DE102013001933A1 - Bone screw for fixation of spine in treatment of e.g. degenerative disc disease, has four threaded outer diameter portions that are parallel to respective threaded core sections in different shapes - Google Patents

Bone screw for fixation of spine in treatment of e.g. degenerative disc disease, has four threaded outer diameter portions that are parallel to respective threaded core sections in different shapes Download PDF

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Abstract

The bone screw has structured screw head (1) and screw shank (2) consisting of threaded core and threaded outer diameter. The first and third threaded core portions are conical, while second and fourth threaded core portions are cylindrical, such that threaded outer diameter from distal to proximal is subdivided. The first and third threaded outer diameter portions are tapered parallel to respective threaded core sections, while second and fourth threaded outer diameter portion are cylindrical parallel to respective threaded core sections.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Knochenschraube, wie sie unter anderem auch in der Orthopädie als Bestandteil der bekannten Knochenschrauben-Stab-Systeme für die Fixation der Wirbelsäule bei diversen Indikationen (bspw. degenerative Bandscheibenerkrankungen, Spondylolisthesen, Traumata, Spinalkanalstenosen, Deformationen, Krümmungen, Tumore, Pseudarthrosen) verwendet wird.The present invention relates to a bone screw, as used, inter alia, in orthopedics as part of the known bone screw rod systems for the fixation of the spine in various indications (eg degenerative disc disease, spondylolisthesis, traumata, spinal canal stenoses, deformations, bends, tumors, Pseudarthrosis) is used.

Knochenschrauben-Stab-Systeme gibt es in statischer wie auch dynamischer Ausführungsform. Dabei dienen die Knochenschrauben der Verankerung des Knochenschrauben-Stab-Systems im Wirbelkörper.Bone screw rod systems are available in static as well as dynamic embodiment. The bone screws serve to anchor the bone screw-rod system in the vertebral body.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die bislang bekannten Knochenschrauben sind vor allem mit folgenden Problemen konfrontiert:
Ein Hauptproblem der bekannten Knochenschrauben ist die Verhinderung des Hypomochlion-Effekts und die Maximierung des postoperativen Halts der Knochenschraube im Wirbelkörper.
The previously known bone screws are primarily confronted with the following problems:
A major problem of the known bone screws is the prevention of the hypomochlion effect and the maximization of the postoperative hold of the bone screw in the vertebral body.

Sowohl bei der statischen als auch bei der dynamischen Ausführungsform der Knochenschrauben-Stab-Systeme ist der Wirbelkörper an der Stelle, wo der Schraubenschaft der Knochenschraube im Pedikel eingebracht ist, andauernden extremen dynamischen Belastungen ausgesetzt.In both the static and dynamic embodiments of the bone screw-rod systems, the vertebral body is subject to sustained extreme dynamic loading at the point where the screw shaft of the bone screw is inserted in the pedicle.

Dabei wirken Kräfte ständig senkrecht zur Schraubenachse der Knochenschraube, wobei das Loch in dem die Knochenschraube im Pedikel sitzt (Pedikelloch) anatomisch oval und konisch zulaufend ist, mit einem Isthmus an der engsten Stelle (Hypomochlion-Effekt). Durch die ständig senkrecht zur Schraubenachse der Knochenschraube wirkenden Kräfte wird über die Zeit das Pedikelloch vergrößert (Langloch). Bei stark vergrößerten Pedikellöchern kann es zu Schraubenlockerungen und im schlechtesten Fall zu erforderlichen Schraubenrevisionen kommen.In this case, forces constantly act perpendicular to the screw axis of the bone screw, wherein the hole in which the bone screw in the pedicle sits (pedicle hole) is anatomically oval and tapered, with an isthmus at the narrowest point (hypomochlion effect). By constantly acting perpendicular to the screw axis of the bone screw forces the pedicle hole is increased over time (long hole). With greatly enlarged pedicle holes can lead to screw loosening and in the worst case to required screw revisions.

Zudem muss im Zusammenhang mit dem optimalen Halt der Knochenschraube im Wirbelkörper berücksichtigt werden, dass sie durch zwei Knochenschichten – die harte Kortikalis und die weiche Spongiosa – dringen und dort postoperativ auch den optimalen Halt bieten muss.In addition, in connection with the optimal retention of the bone screw in the vertebral body must be taken into account that they penetrate through two layers of bone - the hard cortical bone and the soft cancellous bone - and postoperatively there must also provide optimal support.

Ein weiteres Problem der bekannten Knochenschrauben ist die Schaffung einer leichten Repositionsmöglichkeit bei zeitgleich optimalem postoperativem Halt der Knochenschraube.Another problem of the known bone screws is the creation of a slight Repositionsmöglichkeit at the same time optimal postoperative hold the bone screw.

Ein weiteres Problem der bekannten Knochenschrauben ist das möglichst atraumatische Einbringen der Knochenschraube in den Wirbelkörper. In diesem Zusammenhang ist auch die Minimierung des Kraftaufwands für den Chirurgen beim Einbringen der Knochenschraube sowie zugleich die Reduzierung der Operationsdauer zu sehen.Another problem of the known bone screws is the most atraumatic possible introduction of the bone screw in the vertebral body. In this context, the minimization of the force required for the surgeon when inserting the bone screw and at the same time reducing the duration of surgery is to be seen.

Ein weiteres Problem stellt die Gefahr des Schraubenbruchs und die schwierige Führung der Knochenschraube durch die zwei unterschiedlichen Knochenschichten, Kortikalis und Spongiosa, dar.Another problem is the risk of screw failure and difficult guidance of the bone screw through the two different bone layers, cortical bone and cancellous bone.

Die meisten bislang bekannten Knochenschrauben verfügen am Schraubenschaft lediglich über ein Einfachgewinde, durch das die Knochenschraube im Wirbelkörper verankert werden soll. Unter einem Einfachgewinde versteht man dabei ein Gewinde mit nur einem Gewindegang.Most previously known bone screws have only a single thread on the screw shaft, by which the bone screw is to be anchored in the vertebral body. A single thread is understood to mean a thread with only one thread.

Um eine Knochenschraube mit nur einem Gewindegang in den Wirbelkörper einzubringen, bedarf es bei dieser Ausführung des Gewindes jedoch einer hohen Anzahl an Umdrehungen und damit verbunden beim Chirurgen auch eines erhöhten Kraftaufwands und einer längeren Operationsdauer. Damit die Anzahl an Umdrehungen so gering als möglich gehalten werden kann, wurde bereits erkannt, dass es notwendig ist, die Knochenschraube mit einer großen Gewindesteigung zu konstruieren. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass ein so ausgeführtes Gewinde in der verhältnismäßig dünnen Kortikalschicht nur schlecht Halt findet und so auch das Anwachsverhalten nachteilig beeinflusst wird.In order to introduce a bone screw with only one thread in the vertebral body, however, it requires in this embodiment of the thread a high number of revolutions and associated with the surgeon also increased force and a longer operation time. To keep the number of revolutions as low as possible, it has already been recognized that it is necessary to design the bone screw with a large pitch. However, this has the disadvantage that such a thread in the relatively thin cortical layer finds only poor grip and so the growth behavior is adversely affected.

Insgesamt begünstigen die geschilderten Nachteile eine Lockerung der Schraube vor allem bei andauernder dynamischer Belastung. Diese Problematik besteht dabei insbesondere in dem Zeitraum, in welchem noch keine oder noch keine vollständige Fusion erfolgt ist.Overall, the described disadvantages favor a loosening of the screw, especially with continuous dynamic load. This problem exists in particular in the period in which no or no complete merger has yet occurred.

Bei der Ausführung der Knochenschraube mit nur einem Gewindegang bestehen daher die Gefahr von Frühschäden und auch insgesamt ein hohes Revisionsrisiko.When the bone screw with only one thread is therefore the risk of early damage and also a high overall risk of revision.

Diese Problematik wurde ebenfalls frühzeitig erkannt, weshalb in EP 0 374 088 auch bereits ein mehrgängiges Außengewinde erwähnt wurde und nunmehr zum Stand der Technik gehört.This problem was also recognized early, which is why in EP 0 374 088 also a multi-course external thread has been mentioned and now belongs to the prior art.

Ein mehrgängiges Außengewinde, wie es seither bei einer Vielzahl der auf dem Markt befindlichen Knochenschrauben verwendet wird, hat den Vorteil, dass die Führung der Knochenschraube beim Eindrehen erleichtert wird, während gleichzeitig die Anzahl der Umdrehungen zum vollständigen Eindrehen der Knochenschraube verringert wird, was zugleich den Kraftaufwand beim Chirurgen minimiert und die Operationszeit verkürzt. Gleichzeitig findet das Gewinde, im Vergleich zur Ausführung als Einfachgewinde einen deutlich besseren Halt in der Kortikalis, was auch das Anwachsverhalten positiv beeinflusst.A multi-course external thread, as it is used in a variety of marketed bone screws since then, has the advantage that the guidance of the bone screw is facilitated during insertion, while reducing the number of turns to complete screwing the bone screw, which at the same time Strength of the surgeon minimized and the operating time is shortened. At the same time, the thread, compared to the design as a single thread a significantly better grip in the cortex, which also positively influences the growth behavior.

Durch die Ausführung des Außengewindes als Mehrfachgewinde entsteht insgesamt ein Außengewinde mit eng aneinander liegenden Gewindeflanken. Ein solches Außengewinde findet jedoch in dem weichen, schwammartigen, mit Hohlräumen durchsetzten Gewebe der Spongiosa nur bedingt Halt.The execution of the external thread as a multiple thread creates an overall external thread with closely spaced thread flanks. However, such external thread finds only limited support in the soft, spongy, interspersed with cavities tissue of cancellous bone.

Die Ausgestaltung des Schraubenschafts als Mehrfachgewinde bringt somit zwar Vorteile hinsichtlich der Befestigung der Knochenschraube in der Kortikalis und im Pedikel, durch die Konstruktion des Schraubenschafts ergeben sich jedoch Nachteile hinsichtlich der Befestigung in der Spongiosa.Although the design of the screw shaft as a multiple thread thus brings advantages in terms of attachment of the bone screw in the cortex and pedicle, but by the construction of the screw shaft, there are disadvantages in terms of attachment in cancellous bone.

Aus DE 2807364A1 ist schließlich eine Knochenschraube bekannt, deren Außengewinde in zwei Abschnitte unterteilt ist: einen distalen, bei dem der Abstand der Gewindeflanken größer, als bei dem proximalen und somit die Steigung der beiden Gewinde unterschiedlich ist, wobei der Gewindekern zylindrisch ist.Out DE 2807364A1 Finally, a bone screw is known whose external thread is divided into two sections: a distal, in which the distance of the thread flanks is greater than in the proximal and thus the pitch of the two threads is different, wherein the thread core is cylindrical.

Diese unterschiedlichen Gewindesteigungen sind für den Anwendungsfall einer Frakturversorgung vor allem bei Röhrenknochen vielleicht hilfreich, jedoch für den Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Knochenschraube in Wirbelkörpern nicht sinnvoll. Durch unterschiedliche Gewindesteigungen hat das Gewinde in seinem Verlauf bei gleicher Umdrehungszahl unterschiedliche Vorschübe, wodurch je nach Anordnung der beiden Gewinde zueinander das Gewinde mit der größeren Steigung das Gewinde mit der kleineren Steigung beim Einschrauben vor sich her schiebt, bzw. hinter sich her zieht. Dadurch und weil Gewindegänge mit unterschiedlichen Steigungen in den Knochen geschnitten oder vielmehr gedrückt bzw. gezogen werden, wird der Halt der Schraube im Knochengewebe stark vermindert.These different thread pitches are perhaps helpful for the application of a fracture, especially in tubular bones, but not useful for the application of the bone screw according to the invention in vertebral bodies. By different thread pitches the thread has different feeds in its course at the same speed, whereby depending on the arrangement of the two threads to each other, the thread with the larger pitch pushes the thread with the smaller pitch when screwing in front of him, or pulls behind him. This and because threads are cut with different gradients in the bone or rather pressed or pulled, the hold of the screw is greatly reduced in the bone tissue.

Bei dieser Lösung wurden allerdings auch noch andere Probleme, wie bspw. eine vereinfachte Repositionsmöglichkeit und die Verringerung des Schraubenbruchs außer Acht gelassen.In this solution, however, other problems, such as, for example, a simplified Repositionsmöglichkeit and the reduction of the screw fracture were disregarded.

Bei den bislang bekannten Knochenschrauben gibt es keine, die Lösungen für alle vorgenannten Probleme in sich vereint.In the previously known bone screws, there are none that combines solutions for all the aforementioned problems in itself.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die vorliegende Erfindung vereint nunmehr durch ihre in Schutzanspruch 1 und den Unteransprüchen genannten Merkmale die Lösung für alle vorgenannten Probleme und führt im Vergleich zu den bislang bekannten Knochenschrauben zu einer bedeutenden weiteren Reduzierung des Hypomochlioneffekts und einer Steigerung des Halts der Knochenschraube im Wirbelkörper.The present invention now united by their protection claim 1 and the dependent claims features the solution to all the above problems and results in comparison to the previously known bone screws to a significant further reduction of Hypomochlioneffekts and an increase in the maintenance of the bone screw in the vertebral body.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Darstellungen einiger Ausführungsbeispiele erläutert.The invention will be explained below with reference to the illustrations of some embodiments.

Es zeigt:It shows:

1: Knochenschraube in der Draufsicht; 1 : Bone screw in top view;

2: Knochenschraube im Querschnitt; 2 : Bone screw in cross section;

3: Knochenschraube nach dem Einbringen in den Knochen 3 : Bone screw after insertion into the bone

1 zeigt die Knochenschraube bestehend aus dem strukturierten Schraubenkopf (1) und dem sich hier in distaler, vom Anwender abgewandten Richtung anschließenden Schraubenschaft (2). Der Schraubenschaft lässt sich von distal nach proximal betrachtet in zwei unterschiedliche Gewindeformabschnitte unterteilen. Der erste Gewindeformabschnitt (3) ist zweigängig, der zweite Gewindeformabschnitt (4) ist viergängig ausgestaltet. Die einzelnen Gewindegänge des zweigängigen Gewindeformabschnitts starten jeweils um 180° versetzt zueinander. Die beiden zusätzlichen Gewindegänge des viergängigen Gewindeformabschnitts starten jeweils um 90° versetzt zu den beiden Gewindegängen des zweigängigen Gewindeformabschnitts. 1 shows the bone screw consisting of the structured screw head ( 1 ) and the here in distal, facing away from the user direction screw shank ( 2 ). The screw shaft can be subdivided from distal to proximal into two different thread forming sections. The first thread forming section ( 3 ) is zweigängig, the second thread forming section ( 4 ) is four-shaped. The individual threads of the two-start thread forming section start each offset by 180 °. The two additional threads of the four-start thread forming section start each offset by 90 ° to the two threads of the two-start thread forming section.

2 zeigt die Knochenschraube im Querschnitt und das besondere Zusammenspiel des Gewindekerns (5) mit dem Gewindeaußendurchmesser (6). Der Gewindekern ist von distal nach proximal betrachtet in vier Gewindekernabschnitte unterteilt, die ineinander übergehen, wobei der erste Gewindekernabschnitt (7) konisch, der zweite Gewindekernabschnitt (8) zylindrisch, der dritte Gewindekernabschnitt (9) konisch und der vierte Gewindekernabschnitt (10) zylindrisch verläuft und der Gewindeaußendurchmesser in vier Gewindeaußendurchmesserabschnitte unterteilt ist, wobei der erste Gewindeaußendurchmesserabschnitt (11) konisch parallel zum ersten Gewindekernabschnitt, der zweite Gewindeaußendurchmesserabschnitt (12) zylindrisch parallel zum zweiten Gewindekernabschnitt, der dritte Gewindeaußendurchmesserabschnitt (13) konisch parallel zum dritten Gewindekernabschnitt und der vierte Gewindeaußendurchmesserabschnitt (14) zylindrisch parallel zum vierten Gewindekernabschnitt verläuft. 2 shows the bone screw in cross section and the special interaction of the thread core ( 5 ) with the outer thread diameter ( 6 ). The thread core is divided into four thread core sections, viewed distally to proximally, which merge into one another, whereby the first thread core section (FIG. 7 ) conical, the second threaded core section ( 8th ) cylindrical, the third threaded core section ( 9 ) conical and the fourth thread core section ( 10 ) is cylindrical and the outer thread diameter is divided into four outer thread diameter sections, wherein the first outer thread diameter section ( 11 ) conically parallel to the first thread core portion, the second thread outer diameter portion ( 12 ) Cylindrical parallel to the second thread core portion, the third outer thread diameter section ( 13 ) conically parallel to the third thread core portion and the fourth thread outer diameter portion ( 14 ) is cylindrical parallel to the fourth thread core section.

3 zeigt die Knochenschraube nach dem vollständigen Einschrauben in den Wirbelkörper mit dem zylindrischen vierten Gewindekernabschnitt (10) und dem viergängigen Gewindeformabschnitt (4) in der Kortikalis und im Pedikel sowie dem zweigängigen Gewindeformabschnitt (3) in der Spongiosa. 3 shows the bone screw after complete screwing into the vertebral body with the cylindrical fourth threaded core section ( 10 ) and the four-pass thread forming section ( 4 ) in the cortical bone and in the pedicle and the double-flighted tapping section ( 3 ) in cancellous bone.

Die Knochenschraube zeigt mehrere vorteilhafte Wirkungen auf:
Der besondere Verlauf des Gewindekerns und des Gewindeaußendurchmessers in Verbindung mit den beiden Gewindeformabschnitten ermöglichen eine verbesserte Repositionsmöglichkeit bei maximalem Halt, optimaler Schraubenführung, verminderter Operationsdauer und atraumatischer Einbringung, wobei zugleich die Gefahr des Schraubenbruchs erheblich reduziert wird.
The bone screw has several beneficial effects:
The special course of the thread core and the outer thread diameter in conjunction with the two thread form sections allow improved Repositionsmöglichkeit with maximum support, optimal screw guide, reduced operating time and atraumatic insertion, at the same time the risk of bolt breakage is significantly reduced.

Die Repositionsmöglichkeit wird im Vergleich zu den bislang bekannten Knochenschrauben dadurch erheblich verbessert, dass der vierte Gewindekernabschnitt und der vierte Gewindeaußendurchmesserabschnitt zylindrisch, statt wie bei den bekannten Knochenschrauben konisch ausgestaltet ist. Dadurch steht der Knochenschraube beim Repositionieren mehr Führung zur Verfügung, was den sicheren Sitz der Schraube im Knochen auch nach der Reposition sicherstellt.The Repositionsmöglichkeit is significantly improved in comparison to the previously known bone screws, characterized in that the fourth threaded core portion and the fourth thread outer diameter portion is cylindrical, instead of conical as in the known bone screws. As a result, more guidance is available to the bone screw during repositioning, which ensures the secure seating of the screw in the bone even after repositioning.

Durch die Kombination des besonders gestalteten Gewindekerns und des Gewindeaußendurchmessers der erfindungsgemäßen Knochenschraube mit den beiden an die jeweiligen Gegebenheiten der Kortikalis und Spongiosa angepassten Gewindeformabschnitten wird zudem der postoperative Halt erheblich verbessert.In addition, the postoperative support is considerably improved by the combination of the specially designed threaded core and the outer thread diameter of the bone screw according to the invention with the two adapted to the particular circumstances of the cortical bone and cancellous bone thread forming sections.

Die Durchmesser des Gewindekerns und des Gewindeaußendurchmessers verlaufen über die komplette Länge des Schraubenschafts parallel zueinander. Dabei befinden sich der größte Durchmesser am proximalen und der kleinste Durchmesser am distalen Ende des Schraubenschafts.The diameters of the thread core and of the thread outer diameter run parallel to one another over the entire length of the screw shank. The largest diameter at the proximal and the smallest diameter at the distal end of the screw shaft.

Der Schraubenschaft ist im Bereich des zweiten Gewindeformabschnitts hinsichtlich des Gewindekern- und des Gewindeaußendurchmessers in zwei Abschnitte unterteilt. In einem ersten Abschnitt, welcher vom distalen Startpunkt des zweiten Gewindeformabschnitts bzw. vom proximalen Endpunkt des ersten Gewindeformabschnitts in proximale Richtung verläuft, sind die Gewindekern- und Gewindeaußendurchmessergeometrie konisch verlaufend ausgestaltet. In einem zweiten, an diesen anschließenden Abschnitt, welcher in proximale Richtung bis zum Ende des zweiten Gewindeformabschnitts verläuft, verlaufen die beiden Geometrien zylindrisch.The screw shaft is divided into two sections in the region of the second thread forming section with respect to the thread core and the thread outer diameter. In a first section, which extends from the distal starting point of the second thread forming section or from the proximal end point of the first thread forming section in the proximal direction, the thread core and thread outer diameter geometries are designed conically. In a second, subsequent to this section, which extends in the proximal direction to the end of the second thread-forming portion, the two geometries are cylindrical.

Im proximalen Bereich des Schraubenschafts, welcher direkt an den Schraubenkopf anschließt und durch die auf ihn wirkenden dynamischen Kräfte besonders hohen Belastungen ausgesetzt ist, weist der Schraubenschaft dementsprechend einen verhältnismäßig großen Gewindekerndurchmesser auf. Die auf diesen Bereich einwirkenden Kräfte werden somit auf eine große Fläche verteilt, wodurch der postoperative Halt erheblich erhöht wird und das Risiko eines Schraubenbruchs minimiert wird.In the proximal region of the screw shaft, which connects directly to the screw head and is subjected to particularly high loads by the dynamic forces acting on it, the screw shaft accordingly has a relatively large thread core diameter. The forces acting on this area are thus distributed over a large area, which considerably increases the postoperative hold and minimizes the risk of a screw breakage.

Durch die Ausgestaltung des Schraubenschaftes dergestalt, dass der distale Abschnitt des Gewindeaußendurchmessers über ein zweigängiges und der proximale Abschnitt des Schraubenschaftes über ein viergängiges Außengewinde verfügt, wird das Außengewinde den Anforderungen der verschiedenen Knochenstrukturen des Wirbelkörpers gerecht.Due to the configuration of the screw shaft such that the distal section of the outer thread diameter has a four-start external thread and a proximal section of the screw shaft, the external thread meets the requirements of the various bone structures of the vertebral body.

Dabei ist das viergängige Außengewinde (d. h. der zweite Gewindeformabschnitt) im proximalen Abschnitt des Schraubenschafts so ausgestaltet, dass es in der Länge des Abschnitts des Schraubenschaftes auf die Kortikalschicht des Knochens beziehungsweise die Länge des Pedikels angepasst ist. Das zweigängige Außengewinde (d. h. der erste Gewindeformabschnitt) im distalen Abschnitt des Schraubenschafts ist dementsprechend in seiner Länge so ausgelegt, dass es sich nach dem Eindrehen der Schraube im spongiösen Teil des Wirbels befindet.In this case, the four-start external thread (that is, the second thread-forming section) in the proximal portion of the screw shaft is designed to be adapted to the cortical layer of the bone or the length of the pedicle in the length of the section of the screw shaft. The double-threaded external thread (i.e., the first thread forming portion) in the distal portion of the screw shaft is accordingly designed in its length so that it is in the spongy part of the vertebra after screwing in the screw.

Hierdurch wird erreicht, dass die Knochenschraube sowohl im kortikalen als auch im spongiösen Knochengewebe den best möglichen Halt findet.This ensures that the bone screw finds the best possible support both in the cortical and spongious bone tissue.

Dabei kann das Außengewinde der Knochenschraube sowohl selbstschneidend als auch nicht selbstschneidend ausgeführt werden. Die Schraubenspitze kann sowohl spitz als auch stumpf ausgeführt werden.In this case, the external thread of the bone screw can be performed both self-tapping and not self-tapping. The screw tip can be made both pointed and dull.

Die einzelnen Gewindegänge verfügen dabei über eine im Verhältnis zu Knochenschrauben mit Einfachgewinde große Gewindesteigung.The individual threads have a large pitch in relation to bone screws with a single thread.

Dies bewirkt ein schnelles Eindrehen der Schraube bei geringer Umdrehungszahl, was zu einer Verkürzung der Operationszeit führt und den beim Chirurgen erforderlichen Kraftaufwand reduziert.This causes a quick screwing in the screw with low number of revolutions, which leads to a shortening of the operation time and reduces the force required by the surgeon.

Gleichzeitig führt die Ausgestaltung des Außengewindes als viergängiges Außengewinde im proximalen Bereich dazu, dass neben der großen Gewindesteigung der einzelnen Gewindegänge und der hieraus entstehenden Vorteile, der Abstand der einzelnen Gewindeflanken insgesamt eng ausgeführt ist. Hierdurch entsteht eine große Kontaktfläche zum Knochengewebe der Kortikalis und des Pedikel, welche bewirkt, dass die Knochenschraube in der dünnen Kortikalschicht und im Pedikel einen festen Halt findet, wodurch darüber hinaus das Anwachsverhalten gefördert und die Osseointegrationszeit verkürzt wird.At the same time, the configuration of the external thread as a four-pass external thread in the proximal region leads, in addition to the large thread pitch of the individual threads and the resulting advantages, the spacing of the individual thread flanks to be tight overall. This creates a large area of contact with the bone tissue of the cortex and the pedicle, which causes the bone screw in the thin cortical layer and in the pedicle finds a firm grip, which in addition to the Encouraged growth behavior and the osseointegration time is shortened.

Dadurch, dass der Schraubenschaft nur in dem Bereich mit einem viergängigen Außengewinde ausgestattet ist, welcher nach dem vollständigen Einschrauben in der Kortikalschicht und im Pedikel des Wirbelkörpers verbleibt, wird bewirkt, dass die beiden neu hinzukommenden Gewindegänge erst sehr spät in die kortikale Knochenschicht eingebracht werden. Hierdurch wird die Einwirkung auf den Knochen und die Verletzung des Knochengewebes so gering wie möglich gehalten, was wiederum das Anwachsverhalten positiv beeinflusst.The fact that the screw shaft is equipped only in the area with a four-course external thread, which remains in the cortical layer and in the pedicle of the vertebral body after complete screwing, causes the two newly added threads are introduced very late in the cortical bone layer. As a result, the impact on the bone and the injury of the bone tissue is kept as low as possible, which in turn positively influences the growth behavior.

Der Halt des Außengewindes in der Kortikalschicht wird durch die Ausgestaltung des Schraubenschafts im Hinblick auf den Gewindekern- und den Gewindeaußendurchmesser des Schraubenschafts gefördert.The hold of the external thread in the cortical layer is promoted by the configuration of the screw shaft with respect to the Gewindekern- and the outer thread diameter of the screw shaft.

Insgesamt führt die Ausgestaltung des proximalen Abschnitts des Schraubenschaftes zu einer höheren Primärstabilität der Knochenschraube im Bereich des Pedikels. Hierdurch wird das Risiko von Frühkomplikationen stark verringert.Overall, the configuration of the proximal portion of the screw shaft leads to a higher primary stability of the bone screw in the region of the pedicle. This greatly reduces the risk of early complications.

Im Gegensatz zum proximalen Abschnitt des Schraubenschafts verfügt der Schraubenschaft im distalen Abschnitt, welcher sich nach dem Eindrehen der Knochenschraube im spongiösen Knochengewebe befindet, lediglich über zwei Außengewindegänge. Die Gewindesteigung entspricht dabei der Gewindesteigung im proximalen Abschnitt.In contrast to the proximal portion of the screw shaft, the screw shaft in the distal section, which is located in the cancellous bone tissue after screwing in the bone screw, has only two external threads. The thread pitch corresponds to the thread pitch in the proximal section.

Diese Ausgestaltung des Außengewindes wird dem weichen, schwammartigen, mit Hohlräumen durchsetzten Spongiosagewebe gerecht und erzielt hier ebenfalls einen festen Halt.This embodiment of the external thread is the soft, sponge-like, interspersed with cavities spongiosa tissue fair and here also achieves a firm grip.

Insgesamt gesehen, wird durch die Ausführung des Schraubenschafts in der dargestellten Art und Weise der bestmögliche Halt der Knochenschraube sowohl im kortikalen, als auch im spongiösen Knochengewebe erzielt. Hierdurch wird die Gefahr einer Schraubenlockerung, insbesondere im Zeitraum zwischen dem Einbringen der Knochenschraube und der vollständigen Fusion, stark reduziert und das Risiko einer Revision minimiert.Overall, the execution of the screw shaft in the manner shown achieves the best possible retention of the bone screw both in the cortical bone and in the cancellous bone tissue. As a result, the risk of screw loosening, especially in the period between the introduction of the bone screw and the complete merger, greatly reduced and minimizes the risk of a revision.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die konische Ausgestaltung des ersten Gewindekernabschnitts sowie des Gewindeaußendurchmessers eine atraumatische Einbringung ermöglicht, die zylindrische Ausgestaltung des zweiten Gewindekernabschnitts sowie des Gewindeaußendurchmessers verbessert die Schraubenführung, die konische Ausgestaltung des dritten Gewindekernabschnitts und des Gewindeaußendurchmessers fördert ebenfalls eine möglichst atraumatische Einbringung und die zylindrische Ausgestaltung des vierten Gewindekernabschnitts sowie des Gewindeaußendurchmessers ermöglicht, wie bereits dargestellt, eine verbesserte Reposition der Knochenschraube.In summary, it can be stated that the conical configuration of the first threaded core section and the thread outer diameter allows for atraumatic insertion, the cylindrical configuration of the second threaded core section and the thread outer diameter improves the screw guide, the conical configuration of the third threaded core section and the thread outer diameter also promotes atraumatic as possible introduction and the cylindrical configuration of the fourth thread core portion and the outer thread diameter allows, as already shown, an improved reduction of the bone screw.

Das erste Gewindeformabschnitt im proximalen Bereich der Knochenschraube fördert zudem ein möglichst atraumatisches Einbringen der Knochenschraube durch die harte Spongiosa bei geringem Kraftaufwand.The first thread-forming section in the proximal region of the bone screw also promotes as atraumatic an insertion of the bone screw through the hard cancellous bone with little effort.

Der Schraubenschaft kann in weiteren Ausführungsformen kanüliert und/oder mehrfach fenestriert ausgeführt sein, wobei eine Kanülierung entlang der Längsachse des Schraubenschafts einem geführten Einbringen der Knochenschraube dient. Die Fenestrierungen können als senkrecht zur Längsachse des Schraubenschafts verlaufende Langlöcher ausgeführt sein, welche in ihrer Ausformung der Gewindesteigung folgen und im Gewindegrund im Bereich des ersten Gewindeformabschnitts verlaufen. Diese Fenestrierungen dienen dazu durch den Schraubenschaft Knochenzement zu applizieren, um den Halt der Knochenschraube gerade bei osteoporotischen Knochenverhältnissen zu verbessern.In other embodiments, the screw shaft can be cannulated and / or fenestrated several times, cannulation along the longitudinal axis of the screw shaft serving as a guided introduction of the bone screw. The Fenestrierungen can be designed as running perpendicular to the longitudinal axis of the screw shaft elongated holes, which follow in its formation of the thread pitch and extend in the thread root in the region of the first thread form portion. These fenestrations serve to apply bone cement through the screw shaft in order to improve the retention of the bone screw, especially in osteoporotic bone conditions.

Die Knochenschraube kann entweder kanülliert oder fenestriert oder als eine Kombination aus beiden, kanülliert und fenestriert ausgeführt werden.The bone screw can be either cannulated or fenestrated or performed as a combination of both cannulated and fenestrated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0374088 [0014] EP 0374088 [0014]
  • DE 2807364 A1 [0018] DE 2807364 A1 [0018]

Claims (7)

Knochenschraube bestehend aus einem strukturierten Schraubenkopf (1) und einem hieran in distaler, vom Anwender abgewandten Richtung anschließenden Schraubenschaft (2), welcher aus einem Gewindekern (5) und einem Gewindeaußendurchmesser (6) besteht, wobei der Schraubenschaft im distalen, dem Anwender abgewandten Bereich, als Spongiosagewinde und im proximalen, dem Anwender zugewandten Bereich als Kortikalgewinde ausgestaltet ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekern von distal nach proximal betrachtet in vier Gewindekernabschnitte unterteilt ist, die ineinander übergehen, wobei der erste Gewindekernabschnitt (7) konisch, der zweite Gewindekernabschnitt (8) zylindrisch, der dritte Gewindekernabschnitt (9) konisch und der vierte Gewindekernabschnitt (10) zylindrisch verläuft und der Gewindeaußendurchmesser von distal nach proximal betrachtet ebenfalls in vier Gewindeaußendurchmesserabschnitte unterteilt ist, wobei der erste Gewindeaußendurchmesserabschnitt (11) konisch parallel zum ersten Gewindekernabschnitt verläuft, der zweite Gewindeaußendurchmesserabschnitt (12) zylindrisch parallel zum zweiten Gewindekernabschnitt verläuft, der dritte Gewindeaußendurchmesserabschnitt (13) konisch parallel zum dritten Gewindekernabschnitt verläuft und der vierte Gewindeaußendurchmesserabschnitt (14) zylindrisch parallel zum vierten Gewindekernabschnitt verläuft.Bone screw consisting of a structured screw head ( 1 ) and a subsequent thereto in distal, facing away from the user direction screw shank ( 2 ), which consists of a threaded core ( 5 ) and a thread outer diameter ( 6 ), wherein the screw shaft in the distal, user-facing region, designed as a cancellous bone thread and in the proximal, the user-facing area as a cortical thread is characterized in that the threaded core is viewed from distal to proximal divided into four threaded core sections, which merge into one another the first thread core section ( 7 ) conical, the second threaded core section ( 8th ) cylindrical, the third threaded core section ( 9 ) conical and the fourth thread core section ( 10 ) is cylindrical and the outer diameter of the thread from distal to proximal view is also divided into four outer thread diameter sections, wherein the first outer thread diameter section ( 11 ) runs conically parallel to the first thread core portion, the second thread outer diameter portion ( 12 ) is cylindrical parallel to the second thread core portion, the third thread outer diameter portion ( 13 ) runs conically parallel to the third threaded core section and the fourth threaded outer diameter section ( 14 ) is cylindrical parallel to the fourth thread core section. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenschaft aus zwei Gewindeformabschnitten besteht, wobei der distale, vom Schraubenkopf abgewandte Gewindeformabschnitt (3) ein zweigängiges und der proximale, dem Schraubenkopf zugewandte Gewindeformabschnitt (4) ein viergängiges Gewinde aufweist.Bone screw according to claim 1, characterized in that the screw shaft consists of two thread-forming sections, wherein the distal thread-forming section facing away from the screw head (FIG. 3 ) a zweigängiges and the proximal, the screw head facing thread forming section ( 4 ) has a four-start thread. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Gewindegänge des zweigängigen Gewindeformabschnitts jeweils um 180° versetzt zueinander starten und die beiden zusätzlichen Gewindegänge des viergängigen Gewindeformabschnitts jeweils um 90° versetzt zu den beiden Gewindegängen des zweigängigen Gewindeformabschnitts starten.Bone screw according to claim 1, characterized in that the individual threads of the double-threaded section start each offset by 180 ° to each other and start the two additional threads of the four-start thread forming portion offset by 90 ° to the two threads of the double-threaded section. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenschaft in seiner Länge und in der Bemessung der beiden Gewindeformabschnitte so ausgestaltet ist, dass nach dem Einschrauben in den Wirbelkörper der Gewindeformabschnitt mit dem viergängigen Gewinde im Bereich der Kortikalis und im Pedikel und der Gewindeabschnitt mit dem zweigängigen Gewinde im Bereich der Spongiosa verbleibt.Bone screw according to claim 1, characterized in that the screw shaft in its length and in the design of the two thread form sections is designed so that after screwing into the vertebral body of the thread forming section with the four-start thread in the cortical bone and in the pedicle and the threaded portion with the zweigängigen thread in the area of cancellous bone remains. Knochenschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindekern über einen Durchmesser verfügt, welcher im proximalen Bereich größer ist, als im distalen Bereich.Bone screw according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded core has a diameter which is greater in the proximal region than in the distal region. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenschraube selbstschneidend oder nicht-selbstschneidend gefertigt werden kann.Bone screw according to claim 1, characterized in that the bone screw can be made self-tapping or non-self-tapping. Knochenschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenschraube kanüliert und/oder mehrfach fenestriert ausgeführt werden kann, wobei die Kanülierung entlang der Längsachse des Schraubenschafts verlaufen kann und die Fenestrierungen als senkrecht zur Längsachse des Schraubenschafts verlaufende Langlöcher, welche in ihrer Ausformung der Gewindesteigung folgen und im Gewindegrund im Bereich ersten Gewindeformabschnitts verlaufen, ausgeformt sein können.Bone screw according to one of the preceding claims, characterized in that the bone screw can be cannulated and / or fenestrated several times, wherein the cannulation along the longitudinal axis of the screw shaft can extend and the fenestrations as perpendicular to the longitudinal axis of the screw shaft extending slots, which in their formation of the Follow thread pitch and run in the thread root in the first thread forming section, can be formed.
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