll, an denen eine Verstärkung eines Knochenmerkmals ohne das Vorhandensein einer Krankheit oder eines Traumas durch den Patienten gewünscht ist, wie z. B. bei der fakultativen kosmetischen Operation. Der ”Defekt” kann somit ein solcher sein, der durch den Patienten subjektiv wahrgenommen wird und bei dem eine Verstärkung des fehlerhaften Knochenbereichs erwünscht ist.
• Mit ”fließfähiges Medium” ist im Allgemeinen eine Rezeptur eines resorbierbaren oder nicht resorbierbaren biokompatiblen Mittels gemeint, z. B. ein Polymer wie etwa ein warm gehärtetes Polymer oder ein thermoplastisches Polymer, z. B. PMMA (Polymethylmethacrylat), ein Knochenhohlraumfüllstoff, ein Zement oder ein pharmazeutisches Mittel. Das fließfähige Medium kann insbesondere ein resorbierbarer Calciumphosphat- oder Calciumsulphatzement sein, der die allmähliche Ersetzung des Mittels durch Knochen ermöglicht. Sowohl resorbierbare als auch nicht resorbierbare biokompatible Mittel wie z. B. Knochenzement sind bei der Behandlung von Knochendefekten erfolgreich verwendet worden.
• Bevorzugte Calciumphosphatknochenzemente, die mit den erfindungsgemäßen Knochenschrauben verwendet werden können, sind z. B. in den US-Patenten Nr. 5.783.217 , 6.027.742 , 6.214.368 , 6.287.341 , 6.331.312 , 6.541.037 , 6.953,594 , 6.972.130 , 7.150.879 , 7.318.841 und 7.517.539 beschrieben, die sämtlich durch Bezugnahme eingeschlossen sind.
• Mit ”Knochenfüllstoff” oder ”Ausfüllstoff” sind alle Stoffe zum Ausfüllen eines Knochens gemeint, die einen vor Ort härtbaren Stoff enthalten. Der Füllstoff kann außerdem andere ”Füller” enthalten wie z. B. Fasern, Mikrokugeln, Pulver, granulatförmige Elemente, Flocken, Späne, Gefäße und dergleichen, Autotransplantat- oder Allotransplantatstoffe sowie weitere Chemikalien, pharmazeutische Mittel oder weitere bioaktive Mittel.
• Mit ”Hauptdurchmesser” einer Knochenschraube ist der Durchmesser des Schraubenkörpers mit seinem Gewinde gemeint.
• Mit ”Osteoplastik” sind alle Prozeduren gemeint, bei denen Knochenfüllstoff und/oder ein fließfähiges Medium in den Innenraum eines Knochens abgegeben wird.
• Mit ”Behandeln” oder ”Behandlung” ist die medizinische Behandlung eines Patienten mit der Absicht gemeint, dass sich eine Verbesserung, eine Reparatur oder Verhinderung einer Verletzung oder Krankheit, des pathologischen Zustands oder der Funktionsstörung ergibt. Der Ausdruck beinhaltet eine aktive Behandlung, d. h. eine Behandlung, die insbesondere auf die Verbesserung der Verletzung oder Krankheit, des pathologischen Zustands oder der Funktionsstörung gerichtet ist und außerdem eine kausale Behandlung beinhaltet, d. h. eine Behandlung, die auf die Beseitigung der Ursache der Verletzung oder Krankheit, des pathologischen Zustands oder der Funktionsstörung gerichtet ist. Dieser Ausdruck beinhaltet zusätzlich eine palliative Behandlung, d. h. eine Behandlung, die für die Befreiung von den Symptomen und nicht für die Heilung der Verletzung oder Krankheit, des pathologischen Zustands oder der Funktionsstörung vorgesehen ist; eine präventive Behandlung, d. h. eine Behandlung, die auf die Verhinderung der Verletzung oder Krankheit, des pathologischen Zustands oder der Funktionsstörung gerichtet ist; und eine unterstützende Behandlung, d. h. eine Behandlung, die angewendet wird, um eine weitere spezifische Therapie, die auf die Verbesserung der Verletzung oder Krankheit, des pathologischen Zustands oder der Funktionsstörung gerichtet ist, zu ergänzen.
• Der Ausdruck ”Rückenwirbelplastik” enthält seine gewöhnliche Bedeutung und bedeutet alle Prozeduren, bei denen Füllstoff in das Innere eines Rückenwirbels abgegeben wird.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung und aus den Ansprüchen deutlich.
• Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• 1A ist eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung einer Ausführungsform einer Knochenschraube mit geradlinigen äußeren Nuten;
• 1B ist eine Schrägansicht der Knochenschraube von 1A;
• 2A und 2B sind schematische Darstellungen der Knochenschraube von 1A, die den inneren Kanal und die obere Fläche der Knochenschraube zeigen;
• 3A und 3B sind Schnittansichten, die den Innenraum der Knochenschraube und die konischen Verteilerkanäle für eine verbesserte Strömung zeigen;
• 4A bis 4C sind Schnittansichten, die einen inneren Stopfen zeigen, der einen Abschnitt des inneren Kanals der Knochenschraube vollständig oder teilweise verstopft;
• 4D ist eine Seitenansicht einer Knochenschraube, die einen inneren Stopfen in dem inneren Kanal der Knochenschraube zeigt;
• 4E ist eine Draufsicht der Knochenschraube von 4D;
• 5A und 5B sind Seitenansichten einer Ausführungsform einer Knochenschraube mit schraubenförmigen äußeren Nuten und Verteilerkanälen, die um den Schraubenkörper einander gegenüberliegend beabstandet sind;
• 6 ist eine Schrägansicht einer Ausführungsform einer Knochenschraube ohne äußere Nute;
• 7A ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung, die eine Knochenschraube und einen Zufuhrverteiler mit Luer-Verriegelung, der über komplementäre Schraubengewinde verbunden ist, enthält;
• 7B und 7C sind Seitenansichten der Vorrichtung von 7A, wobei eine Drehantriebsvorrichtung in den Zufuhrverteiler eingesetzt und an dem Schraubenkopf in Eingriff ist;
• 7D ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von 7B und 7C;
• 7E ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von 7A, die den Strömungsweg eines fließfähigen Mediums durch die Vorrichtung zeigt;
• 7F ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung, die eine Knochenschraube, einen Zufuhrverteiler, der über an einem Ende befindliche komplementäre Schraubengewinde mit der Knochenschraube verbunden ist, und eine Injektionsspritze, die mit dem Zufuhrverteiler an seinem anderen Ende verbunden ist, enthält;
• 8A und 8B sind Schrägansichten eines Zufuhrverteilers mit Luer-Verriegelung;
• 8C ist eine Schnittansicht des Zufuhrverteilers mit Luer-Verriegelung von 8A und 8B;
• 9A ist eine Schrägansicht (von links) eines Spannstücks mit zwei Gabelstiften und eine Schrägansicht (von rechts) des Spannstücks, das an einer Knochenschraube mit komplementären Löchern in Eingriff ist;
• 9B ist eine Seitenansicht der Knochenschraube, die in 9A gezeigt ist;
• 9C ist eine Schrägansicht einer Vorrichtung, die die Knochenschraube von 9B und einen Zufuhrverteiler mit Luer-Verriegelung, der über komplementäre Schraubengewinde verbunden ist, enthält, wobei das Spannstück von 9A in den Zufuhrverteiler eingesetzt und an dem Schraubenkopf in Eingriff ist;
• 10A ist eine Seitenansicht einer Knochenschraube mit äußeren Öffnungen gleicher Größe und eines angebrachten Zufuhrverteilers, in den ein fließfähiges Medium (z. B. Knochenzement) injiziert wurde. Das fließfähige Medium ist so gezeigt, dass es durch die Zufuhrkanäle und äußeren Öffnungen der Knochenschraube extrudiert wurde. Die Größe der unter jeder äußeren Öffnung gezeigten Blase gibt das Volumen an, welches durch die äußere Öffnung extrudiert wurde.
• 10B ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung, die der in 10A gezeigten Vorrichtung ähnlich ist, bei der jedoch die Knochenschraube äußere Öffnungen aufweist, die bemessen sind, um eine im Wesentlichen gleichförmige Strömungsrate durch jede äußere Öffnung zu erreichen. Die Größe der Blase unter jeder äußeren Öffnung gibt das Volumen des fließfähigen Mediums an, welches durch die äußere Öffnung extrudiert wurde.
• 11 ist eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen dauerhaftem Druckverlust und Größe einer Blockieröffnung in Relation zu nicht zylindrischen Änderungen der Zufuhrkanalform zeigt;
• 12A ist eine Seitenansicht einer metaphysären Knochenschraube mit einem Hauptdurchmesser von etwa 4,0 mm und einer Länge von etwa 35 mm;
• 12B ist eine Seitenansicht einer metaphysären Knochenschraube mit einem Hauptdurchmesser von etwa 4,0 mm und einer Länge von etwa 25 mm;
• 13A ist eine Seitenansicht eines Einschraubstopfens, der in den inneren Kanal einer Knochenschraube eingesetzt werden kann;
• 13B ist eine Seitenansicht des Einschraubstopfens von 13A;
• 13C ist eine Schnittansicht der Vorrichtung von 7A, die den Einschraubstopfen von 13A enthält;
• 13D ist eine Draufsicht der Vorrichtung von 13C;
• 14A ist eine Seitenansicht einer Knochenschraube, die Gewinde und Zufuhrkanäle lediglich in dem Abschnitt des Schraubenkörpers enthält, der zu dem Schraubenkopf distal ist. In einer Ausführungsform kann der Hauptdurchmesser des Gewindeabschnitts der Knochenschraube 8,0 mm oder weniger, z. B. 6,5 mm betragen. Die Länge des Gewindeabschnitts des Schraubenkörpers kann z. B. 15 bis 30 mm betragen und die Gesamtlänge des Schraubenkörpers kann z. B. 25 bis 120 mm betragen. Der Durchmesser des inneren Kanals beträgt z. B. 1,0 bis 3,0 mm.
• 14B ist eine vergrößerte Seitenansicht des distalen Abschnitts der Knochenschraube von 14A;
• 14C ist eine vergrößerte Seitenansicht des Kopfes der Knochenschraube von 14A;
• 14D ist eine Schnittansicht der Knochenschraube von 14A;
• 15A, 15B, 15C und 15D sind Seitenansichten einer Knochenschraube mit alternativen Wundnahtverankerungen, die an dem Schraubenkopf angebracht sind;
• 16A ist eine Seitenansicht einer Knochenplatte, wobei drei Knochenschrauben eingesetzt sind;
• 16B ist eine Schnittansicht der Knochenplatte und Knochenschrauben von 16A;
• 16C ist eine Seitenansicht einer Knochenplatte, wobei ein Loch durch eine Knochenschraube belegt ist und zwei Löcher nicht belegt sind;
• 17A ist eine Seitenansicht einer Knochenschraube, die für eine Rekonstruktion des vorderen Kreuzbands optimiert ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Durchmesser des Schraubenkopfes im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Schraubenkörpers, wodurch das vollständige Einsetzen der Knochenschraube einschließlich Einsetzen des Schraubenkopfes erleichtert wird. In einer Ausführungsform kann die Länge der Knochenschraube z. B. 15 bis 40 mm betragen, der Hauptdurchmesser kann z. B. 6,0 bis 12,0 mm betragen und der Durchmesser des inneren Kanals kann z. B. 1,0 bis 5,0 mm betragen.
• 17B ist eine Schnittansicht der Knochenschraube von 17A;
• 17C ist eine Schrägansicht der Knochenschraube von 17A;
• 18A ist eine Seitenansicht einer unikortikalen Einsetzung einer Knochenschraube in einen simulierten Querschnitt eines Knochens;
• 18B ist eine Seitenansicht bikortikalen Einsetzung einer Knochenschraube in einen simulierten Querschnitt eines Knochens;
• 18C ist eine Seitenansicht der bikortikalen Knochenschraubeneinsetzung, die in 18B dargestellt ist, mit einem angeschlossenen Zufuhrverteiler mit Luer-Verriegelung. Pfeile zeigen den Strömungsweg des fließfähigen Mediums durch die Vorrichtung;
• 19A ist eine Schnittansicht einer Knochenschraube, die keinen Ablagerungsstopfen enthält;
• 19B ist eine Schnittansicht der Spitze der Knochenschraube von 19A mit einem eingesetzten Ablagerungsstopfen;
• 20A ist eine Seitenansicht einer Knochenschraube, die für Zahnanwendungen optimiert ist. Die Knochenschraube enthält eine einteilige Kappe, die am Kopf angebracht ist. Die Kappe kann verwendet werden, um die Strömung eines fließfähigen Mediums oder biologischen Materials, nachdem es durch die Zufuhrkanäle extrudiert wurde, zu einer Position jenseits des Schraubenkopfes zu verhindern.
• 20B ist eine Schnittansicht der Knochenschraube von 20A;
• 20C ist eine Draufsicht der Knochenschraube von 20A; und
• 20D ist eine Unteransicht der Knochenschraube von 20A.
• Genaue Beschreibung der Erfindung
• Die Erfindung umfasst Knochenschrauben, die den Durchgang eines fließfähigen Mediums (z. B. ein Knochenzement wie etwa ein Knochenzement auf Basis eines resorbierbaren Calciumphosphats) durch einen inneren Kanal der Schrauben und die Extrusion des fließfähigen Mediums durch eine Vielzahl von Zufuhrkanälen, die zu äußeren Öffnungen längs des Körpers der Schrauben führen, zulassen. Die Extrusion des fließfähigen Mediums zu einer Position um den Umfang der Knochenschrauben unterstützt die Verankerung der Knochenschrauben im Knochen nach der Implantation und beim Härten des fließfähigen Mediums.
• In einigen Ausführungsformen sind die Knochenschrauben beschaffen, um eine im Wesentlichen gleichförmige Strömungsrate des fließfähigen Mediums durch im Wesentlichen alle (oder wenigstens eine Vielzahl der) äußeren Öffnungen längs des Körpers der Schrauben zu erreichen und um eine im Wesentlichen gleichförmige Verteilung des fließfähigen Mediums um die äußere Oberfläche der Knochenschraube zu erreichen, um sie dadurch im Knochen zu verankern. Eine im Wesentlichen gleichförmige Strömungsrate durch die äußeren Öffnungen der Knochenschraube wird z. B. durch Variieren der Querschnittsfläche jeder aufeinander folgenden äußeren Öffnung distal zu dem Schraubenkopf erreicht. Die Knochenschraube kann insbesondere so beschaffen sein, dass sich bei jeder aufeinander folgenden äußeren Öffnung die Querschnittsfläche vergrößert, so dass die Extrusion des fließfähigen Mediums durch jede äußere Öffnung im Wesentlichen gleich ist.
• Die Knochenschrauben der Erfindung können selbst bei Knochen mit verminderter Güte (z. B. Osteoporose-Knochen) oder bei Korrekturoperationen verwendet werden (sie können z. B. verwendet werden, um früher eingesetzte Knochenschrauben zu ersetzen).
• Die Knochenschrauben der Erfindung können z. B. bei der Osteosynthese verwendet werden, um Knochen z. B. frakturierte (gebrochene) Knochen intern entweder in Verbindung mit anderen mechanischen Vorrichtungen wie etwa Metallplatten, Stiften, Stäben oder Drähten oder individuell zu stabilisieren und/oder zu verbinden. Knochenschrauben enthalten ohne Einschränkung z. B. Schrauben für kleine Bruchstücke, Kortexschrauben, Spongiosaschrauben, dynamische Hüftschrauben, Ankerschrauben, nicht selbstschneidende Schrauben, selbstschneidende Schrauben und Knöchelschrauben. Die Größe und Funktion der Knochenschraube der Erfindung kann in Abhängigkeit von ihrer vorgesehenen Verwendung variieren (die Knochenschraube kann z. B. vollständig mit Gewinde versehen sein, wenn sie bei der Fixierung der Fraktur von dichten oder kortikalen Knochen verwendet wird, und kann teilweise mit Gewinde versehen sein, wenn sie bei der Fixierung der Spongiosa an einem kortikalen Knochen verwendet wird). Der Kopf der Knochenschraube kann modifiziert sein, um mit jeder von mehreren geeigneten Antriebsvorrichtungen und Bohrern, die in der Technik bekannt sind, zu wirken.
• Die folgende Beschreibung der Ausführungsformen von Knochenschrauben der Erfindung und Verfahren ihrer Verwendung sind lediglich beispielhafter Natur und sind in keiner Weise vorgesehen, um die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungsformen einzuschränken. Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die verschiedenen Knochenschrauben der Erfindung genau beschrieben wird, wird darüber hinaus durch einen Fachmann erkannt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Formen und Materialien, die im Einzelnen beschrieben sind, beschränkt ist, sondern außerdem unter Verwendung verwandter Formen und anderer biokompatibler Materialien, z. B. nicht resorbierbare Materialien wie etwa Titan und resorbierbare Materialien wie etwa Allotransplantat, Keramiken und Keramik-Polymer-Mischungen gebildet werden kann.
• Es folgt eine Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen der Erfindung.
• Struktur
• In den 1A, 1B, 2A und 2B enthält die Knochenschraube 1 einen mit Gewinde versehenen Schraubenkörper 2 und einen Schraubenkopf 3, der an einem Ende des Schraubenkörpers 2 angebracht ist. Die Knochenschraube 1 enthält des Weiteren einen inneren Kanal 4, der sich in Längsrichtung durch den Schraubenkopf 3 und durch den Schraubenkörper 2 erstreckt. Die Knochenschraube 1 enthält außerdem mehreren in radialer Richtung angeordnete Zufuhrkanäle 5, die den inneren Kanal 4 mit der Umgebung des Schraubenkörpers 2 verbinden. Die Zufuhrkanäle 5 der Knochenschraube 1 weisen äußere Öffnungen 6 auf. Die äußeren Öffnungen 6, die sich am nächsten zu dem Schraubenkopf 3 befinden, haben die kleinsten Querschnittsflächen, während äußere Öffnungen 6, die am weitesten von dem Schraubenkopf 3 entfernt sind, die größten Querschnittsflächen haben. Diese Konfiguration erreicht eine im Wesentlichen gleichförmige Strömungsrate eines fließfähigen Mediums durch die Zufuhrkanäle 5. Die äußeren Öffnungen 6 sind über die Länge und zwischen den Gewindegängen 7 des Schraubenkörpers 2 positioniert. Die Knochenschraube 1 kann außerdem eine optionale Brechung 50 der Innenkante aufweisen.
• Der Schraubenkopf 3 ist kreisförmig und enthält Schraubenkopfgewinde 8 an seinem Umfang, an dem ein Zufuhrverteiler angebracht werden kann. Der Schraubenkopf 3 enthält zusätzlich innen in dem Schraubenkopf 3 eine sechseckige Öffnung 9, in die eine Drehantriebsvorrichtung eingesetzt werden kann. Der Schraubenkörper 2 enthält zusätzlich drei geradlinige äußere Nute 10, die um den Schraubenkörper 2 im Wesentlichen gleichmäßig beabstandet sind und die äußeren Öffnungen 6 verbinden. In Ausführungsformen kann die Knochenschraube 1 eine oder zwei äußere Nute 10 oder mehr als drei äußere Nute aufweisen; die äußeren Nute können geradlinig, schraubenförmig oder eine Kombination von beidem sein.
• In den 3A und 3B ist ein Abschnitt jedes Zufuhrkanals 5 im Wesentlichen zylindrisch (obwohl der Zufuhrkanal 5 andere Formen aufweisen kann wie etwa eine rechteckige Form, eine sechseckige Form, eine sternförmige Form usw.), während der Abschnitt 11 am nächsten zu dem inneren Kanal 4 konisch sein kann, um die Strömungseigenschaft eines fließfähigen Mediums durch den Zufuhrkanal 5 zu verbessern. Die optionale Brechung 50 der Innenkante ist außerdem in 3A gezeigt.
• In den 4a bis 4E ist der innere Stopfen 12 in dem inneren Kanal 4 angeordnet. Der innere Stopfen 12 kann den Durchgang eines fließfähigen Mediums distal zu dem inneren Stopfen 12 in der Richtung, die weg von dem Schraubenkopf 3 weist, vollständig oder teilweise blockieren, wenn es sich durch den inneren Kanal 4 bewegt. Der innere Stopfen 12 kann eine Teilmenge der Zufuhrkanäle 5 blockieren und kann in dem inneren Kanal 4 befestigt sein oder in dem inneren Kanal 4 gleitfähig angeordnet sein, wodurch seine Anordnung in dem inneren Kanal 4 eingestellt werden kann. Der innere Stopfen 12 kann massiv sein, wodurch eine Bewegung des fließfähigen Mediums über seine Position hinaus verhindert wird (4A), oder er kann im Wesentlichen porös oder hohl sein (4B und 4C), wodurch zugelassen wird, dass veränderliche Mengen des fließfähigen Materials durch ihn hindurch strömen, um Zufuhrkanäle 5 distal zu dem inneren Stopfen 12 zu erreichen.
• Eine alternative Ausführungsform einer Knochenschraube ist in den 5A und 5B gezeigt. Die Knochenschraube 13 der 5A und 5B enthält zwei schraubenförmige äußere Nute 14, die um den Schraubenkörper 15 gleichmäßig beabstandet sind. Jeder Zufuhrkanal 16 und jede äußere Öffnung 17 sind über den Schraubenkörper 15 direkt gegenüberliegend zu einem zweiten Zufuhrkanal 16 bzw. einer zweiten äußeren Öffnung 17 beabstandet.
• In 6 enthält die Knochenschraube 18 keine äußere Nute.
• Funktionsweise
• In den 7A und 8A bis C ist der Zufuhrverteiler 19 in der Form z. B. einer Luer-Verriegelung an dem Schraubenkopf 3 der Knochenschraube 1 angebracht, die im Verlauf z. B. einer Operationsprozedur in der Nähe eines Knochendefekts positioniert wurde. Der Zufuhrverteiler 19 enthält eine Gewindeende 20, das komplementär zu einem Schraubenkopfgewinde 8 der Knochenschraube 1 ist (wie in 7B gezeigt).
• In den 7B bis D wird nach der Anbringung des Zufuhrverteilers 19 eine Drehantriebsvorrichtung 22 mit z. B. einem sechseckigen Ende 23 wie gezeigt oder mit einer anderen Form der Antriebsvorrichtung wie etwa eine Robertson-Antriebsvorrichtung, eine Schlitz-Antriebsvorrichtung, eine Phillips-Antriebsvorrichtung, eine Torx-Antriebsvorrichtung, eine dreifach rechteckige Antriebsvorrichtung, eine Antriebsvorrichtung mit Mehrfachantrieb, eine Antriebsvorrichtung mit Einweg-Kupplung, eine Antriebsvorrichtung mit Keilverzahnung, eine Antriebsvorrichtung mit Doppel-Sechskant oder eine Bristol-Antriebsvorrichtung in den Zufuhrverteiler 19 eingesetzt und das sechseckige Ende 23 kann an der sechseckigen Öffnung 9 des Schraubenkopfes 3 in Eingriff gelangen (wie in 7A gezeigt). Die Drehantriebsvorrichtung 22 kann (in Abhängigkeit von der Gewinderichtung) in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht werden, um die Knochenschraube 1 in die endgültige oder nahezu endgültige Position anzuziehen. Die Knochenschraube 1 kann alternativ in der endgültigen oder nahezu endgültigen Position positioniert werden, indem beim Fehlen des Zufuhrverteilers 19 eine Drehantriebsvorrichtung verwendet wird.
• Die Drehantriebsvorrichtung 22 wird dann entfernt und ein fließfähiges Medium (z. B. ein Knochenzement) kann durch das proximale Ende 21 des Zufuhrverteilers 19 z. B. durch eine Injektionsspritze oder eine andere Injektionsvorrichtung eingeführt werden. Alternativ kann der Zufuhrverteiler 19 von der Knochenschraube 1 entfernt, mit dem fließfähigen Medium gefüllt und erneut an der Knochenschraube 1 angebracht werden. Das fließfähige Medium kann durch den Zufuhrverteiler 19 in die Knochenschraube 1 eingeführt werden, indem z. B. ein Spritzenkolben verwendet wird, der sich durch den Zufuhrverteiler 19 in der Richtung vom proximalen Ende 21 zu dem Gewindeende 20 bewegt wird. Das fließfähige Medium wird in die Knochenschraube 1 und ihren inneren Kanal 4 injiziert und der Zement wird im Wesentlichen gleichförmig durch Zufuhrkanäle 5 und äußere Öffnungen 6 extrudiert. Das fließfähige Medium bildet eine im Wesentlichen gleichförmige Beschichtung um die Knochenschraube 1.
• Nach der Injektion des fließfähigen Mediums wird die Knochenschraube 1 weiter angezogen, bei Bedarf unter Verwendung einer Drehantriebsvorrichtung 22, die durch den Zufuhrverteiler 19 eingesetzt werden kann oder verwendet werden kann, nachdem der Zufuhrverteiler 19 gelöst wurde. Nach dem Anziehen der Knochenschraube 1 wird der Zufuhrverteiler 19 gelöst (falls er noch nicht entfernt wurde) und die sechseckige Öffnung 9 des Schraubenkopfes 3 kann abgedichtet werden, z. B. unter Verwendung einer dichtfähigen Polymersperre wie etwa ein Siliconelastomer (z. B. Silastic^®, Dow Corning Corporation, Midland, Michigan) oder eines anderen Mittels wie etwa ein Stopfen, der durch Aufschrauben auf den Schraubenkopf befestigt werden kann.
• In den 9A bis 9C ist in einer alternativen Ausführungsform die Drehantriebsvorrichtung 24 ein Spannstück mit zwei Spannstiften 25 (9A) und der Schraubenkopf 26 enthält komplementäre Löcher 27 (9B) für den Eingriff der Drehantriebsvorrichtung 24 (9C).
• Die Knochenschrauben der vorliegenden Erfindung schaffen zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Knochenschrauben, die in der Technik bekannt sind. In einigen Ausführungsformen der Knochenschrauben der vorliegenden Erfindung ist z. B. der Durchmesser des inneren Kanals kleiner als in bekannten durchgebohrten Knochenschrauben, was eine verbesserte Festigkeit und die Möglichkeit einer verringerten Gesamtschraubengröße zur Folge hat. Durch das Vorhandensein eines kleineren Durchmessers des inneren Kanals sind außerdem die Knochenschrauben der vorliegenden Erfindung optimiert für eine Verwendung mit Knochenzementen nach dem Stand der Technik, wie z. B. Knochenzemente auf Basis Calciumphosphat der vierten Generation, die eine verringerte Viskosität aufweisen und deswegen eine Beaufschlagung mit einem geringeren Druck erfordern als ältere Knochenzemente. In zusätzlichen Ausführungsformen ermöglicht der mit Gewinde versehene Schraubenkopf eine luftdichte Anbringung eines abnehmbaren Zufuhrverteilers z. B. eines Kunststoffverteilers, der wiederum das Laden des fließfähigen Mediums erleichtert, indem er zulässt, dass ein Chirurg oder ein anderer Benutzer einen manuellen Druck anstelle eines hydraulischen Drucks ausübt. Das verringert die Wahrscheinlichkeit der unerwünschten Einführung von Luftembolien in den Knochenhohlraum oder an anderen Operationsstellen. Im Unterschied zu früheren Schrauben, die eine Verbindung eines Zufuhrverteilers in der Drehantriebsvorrichtung erfordern, wodurch sich sehr kleine Öffnungen und dementsprechend ein hoher Betriebsdruck ergeben, weisen die Knochenschraube der vorliegenden Erfindung außerdem keine Behinderung in dem Strömungsweg des fließfähigen Mediums auf, wodurch sich der erforderliche Betriebsdruck verringert.
• Des Weiteren ist in einigen Ausführungsformen bei Schrauben, die für die Rekonstruktion des äußeren Kreuzbandes entworfen sind, der Durchmesser des Schraubenkopfes im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Schraubenkörpers, was eine vollständige Implantation des Schraubenkopfes in dem Knochen ermöglicht, da die Schraube durch eine Drehantriebsvorrichtung angetrieben werden kann, die in den Schraubenkopf eingeführt wird.
• Es ist außerdem bedeutend einfacher, eine Knochenschraube der vorliegenden Erfindung zu entfernen oder deren Position einzustellen, die an einer Operationsstelle angeordnet wurde, im Vergleich zu Knochenschrauben nach dem Stand der Technik. Da die Drehantriebsvorrichtung in den Schraubenkopf eingesetzt wird, ist es nicht erforderlich, die äußere Oberfläche des Schraubenkopfes zu fassen, um eine implantierte Schraube vor dem Härten des Zements zu entfernen.
• Nach dem Härten des Zements rund um eine Knochenschraube der vorliegenden Erfindung ist die Knochenschraube stabiler und sicherer als eine herkömmliche Schraube wegen der gleichförmigen Verteilung des Zements, der einen großen Anteil des Oberflächenbereichs des Schraubenkörpers und des berührten Knochens überdeckt. Diese erhöhte Stabilität verringert die Wahrscheinlichkeit des ”Austretens” einer Schraube aus der Operationsstelle, was bei einer herkömmlichen Schraube auftreten kann.
• In zusätzlichen Ausführungsformen erleichtert das Vorhandensein äußerer Nute eine gleichförmige Verteilung des fließfähigen Mediums längs der äußeren Oberfläche der Schraube. Wenn z. B. eine äußere Öffnung blockiert ist, kann das fließfähige Medium von einer benachbarten äußeren Öffnung längs einer äußeren Nut strömen, um zu ”hinterfüllen” oder einen Ausgleich für die blockierte Öffnung zu schaffen. Das Vorhandensein äußerer Nute, insbesondere geradliniger äußerer Nute kann außerdem die Festigkeitseigenschaften des Schraubenkörpers verbessern.
• In zusätzlichen Ausführungsformen ermöglicht die Verwendung eines einstellbaren inneren Stopfens eine selektive Abgabe des fließfähigen Mediums an gewünschte Zufuhrkanäle, während andere Zufuhrkanäle blockiert werden. Ein derartiger Stopfen kann in der Weise entworfen sein, dass er eingedrückt oder eingeschraubt wird und kann entweder dauerhaft oder entfernbar sein. Außerdem kann in einigen Ausführungsformen die Spitze oder das distale Ende des Schraubenkörpers, d. h. das Ende des Schraubenkörpers distal zu dem Schraubenkopf in der Weise hergestellt sein, dass es offen oder geschlossen ist; bei offenen Ausführungsformen kann bei Bedarf gemäß der chirurgischen Indikation ein entfernbarer Spitzenstopfen hinzugefügt werden. Der Einschluss eines derartigen einstellbaren Stopfens vergrößert die Flexibilität der Verwendung von Knochenschrauben der vorliegenden Erfindung.
• Beispiele
• Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie die Erfindung in irgendeiner Weise einschränken.
• Beispiel 1: Verwendung einer Knochenschraube der Erfindung zur Reparatur einer Fraktur oder eines Knochendefekts
• Eine Knochenschraube der Erfindung kann verwendet werden, um z. B. für eine subartikulare Fraktur in Verbindung mit einer herkömmlichen Fixierung eine Frakturunterstützung zu schaffen. Auf die zu unterstützende Stelle kann unter Verwendung entweder einer perkutanen Technik oder einer offenen Technik zugegriffen werden. Die Extraktionstechnik stellt vorzugsweise eine maximale Knochenkonservierung sicher.
• Unikortale und bikortale Fixierung
• Eine Knochenschraube der Erfindung kann verwendet werden für eine unikortale Fixierung, um einen der Abschnitte der dicken Kortikalwand eines Knochens zu durchqueren, wie in 18A schematisch gezeigt. Eine beispielhafte Knochenschraube für eine unikortale Fixierung ist z. B. 25 bis 55 mm lang mit einem Hauptdurchmesser von z. B. 4,0 mm und einem Durchmesser des inneren Kanals von z. B. 1,6 mm.
• Alternativ durchdringt die Knochenschraube für eine bikortale Fixierung den gesamten Knochen und erreicht die gegenüberliegende dicke Kortikalwand, wie in 18B schematisch gezeigt. Eine beispielhafte Knochenschraube für eine bikortale Fixierung ist z. B. 60 bis 80 mm lang mit einem Hauptdurchmesser von z. B. 4,0 mm und einem Durchmesser des inneren Kanals von z. B. 1,6 mm.
• In jedem Fall befinden sich die äußeren Öffnungen im Inneren des Knochens, wobei nicht unterstützte Fragmentabschnitte durch den injizierten Zement gehalten werden können. Die Knochenschraube enthält einen Gewindekopf, an dem ein Zufuhrverteiler, z. B. ein Einwegadapter, der mit einer Einwegspritze kompatibel ist, direkt angebracht ist, um eine luftdichte Dichtung zu bilden. Ein Zufuhrverteiler kann z. B. aus Kunststoff hergestellt sein und enthält an einem Ende ein Luer-Formstück für eine Verbindung mit Spritzen und an dem anderen Ende eine Gewinde für eine Verbindung mit dem Schraubenkopf. Um die Operation zu vereinfachen, kann der Zufuhrverteiler auf dem Operationstisch vor der Einführung in den Patienten an der Knochenschraube angebracht werden, so dass nicht darauf gewartet werden muss, den Zufuhrverteiler zu verbinden, wenn sich die Schraube im Knochen befindet, wo es schwierig werden kann, zu lokalisieren, auszurichten und zu verbinden. Um die Knochenschraube in Position zu bringen, wird eine Drehantriebsvorrichtung durch den Zufuhrverteiler eingesetzt, wie in 7B gezeigt, und an dem Schraubenkopf in Eingriff gebracht.
• Wenn die Schraube in geeigneter Weise positioniert ist, wird die Drehantriebsvorrichtung entfernt und eine herkömmliche Spritze wird angebracht. Die Spritze kann in der Weise vorverpackt sein, dass sie ein geeignetes fließfähiges Medium enthält, z. B. Calciumphosphat-Knochenzement, eine Salinenlösung, die verwendet wird, um die Stelle vor der Einführung von Zement zu spülen, ein Antibiotikum oder ein Fibrinolysemittel, das verwendet wird, um eine Bildung von Blutgerinnseln zu verhindern oder zu unterbrechen; alternativ kann das fließfähige Medium in eine leere Spritze eingegeben werden. Nach der Anbringung der Spritze wird diese mit einem manuellen oder ”Finger”-Druck beaufschlagt, um das fließfähige Medium in die Operationsstelle, z. B. in das Knocheninnere zu injizieren. Die große Gesamtfläche der äußeren Öffnungen in Relation zu der Querschnittsfläche des inneren Kanals ermöglicht, dass der Chirurg oder ein anderer Benutzer lediglich einen geringen Druck ausübt, der wiederum die Kräfte minimal macht, die durch das fortschreitende fließfähige Medium erzeugt werden, und minimiert zusätzlich das Risiko einer Gewebeschädigung oder einer Luftembolie. Falls chirurgisch indiziert kann jedes fließfähige Medium oder eine andere Flüssigkeit von der Operationsstelle abgezogen werden, indem der Spritzenstempel zurückgezogen wird. Das Einleiten und Abziehen eines fließfähigen Mediums oder einer anderen Flüssigkeit kann bei Bedarf wiederholt werden, wobei jedes Mal die gleiche oder eine andere Spritze verwendet wird. Auf diese Weise ist es z. B. möglich, eine vollständige Spülung durchzuführen, ein Antibiotikum oder ein anderes geeignetes biologisches Mittel anzuwenden und anschließend Knochenzement anzuwenden, alles ohne die Notwendigkeit, die Schraube an der Operationsstelle einzusetzen oder zu entfernen.
• Eine Darstellung des Strömungswegs des injizierten Zements ist in 18C gezeigt.
• Verhinderung der Extrusion an der Endstelle
• In einigen Fällen ist es nicht erwünscht, an der Endstelle eine Extrusion von Knochenzement oder eines anderen fließfähigen Mediums von der Spitze der Schraube distal zu dem Schraubenkopf zuzulassen. Demzufolge ist in einer Ausführungsform eine Knochenschraube nicht vollständig durchbohrt, d. h. der innere Kanal erstreckt sich nicht über den gesamten Weg durch die Spitze. Bei einigen chirurgischen Fällen, z. B. bei der Fraktur einer Osteoporosen Hüfte ist es jedoch erwünscht, eine vollständig durchbohrte Schraube zu verwenden, um z. B. die Verwendung eines Führungsdrahts zuzulassen, um die Schraube vor dem Einfüllen und der Extrusion des fließfähigen Mediums zu platzieren. In derartigen Fällen wird nach dem Platzieren der Knochenschraube an der Operationsstelle ein massiver innerer Stopfen durch den inneren Kanal zu der Spitze geschoben. Die Knochenschraube ist so entworfen, dass sie eine verjüngte Spitze aufweist, so dass sich der Stopfen an der Verwendungsstelle verkeilt und nicht aus der Schraube freigegeben wird. Nach dem Einsetzen des Stopfens wird Knochenzement oder ein anderes fließfähiges Medium in die Schraube geladen und das fließfähige Medium wird durch die Zufuhrkanäle, jedoch nicht durch die Spitze extrudiert. Durch das Vorhandensein der Möglichkeit, die Spitze einer vollständig durchbohrten Knochenschraube zu verstopfen, erhöhen sich die Sicherheit und die Flexibilität des Gebrauchs wesentlich z. B. in Situationen, bei denen eine Injektion von Knochenzement in weiches Gewebe außerhalb des Knochens, z. B. ein Gelenk, problematisch oder sogar katastrophal wäre.
• Beispiel 2: Verwendung einer Knochenschraube der Erfindung, um ein Zahnimplantat zu ermöglichen
• Ein Blindloch, das während einer Zahnersetzung erzeugt wird, erfordert häufig ein Knochentransplantat, um eine Unterstützung für die Stütze eines Zahnimplantats zu schaffen. Eine Knochenschraube der Erfindung kann verwendet werden, um die Platzierung eines derartigen Implantats zu ermöglichen. Wie in 20A bis 20D gezeigt, enthält eine Knochenschraube, die für Zahnanwendungen optimiert ist, eine gekrümmte Kappe, die an dem Schraubenkopf befestigt ist. Die Knochenschraube kann z. B. einen Durchmesser des inneren Kanals von 1,0 bis 2,0 mm, z. B. 1,2 mm und einen Hauptdurchmesser von 3,0 bis 5,0 mm, z. B. 3,0 mm aufweisen.
• Die Knochenschraube wird zuerst z. B. in den Oberkiefer oder den Unterkiefer eingesetzt und Knochenzement oder ein anderes fließfähigen Medium wird injiziert und längs der Achse des Lochs gleichmäßig verteilt. Die gekrümmte Kappe ist so geformt, dass sie das fließfähige Medium enthält. Der Zement kann wirken, um den verlorenen Knochenstock wieder aufzubauen, was eine vergrößerte Höhe der Knochenverankerung zulässt und eine ausreichende Stabilität für das nachfolgende Einsetzen eines Zahnimplantats über der Knochenschraube ermöglicht.
• In einer alternativen Prozedur einer dentalen Implantage kann eine Knochenschraube der Erfindung in ein Loch im Oberkiefer oder im Unterkiefer als vorübergehende Maßnahme eingesetzt werden, wodurch zugelassen wird, dass neuer Knochen einwächst. Nachdem ein Knochenwachstum erfolgt ist, wird die Knochenschraube entfernt und ein herkömmliches Zahnimplantat wird in die Stelle mit verstärktem Knochen eingesetzt.
• Beispiel 3: Verwendung einer Knochenschraube der Erfindung, um Frakturen nahe an Gelenken zu reparieren, die rekonstruiert werden, die jedoch keine ausreichende lasttragende Festigkeit aufweisen, wenn lediglich herkömmlich fixiert wird
• Ein Patient weist eine Fraktur des Schienbeins oder des Oberschenkelknochens auf, die nahe am Gelenk zwischen Schienbein und Oberschenkelknochen oder am Gelenk zwischen Schienbein und Sprungbein aufgetreten ist. Bei einer Fahrzeugkollision mit hoher Geschwindigkeit kann der Oberschenkelknochen unmittelbar über dem Knie brechen, wenn das gebeugte Bein des Opfers des Zusammenstoßes gegen das Armaturenbrett schlägt. Der Knochen kann in zwei, drei oder mehr Teile brechen. Auf die zu reparierende Stelle kann unter Verwendung einer perkutanen oder offenen Technik zugegriffen werden. Das kleine Profil der Zementverbindung bedeutet, die Schraube und der Zement können mit einem breiten Schnitt (offen) oder mit einem sehr kleinen Schnitt (geschlossen) erfolgen.
• Durch Verwendung einer Knochenschraube der Erfindung ist eine spätere Schraubenentfernung möglich, während eine maximale Knochenerhaltung gewährleistet ist. Eine Schraube, die z. B. für eine Verwendung mit einer inneren Drehantriebsvorrichtung, z. B. eine innere sechseckige Drehantriebsvorrichtung entworfen ist, eliminiert die Notwendigkeit der Verwendung einer großen äußeren Drehantriebsvorrichtung, z. B. eines Schraubenschlüssels. Da der heilende Knochen zu dem Kopf einer Schraube, die in eine Operationsstelle eingesetzt wurde, und um diesen herum wächst, ist das Einsetzen eines großen Werkzeugs schwierig und würde einen bedeutenden Knochenverlust oder eine Beschädigung am benachbarten Knochen zur Folge haben. Die Integration des inneren Kanals und der Öffnung für die Drehantriebsvorrichtung des Schraubenkopfes ermöglicht die Verwendung eines kleinen Bohrers oder Meißels, um eine kleine Menge Knochen direkt über dem Schraubenkopf zu entfernen, und ein Einsetzen einer Drehantriebsvorrichtung, um die Schraube mit einer minimalen Auswirkung auf den benachbarten Knochen herauszuziehen.
• Alternativ kann in einer Ausführungsform, bei der der Schraubenkopf nicht wesentlich größer als der Schraubenkörper ist, eine durchgebohrte Auskehlung über die Schraube gebohrt werden, und die dadurch erzeugte Reibung ermöglicht die Extraktion der Schraube bei einem minimalen Knochenverlust. Bei dieser Konfiguration ist für Schrauben mit schraubenförmigen äußeren Nuten das Drehmoment, das für die Extraktion vor dem Abbinden des Knochenzements erforderlich ist, bedeutend vermindert (z. B. um 10%, 20%, 30%, 33%, 40%, 50%, oder mehr z. B. von etwa 3 Newtonmeter auf etwa 2 Newtonmeter) in Bezug auf Schrauben nach dem Stand der Technik. Im Gegensatz dazu ist nach dem Abbinden des Knochenzements die zum Extrahieren der Knochenschraube der Erfindung erforderliche Kraft in Bezug auf Schrauben nach dem Stand der Technik bedeutend vergrößert (z. B. um einen Faktor von 1,1, 1,2, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 7,5 oder sogar 10,0 z. B. von etwa 300 Newton auf etwa 1600 bis 1800 Newton).
• Beispiel 4: Verwendung einer Knochenschraube der Erfindung zum Reparieren eines kontralateralen Defekts
• Wo ein kontralateraler Defekt vorhanden ist, z. B. in einem metaphysärem Knochen, kann eine Knochenschraube der Erfindung gegenüberliegend zu dem Defekt eingesetzt werden, so dass die Schraubenspitze nahe am Defekt positioniert ist. Anschließend wird ein fließfähiges Medium an der Stelle des Defekts injiziert. Durch Einsetzen der Knochenschraube gegenüberliegend zu dem Defekt anstelle durch ihn hindurch wird eine Beschädigung an der Blutversorgung an der Defektseite vermieden und ein zweiter Schnitt für Transplantationszement oder anderes biologisches Material wird nicht benötigt.
• Beispiel 5: Verwendung einer Knochenschraube der Erfindung in Verbindung mit anderen internen Fixierungsvorrichtungen
• Knochenschrauben der Erfindung können in Verbindung mit anderen internen Fixierungsvorrichtungen wie etwa Platten einschließlich Verriegelungsplatten und Nägel verwendet werden. Die Schraube ist so konstruiert, dass sie durch ein oder mehrere der vorhandenen Löcher in der Platte oder dem Nagel eingesetzt werden kann, ohne den Platten- oder Nagelaufbau zu schwächen. Diese Technik ist insbesondere nützlich im Kontext der Knochenzertrümmerung oder des osteoporotischen Knochens, wo die Struktur des Knochens zu zerbrechlich sein kann, um zuzulassen, dass eine herkömmliche Schraube einen stabilen Halt in der geschwächten Knochenstelle erreicht oder die Platte oder den Nagel an der geschwächten Knochenstelle erfolgreich befestigt, und wenn das Loch in der Platte oder in dem Nagel leer bleiben würden, würde das eine Spannungserhöhung in der Platte oder in dem Nagel zur Folge haben. In einem derartigen Fall wird eine Knochenschraube der Erfindung in das Loch eingesetzt, Knochenzement wird injiziert und um die Achse der Schraube gleichmäßig verteilt und es wird ein Härten des Knochenzements zugelassen, wodurch die Platte oder der Nagel an dem Knochen fixiert wird.
• 16A bis 16C stellen z. B. Knochenschrauben der Erfindung dar, die in eine Knochenplatte eingesetzt sind, die für die Aufnahme von drei Verriegelungsschrauben entworfen ist. Knochenschrauben der Erfindung können in Abhängigkeit von der Operationsprozedur und der Güte der Knochenstelle in allen drei Löchern oder lediglich für ein oder zwei der Löcher verwendet werden.
• In einigen Fällen können Knochenschrauben der Erfindung bei Korrekturoperationen verwendet werden, bei denen Schrauben oder Platten nach dem Stand der Technik sich mit der Zeit lösen oder eine Schwächung aufweisen. Eine Ersetzung einer Schraube nach dem Stand der Technik durch eine Schraube der vorliegenden Erfindung kann eine größere Stabilität und eine Verstärkung schaffen.
• Beispiel 6: Verwendung einer Knochenschraube der Erfindung in Verbindung mit der Wiederbefestigung von Bändern und Sehnen
• In Situationen, die eine Wiederbefestigung von Bändern und Sehnen erfordern, besteht ein Risiko, dass Fäden aus dem befestigenden Knochen herausgezogen werden. Fadenanker, z. B. Vorrichtungen des Typs Unterlegscheibe sind in der Technik bekannt, derartige Anker können jedoch auch verschoben werden, wenn die Knochengüte unzureichend ist. Ein Fadenanker kann an einer Knochenschraube der Erfindung angebracht werden, wie z. B. in 15A bis 15D gezeigt, und die Knochenschraube kann an einer Knochenstelle fest einzementiert werden, die andernfalls zu schwach oder zertrümmert wäre, um eine herkömmliche Knochenschraube zu befestigen.
• Beispiel 7: Verwendung einer Knochenschraube der Erfindung für eine Rekonstruktion des hinteren Kreuzbandes (ACL)
• Knochenschrauben der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um eine Ersetzung des ACL nach einem Riss zu positionieren und zu verankern. Ein Loch wird an jedem Ende in den Knochen gebohrt und ein Transplantat wird dort platziert, wo das ACL sein sollte. Das Transplantat ist im Allgemeinen länger als das ACL. Die Schrauben können verwendet werden, um das Transplantat an dem Knochen zu halten. Bei Knochenschrauben der Erfindung, bei denen der Durchmesser des Schraubenkopfes im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Schraubenkörpers ist, z. B. die in 17A bis 17C dargestellten Knochenschrauben, kann der Schraubenkopf leicht in dem Transplantat und/oder im Knochen versenkt werden durch die Verwendung einer Drehantriebsvorrichtung, die in den Schraubenkopf eingesetzt wird, wodurch die ACL-Rekonstruktion ermöglicht wird.
• Alle Publikationen, Patente und Patentanmeldungen, die in der obigen Beschreibung erwähnt wurden, sind durch Bezugnahme eingeschlossen. Verschiedene Modifikationen und Variationen des beschriebenen Verfahrens und des Systems der Erfindung werden einem Fachmann deutlich ohne vom Umfang und Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte klar sein, dass die beanspruchte Erfindung nicht unzulässig auf derartige spezielle Ausführungsformen beschränkt sein soll. Stattdessen ist beabsichtigt, dass verschiedene Modifikationen der beschriebenen Arten zum Ausführen der Erfindung, die für einen Fachmann offensichtlich sind, im Umfang der Erfindung liegen.
• Weitere Ausführungsformen befinden sich in den Ansprüchen.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 5783217 [0035]
• US 6027742 [0035]
• US 6214368 [0035]
• US 6287341 [0035]
• US 6331312 [0035]
• US 6541037 [0035]
• US 6953594 [0035]
• US 6972130 [0035]
• US 7150879 [0035]
• US 7318841 [0035]
• US 7517539 [0035]

Claims (10)

1. Knochenschraube, umfassend einen mit Gewinde versehenen Schraubenkörper und einen Schraubenkopf, der an einem Ende des Schraubenkörpers angebracht ist, wobei die Knochenschraube ferner Folgendes umfasst: a) einen inneren Kanal, der sich in Längsrichtung durch den Schraubenkopf und durch wenigstens einen Abschnitt des Schraubenkörpers erstreckt, wobei der innere Kanal eine Breite von weniger als 5,0 Millimeter (mm) aufweist; und b) eine Vielzahl von in radialer Richtung angeordneten Zufuhrkanälen, die den inneren Kanal mit der Umgebung des Schraubenkörpers verbinden, wobei die Zufuhrkanäle äußere Öffnungen umfassen.
2. Knochenschraube nach Anspruch 1, wobei die äußeren Öffnungen i) eine veränderliche Querschnittsfläche aufweisen; ii) über die Länge des Schraubenkörpers positioniert sind; iii) zwischen zwei oder mehr Gewindegängen des Schraubenkörpers positioniert sind; iv) mit größer werdender Querschnittsfläche längs einer Richtung distal zu dem Schraubenkopf angeordnet sind; v) im Wesentlichen kreisförmig, im Wesentlichen zylindrisch, im Wesentlichen schlitzförmig, im Wesentlichen rechtwinklig oder im Wesentlichen mehreckig sind; oder vi) im Wesentlichen kreisförmige äußere Öffnungen und im Wesentlichen schlitzförmige äußere Öffnungen umfassen.
3. Knochenschraube nach Anspruch 1, a) wobei der innere Kanal eine Breite von bis zu 2,0 mm aufweist; oder b) wobei die Zufuhrkanäle so bemessen sind, dass sie nach der Einleitung des fließfähigen Mediums durch den Schraubenkopf in den inneren Kanal im Wesentlichen gleiche Strömungsraten eines fließfähigen Mediums durch alle Zufuhrkanäle erzeuge, insbesondere wobei das fließfähige Medium Knochenhohlraumfüllmaterial, Zement oder ein pharmazeutisches Mittel umfasst; oder c) wobei jeder der Zufuhrkanäle längs wenigstens eines Abschnitts seiner radialen Achse konisch oder im Wesentlichen zylindrisch ist; oder d) wobei i) der innere Kanal sich durch im Wesentlichen die vollständige Länge des Schraubenkörpers erstreckt; ii) der innere Kanal im Wesentlichen zylindrisch ist; iii) der innere Kanal in einer Richtung distal zu dem Schraubenkopf in der Breite abnimmt; iv) der innere Kanal im Wesentlichen linear als eine Funktion des longitudinalen Abstands von dem Schraubenkopf in der Breite abnimmt; oder v) der innere Kanal schrittweise längs einer Richtung distal zu dem Schraubenkopf in der Breite abnimmt; oder e) wobei für jeden Zufuhrkanal und jede äußere Öffnung ein oder mehrere Zufuhrkanäle und äußere Öffnungen im Wesentlichen in dem gleichen longitudinalen Abstand von dem Schraubenkopf positioniert sind und im Wesentlichen um 180 Grad, 120 Grad oder 90 Grad rund um die Längsachse des Schraubenkörpers beabstandet sind; oder f) wobei der Schraubenkörper ferner eine oder mehrere äußere Nuten umfasst, die sich längs wenigstens eines Abschnitts des Umfangs des Schraubenkörpers erstrecken und wenigstens eine Teilmenge der äußeren Öffnungen der Zufuhrkanäle verbinden, wobei die Tiefe der äußeren Nuten kleiner ist als die Tiefe der Zufuhrkanäle, insbesondere (i) wobei jede der Nuten im Wesentlichen geradlinig, im Wesentlichen schraubenförmig oder eine Kombination von beidem ist oder (ii) die zwei, drei, vier oder mehr äußere Nuten umfasst, die sich relativ zueinander im Wesentlichen in gleichem Abstand befinden; oder g) die zwischen 1 und 200 Zufuhrkanäle umfasst; oder h) wobei die äußeren Öffnungen eine Querschnittsfläche im Bereich von 0,1 mm² bis 12 mm² besitzen oder wobei die äußeren Öffnungen im Wesentlichen kreisförmig sind und einen Durchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 4 mm besitzen; oder i) wobei I. die Länge jedes Schraubenkörpers zwischen 10 mm und 200 mm liegt; II. der Hauptdurchmesser des Schraubenkörpers zwischen 2 mm und 20 mm liegt; III. die Gewindegänge der Knochenschraube um einen Wert zwischen 0,5 mm und 500 mm voneinander beabstandet sind; IV. die radiale Höhe der Gewindegänge zwischen 0,1 mm und 20 mm liegt; V. der Durchmesser des Schraubenkopfes zwischen 3 mm und 30 mm liegt; oder VI. die Höhe des Schraubenkopfes zwischen 1 mm und 25 mm liegt; oder j) wobei die Knochenschraube eine Edelstahllegierung, eine Titanlegierung, herkömmliches reines Titan, Cobaltchrom oder Polyetheretherketon umfasst; oder k) ferner umfassend einen inneren Stopfen, der den inneren Kanal oder einen oder mehrere Zufuhrkanäle vollständig oder teilweise verstopft, wobei der innere Stopfen über die Länge des inneren Kanals positioniert werden kann oder eine massive Komponente der Knochenschraube ist, insbesondere wobei der innere Stopfen massiv ist, im Wesentlichen zylindrisch mit einem hohlen Kern ist, im Wesentlichen zylindrisch mit einem hohlen Kern und wenigstens einem massiven Ende ist oder ein fließfähiges Medium umfasst, das aus Polyethylen, einer Metalllegierung, einem Knochenhohlraumfüllmaterial, einem Zement oder einem pharmazeutischen Mittel, das von dem Stopfen durch Auflösung mittels Fluid freigegeben werden kann, ausgewählt ist.
4. Knochenschraube nach Anspruch 2, a) wobei die äußeren Öffnungen zwischen abwechselnden Gewindegängen des Schraubenkörpers positioniert sind; oder b) wobei der Schraubenkopf i) so bearbeitet ist, dass er an einen Zufuhrverteiler passt, der das fließfähige Medium in den inneren Kanal der Knochenschraube einleiten kann; ii) so bearbeitet ist, dass er an eine Drehantriebsvorrichtung passt, die an einer Ausnehmung in dem Schraubenkopf in Eingriff gelangen kann; iii) hohl ist; iv) Innen- oder Außengewinde umfasst; v) im Wesentlichen kreisförmig, im Wesentlichen sechseckig, im Wesentlichen rechtwinklig oder im Wesentlichen sechseckig ist; vi) so bearbeitet ist, dass er durch ein Spannstück angetrieben werden kann; vii) eine sechseckige Öffnung, eine Robertson-Öffnung, eine Schlitzöffnung, eine Phillips-Öffnung, eine Torx-Öffnung, eine dreifach rechteckige Öffnung, eine Mehrantriebsöffnung, eine Öffnung für eine Einweg-Kupplung, eine Keilverzahnungsöffnung, eine Doppel-Sechskant-Öffnung oder eine Bristol-Öffnung aufweist; viii) ferner eine abdichtbare Polymersperre umfasst, die einen Innenbereich des Schraubenkopfes von der äußeren Umgebung der Knochenschraube trennt, wodurch ein Vorratsbehälter in dem Schraubenfopf gebildet wird; oder ix) bearbeitet ist für eine Verwendung als eine Befestigungsvorrichtung oder Anker für ein Implantat, insbesondere wobei die abdichtbare Polymersperre ein Silikonelastomer ist.
5. Vorrichtung, umfassend: a) eine Knochenschraube nach Anspruch 1; und b) einen Zufuhrverteiler, der an der Außenseite des Schraubenkopfes abnehmbar angebracht ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, a) wobei der Zufuhrverteiler und der Schraubenkopf mit komplementärem Gewinde versehene Bereiche umfassen; oder b) ferner umfassend eine Drehantriebsvorrichtung, wobei die Drehantriebsvorrichtung in dem Zufuhrverteiler positioniert ist und an dem Schraubenkopf in Eingriff ist, wodurch eine Drehung der Knochenschraube um ihre Längsachse durch Drehung der Antriebsvorrichtung ermöglicht wird; oder c) wobei die Vorrichtung ein fließfähiges Medium durch den Zufuhrverteiler empfangen kann und wobei die Knochenschraube vor dem Härten des fließfähigen Mediums durch folgende Schritte angezogen werden kann: i) Einsetzen der Drehantriebsvorrichtung durch das fließfähige Medium in den Zufuhrverteiler; ii) Eingreifen des Schraubenkopfes an einem Ende der Drehantriebsvorrichtung; und iii) Anziehen der Knochenschraube in ihre endgültige Position durch Drehen der Drehantriebsvorrichtung, insbesondere wobei das fließfähige Medium Knochenhohlraumfüllmaterial, Zement oder ein pharmazeutisches Mittel umfasst; oder d) wobei der Zufuhrverteiler eine Luer-Verriegelung oder einen anderen Spritzenverriegelungsmechanismus umfasst und einen Durchmesser des Injektionsanschlusses umfasst, der größer als oder gleich einem (1) Millimeter (mm) ist.
7. Vorrichtung, umfassend: a) eine Knochenschraube, die einen mit Gewinde versehenen Schraubenkörper und einen Schraubenkopf, der an einem Ende des Schraubenkörpers befestigt ist, umfasst, wobei die Knochenschraube ferner Folgendes umfasst: i) einen inneren Kanal, der sich in Längsrichtung durch den Schraubenkopf und durch wenigstens einen Abschnitt des Schraubenkörpers erstreckt; und ii) einen in radialer Richtung angeordneten Zufuhrkanal, der den inneren Kanal mit dem Äußeren des Schraubenkörpers verbindet; und b) einen Zufuhrverteiler, der an dem Schraubenkopf angebracht ist, wobei der Zufuhrverteiler beschaffen ist, um eine Drehantriebsvorrichtung im Innenraum des Zufuhrverteilers aufzunehmen, wobei ein Ende der Drehantriebsvorrichtung beschaffen ist, um an dem Schraubenkopf in Eingriff zu gelangen, und wobei der Schraubenkopf so bearbeitet ist, dass er an die Drehantriebsvorrichtung passt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, a) wobei der Zufuhrverteiler entfernt werden kann und an der Außenseite des Schraubenkopfes abnehmbar angebracht ist; oder b) wobei der Zufuhrverteiler mit dem Innenraum des Schraubenkopfes verbunden ist; oder c) wobei der Zufuhrverteiler über eine Stumpfstoßverbindung mit dem Schraubenkopf verbunden ist, insbesondere wobei die Vorrichtung ein fließfähiges Medium durch den Zufuhrverteiler aufnehmen kann und wobei die Knochenschraube vor dem Härten des fließfähigen Mediums durch folgende Schritte angezogen werden kann: i) Einsetzen der Drehantriebsvorrichtung durch das fließfähige Medium in den Zufuhrverteiler; ii) Eingreifen des Schraubenkopfes an dem Ende der Drehantriebsvorrichtung; und iii) Anziehen der Knochenschraube in die endgültige Position durch Drehen der Drehantriebsvorrichtung, besonders (i) wobei das fließfähige Medium Knochenhohlraumfüllmaterial, Zement oder ein pharmazeutisches Mittel umfasst oder (ii) wobei die Knochenschraube die Knochenschraube nach Anspruch 1 ist.
9. Verfahren zum Behandeln eines Patienten mit einem Knochendefekt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: a) Positionieren der Knochenschraube nach Anspruch 1 in der Nähe des Knochendefekts; b) Einführen eines fließfähigen Mediums in den inneren Kanal der Knochenschraube; c) Zulassen, dass das fließfähige Medium durch die Zufuhrkanäle extrudiert wird; und d) Zulassen, dass das fließfähige Medium härtet, wodurch die Knochenschraube an der Verwendungsstelle fixiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, a) wobei das fließfähige Medium Knochenhohlraumfüllmaterial, Zement oder ein pharmazeutisches Mittel umfasst, insbesondere wobei das fließfähige Medium durch die Zufuhrkanäle im Wesentlichen in gleichen Volumina extrudiert wird; oder b) wobei der Knochendefekt eine subartikuläre Fraktur oder einen Defekt der Speiche, der Elle, des Wadenbeins, des Schlüsselbeins, des Oberarmknochens, des Beckens, des Oberschenkelknochens, der Kniescheibe, des Schienbeins, des Talus, des Fersenbeins, des Kahnbeins, des Keilbeins, der Mittelfußknochen, der Mittelhandknochen, der Finger- oder Zehenglieder, des Schulterblatts, des Fußgelenks, der Zähne, des Kiefers oder des Rückenwirbels umfasst; oder c) wobei das Verfahren eine maxillomandibulare oder kraniofaziale Fixierung, eine Rückenwirbelfixierung, eine Glenoidimplantatfixierung oder eine vorübergehende Fixierung zum Reparieren des Knochendefekts bei einer stufenweisen Rekonstruktion umfasst; oder d) wobei das Verfahren das Platzieren der Knochenschraube in einem Pedikel, das Verankern einer Zwischenkörpervorrichtung, das Verankern einer Wirbelsäulenverbindungsplatte und einer Abstandshalter-Ersetzung, das Behandeln eines osteoporotischen Rückenwirbels, das Positionieren der Knochenschraube in der Nähe zu den Dornfortsätzen des benachbarten Rückenwirbels, das Einsetzen eines Stabs, eines Stifts, eines Nagels oder einer Knochenplatte in der Nähe des Knochendefekts umfasst; oder e) wobei der Schritt a) das Positionieren der Knochenschraube in Kontakt mit dem intraossären Raum eines Knochens umfasst; oder f) wobei vor dem Schritt b) eine Fluidverbindung zwischen dem Schraubenkopf und dem Zufuhrverteiler, der das fließfähige Medium in den inneren Kanal einleiten kann, hergestellt wird, insbesondere wobei der Schritt b) das Einleiten des fließfähigen Mediums in den inneren Kanal durch den Zufuhrverteiler umfasst und wobei vor dem Schritt d) das Verfahren ferner Folgendes umfasst: i) Einsetzen einer Drehantriebsvorrichtung durch das fließfähige Mediums in den Zufuhrverteiler; ii) Eingreifen des Schraubenkopfes an der Drehantriebsvorrichtung; und iii) Anziehen der Knochenschraube in die endgültige Position durch Drehen der Drehantriebsvorrichtung; oder g) wobei das fließfähige Medium Knochenhohlraumfüllmaterial, Zement oder ein pharmazeutisches Mittel umfasst.

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