DE102012112150A1 - Self-tapping bone screw for connecting bone cover with remaining cranial bone after craniotomy for neurosurgery in head of patient, has shaft middle region including core diameter lower than diameter in shaft region that is adjacent to end - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Knochenschraube, insbesondere für die Neurochirurgie. Die erfindungsgemäßen Knochenschrauben sind darüber hinaus vor allem auch für die Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie geeignet. Die Knochenschrauben weisen einen Schraubenschaft mit einem ersten und einem zweiten Ende auf, wobei das erste Ende des Schraubenschafts als Schraubenkopf und das entgegengesetzte zweite Ende des Schraubenschafts als Schraubenspitze ausgebildet ist, wobei der Schraubenschaft ein sich an seiner Außenseite erstreckendes Schraubgewinde aufweist. The invention relates to a bone screw, in particular for neurosurgery. The bone screws according to the invention are also particularly suitable for oral and maxillofacial surgery. The bone screws have a screw shaft having a first and a second end, the first end of the screw shaft is formed as a screw head and the opposite second end of the screw shaft as a screw tip, wherein the screw shaft has a screw thread extending on its outer side.
Bei der Schaffung eines Zugangs für neurochirurgische Eingriffe am Kopf eines Patienten wird in der Regel nach einer Trepanation eine Craniotomie durchgeführt. Hierbei wird für die Dauer der Operation dem Schädelknochen ein Teil als Knochendeckel entnommen, genauer gesagt, ausgesägt, und normalerweise anschließend auch wieder lageorientiert in den Schädel eingesetzt. When creating a neurosurgical access to the head of a patient, a craniotomy is usually performed after a trepanation. Here, a part of the skull bone is removed as bone cover for the duration of the operation, more precisely, sawed out, and normally then again position-oriented inserted into the skull.
Nach dem Einsetzen wird der Knochendeckel mit dem Schädelknochen verbunden, so dass er in seiner Lage stabilisiert ist. Hierzu können unterschiedliche Verbindungssysteme verwendet werden. Gemäß einer sehr verbreiteten Technik wird der Knochendeckel mit Knochenplatten und Knochenschrauben mit dem restlichen Schädelknochen verbunden. After insertion, the bone cover is connected to the skull bone so that it is stabilized in its position. For this purpose, different connection systems can be used. According to a very common technique, the bone cover is connected to the remaining cranial bone with bone plates and bone screws.
Hierzu werden an dem Knochendeckel eine oder mehrere Knochenplatten angeschraubt, was in der Regel nicht am Patienten geschieht. Die lageorientierte Positionierung am Schädelknochen erfolgt danach, und der Knochendeckel wird dann mit Hilfe der Knochenplatten am Schädelknochen festgeschraubt. For this purpose, one or more bone plates are screwed to the bone lid, which does not usually happen to the patient. The position-oriented positioning on the skull bone is done afterwards, and the bone lid is then screwed with the help of bone plates on the skull bone.
Hierzu werden Knochenschrauben verwendet, die selbstschneidend sind, oder Schrauben, für deren Verwendung vorgebohrt werden muss. For this purpose, bone screws are used, which are self-tapping, or screws that must be pre-drilled for their use.
Der Einschraubvorgang ist in beiden Fällen ein kritischer Schritt, da es hierbei beim Aufbringen des Einschraubmoments zum Abrutschen des Schraubendrehers vom Schraubenkopf der Knochenschraube kommen kann. Die Einschraubmomente werden umso größer, je tiefer die Knochenschraube schon in das Knochenmaterial eingedrungen ist. Ähnliche Herausforderungen stellen sich dem Chirurgen auch auf dem Gebiet der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie. The screwing is a critical step in both cases, since it can come here from the screw head of the bone screw when applying the screw-in torque for slipping the screwdriver. The screw-in moments are greater, the deeper the bone screw has penetrated into the bone material. The surgeon faces similar challenges in the field of oral and maxillofacial surgery.
Aus der U.S.-Offenlegungsschrift
Eine selbstbohrende und selbstschneidende Knochenschraube mit sich verjüngender Schraubenspitze ist in dem U.S.-Patent
Eine weitere selbstbohrende und selbstschneidende Knochenschraube, deren Schraubenspitze mit einer Spannut ausgebildet ist, ist in der
Aus der
Für all diese Knochenschrauben ergibt sich die weiter oben beschriebene Problematik. For all these bone screws results the problem described above.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Knochenschraube der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, mit der das Risiko des Abrutschens beim Applizieren der Knochenschraube vermindert ist. The object of the invention is to propose an improved bone screw of the type described above, with which the risk of slipping when applying the bone screw is reduced.
Diese Aufgabe wird von einer Knochenschraube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a bone screw with the features of claim 1.
Erfindungsgemäß weist der Schaft in seinem mittleren Bereich einen geringeren Kerndurchmesser auf als an seinen dem ersten und zweiten Ende benachbarten Endbereichen. Dadurch, dass der Durchmesser des Schafts in diesem mittleren Bereich kleiner ist, bleibt die Reibung der Schraube beim Einschrauben in das Knochenmaterial über eine gewisse Zeit im Wesentlichen konstant, da der mittlere Bereich des Schafts keinen oder nur einen nicht ins Gewicht fallenden direkten Kontakt mit dem umgebenden Knochenmaterial hat. Die Haltekraft der Schraube wird dadurch jedoch nicht vermindert, da der mittlere Bereich des Schafts der Knochenschraube im spongiösen Teil des Schädelknochens liegt. According to the invention, the shaft has a smaller core diameter in its central region than at its end regions adjacent to the first and second ends. The fact that the diameter of the shaft is smaller in this central region, the friction of the screw when screwing into the bone material over a certain time remains substantially constant, since the central portion of the shaft no or only a negligible direct contact with the has surrounding bone material. However, the holding force of the screw is not reduced thereby, since the central region of the shaft of the bone screw is located in the cancellous part of the cranial bone.
Der Durchmesser der Knochenschraube, am Außenumfang des Schraubgewindes (Außenkontur) bestimmt, zum Durchmesser des Schafts am ersten und zweiten Ende kann in weiten Bereichen variieren, wie dies auch bei den eingangs angesprochenen Knochenschrauben im Stand der Technik der Fall ist. The diameter of the bone screw, on the outer circumference of the screw thread (outer contour) determined to the diameter of the shaft at the first and second end can vary within wide ranges, as is the case with the above-mentioned bone screws in the prior art.
Die erfindungsgemäßen Knochenschrauben sind typischerweise aus Metall, insbesondere Titan oder Titanlegierungen, Keramik und Kunststoffverbundwerkstoffen gefertigt. The bone screws according to the invention are typically made of metal, in particular titanium or titanium alloys, ceramics and plastic composite materials.
Bevorzugt erstreckt sich der mittlere Bereich des Schafts mit vermindertem Schaftdurchmesser, im Folgenden auch Kerndurchmesser genannt, über ca. ein Viertel bis ca. drei Viertel, insbesondere über ca. ein Drittel bis etwa zwei Drittel der Schaftlänge. Preferably, the central region of the shaft with a reduced shaft diameter, hereinafter also called the core diameter, extends over approximately one quarter to approximately three quarters, in particular over approximately one third to approximately two thirds of the shaft length.
Bevorzugt weist der Kerndurchmesser des Schafts im mittleren Bereich ca. 50 % bis ca. 80 %, insbesondere ca. 60 % bis ca. 70 %, des Kerndurchmessers des Schafts in dem dem zweiten Ende des Schafts benachbarten Bereich auf, der nicht zur Schraubenspitze zählt, bei der eine Verjüngung der Außenkontur der Schraube gegeben ist. Preferably, the core diameter of the shaft in the central region has about 50% to about 80%, in particular about 60% to about 70%, of the core diameter of the shaft in the region adjacent to the second end of the shaft, which does not belong to the screw tip in which a taper of the outer contour of the screw is given.
Bereits eine geringfügige Verminderung des Kerndurchmessers auf ca. 90 % bringt einen merklich geringeren Anstieg des Einschraubmoments beim Einschrauben der Knochenschraube mit sich. Even a slight reduction of the core diameter to about 90% brings a noticeably smaller increase in the screwing when screwing the bone screw with it.
Vorzugsweise weist das Schraubgewinde über die gesamte Länge des Schafts einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser (Außenkontur) auf. Dies gewährleistet, dass die Knochenschraube eine gute Führung im Knochenmaterial erhält. Preferably, the screw thread over the entire length of the shaft has a substantially constant diameter (outer contour). This ensures that the bone screw receives a good guidance in the bone material.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Schraubenschaft in seinem dem ersten Ende benachbarten Bereich einen Kerndurchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser in dem dem zweiten Ende benachbarten Bereich. Damit wird ein besonders sicherer Sitz der Knochenschraube im kortikalen Bereich des Knochenmaterials gewährleistet. More preferably, it can be provided that the screw shaft has in its region adjacent to the first end a core diameter which is greater than the diameter in the region adjacent to the second end. This ensures a particularly secure fit of the bone screw in the cortical region of the bone material.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Knochenschraube ist es besonders vorteilhaft, wenn der Kerndurchmesser des Schraubenschafts an seinem dem ersten Ende benachbarten Bereich in Richtung zum Schraubenkopf kontinuierlich zunehmend ausgebildet ist. In this preferred embodiment of the bone screw according to the invention, it is particularly advantageous if the core diameter of the screw shaft is continuously progressively formed at its region adjacent to the first end in the direction of the screw head.
Dabei kann durchaus vorgesehen sein, dass der Kerndurchmesser des Schafts an seinem dem ersten Ende benachbarten Bereich im Wesentlichen den Durchmesser des Schraubgewindes (Außenkontur) erreicht. It can certainly be provided that the core diameter of the shaft at its first end adjacent area substantially reaches the diameter of the screw thread (outer contour).
Die erfindungsgemäße Knochenschraube kann darüber hinaus mit einem selbstschneidenden Schraubgewinde ausgebildet werden. The bone screw according to the invention can also be formed with a self-tapping screw thread.
Bevorzugt wird, insbesondere bei der Ausbildung des Schraubgewindes als selbstschneidendes Schraubgewinde, die Schraubenspitze mit einer Spannut ausgebildet. Preferably, in particular in the formation of the screw thread as a self-tapping screw thread, the screw tip is formed with a flute.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen: The present invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Der Schaft
Der mittlere Bereich mit vermindertem Kerndurchmesser d1 erstreckt sich über ungefähr die Hälfte der Länge des Schafts
In dem dem Schraubenkopf
Der Schaft
In Zahlen ausgedrückt, kann beispielsweise der Durchmesser DS ca. 1,5 mm, der Kerndurchmesser d1 ca. 1 mm und der Kerndurchmesser d2 ca. 1,25 mm betragen. In terms of numbers, for example, the diameter D S can be about 1.5 mm, the core diameter d 1 about 1 mm and the core diameter d 2 about 1.25 mm.
Die Schraubenspitze
Der mittlere Bereich mit vermindertem Kerndurchmesser d1 erstreckt sich wieder über ungefähr die Hälfte der Länge des Schafts
In dem dem Schraubenkopf
In den
Bei der Knochenschraube
Die Knochenschraube
Vergleicht man die beim Applizieren einer Knochenschraube in der Praxis auftretenden Einschraubmomente in Abhängigkeit von der jeweils erreichten Eindringtiefe in ein Knochenmaterial bei den Knochenschrauben
Die Zunahme des Einschraubmoments mit zunehmender Eindringtiefe verläuft bei der konischen Schraube
The increase of the screw-in torque with increasing penetration depth is with the
Bei den Schrauben
Nochmals eine deutliche Minderung der Steilheit der Kraft/Weg-Kurve wird bei der erfindungsgemäßen Schraube
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 29520312 U1 [0009] DE 29520312 U1 [0009]
- DE 10361044 B4 [0010] DE 10361044 B4 [0010]
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