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Die Erfindung betrifft eine Osteosynthesefixationseinrichtung mit einem im Wesentlichen plattenförmigen Körper, welcher eine Anzahl von Durchgangslöchern aufweist, wobei mindestens einige der Durchgangslöcher von Knochenschrauben durchsetzbar sind und mindestens eines der Durchgangslöcher der Aufnahme einer Knochenschraube mit einem Gewindekopf dient, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
WO 01/19264 A1 ist ein Fixationssystem für Knochen mit einem Kraftträger mit Löchern und in die Löcher einsetzbaren Knochenschrauben vorbekannt. Gemäß der dortigen Lehre ist mindestens ein Loch schräg zum Kraftträger ausgerichtet und weist mindestens ein durch Eindrehen einer Knochenschraube umformbares Element auf, welches etwa in einer zur Lochachse des Loches senkrechten Ebene verläuft. Alternativ besteht die Möglichkeit, ein umformbares Element vorzusehen, welches in einer schräg zur Lochachse des Loches ausgerichteten Ebene verläuft. Mit dieser Lehre soll je nach Knochenregion eine optimale Lage der Knochenschrauben gegeben sein, um die Verankerung des Kraftträgers, ausgebildet als plattenförmiges Implantat, im Knochen möglichst günstig zu gestalten.
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In
DE 199 62 317 A1 wir ein Fixationssystem für Knochen offenbart, wobei ein Kraftträger an einem Loch, das in der Nähe einer Bruch- oder Instabilitätszone eines Knochens anzuordnen ist, eine Verstärkung aufweist.
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Aus der
US 2011/0224737 A1 ist eine Osteosyntheseplatte bekannt, mit dem wahlweise ein fester Winkel und eine variable Verriegelung der Verbindungselemente sowie eine Nichtverriegelung der Verbindungselemente erreicht werden kann. Das System besteht aus einer variablen Verriegelungseinheit mit einem Verriegelungseinsatz, dessen Gewinde mit dem Innengewinde einer Durchgangsöffnung im Implantat zusammenpasst.
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Die
DE 43 43 117 A1 zeigt ein Fixationssystem für Knochen mit einer Knochenplatte mit wenigstens einem Durchgangsloch, wenigstens einer in einem Durchgangsloch eingesetzten Knochenschraube, eine gegenseitige Ausrichtung unter verschiedenen Winkeln ermöglichende Sitzflächen von Knochenplatte und Knochenschraube und Mittel zum Festlegen der Knochenschraube in einem bestimmten Winkel zur Knochenplatte. Die dortige Lehre ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Festlegen eine durch Eindrehen der insbesondere in dem bestimmten Winkel von einem vorgeformten Gewinde an mindestens einer Sitzfläche gebildete Gewindeverbindung der Sitzflächen von Knochenplatte und Knochenschraube aufweisen.
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Bei der Knochenplatte nach
WO 00/36984 A2 soll das Eindrehen der Knochenschrauben in verschiedenen Winkelstellungen in den Verbindungsträger erleichtert werden und dennoch eine stabile Fixierung der Knochenschraube in ihrer Winkelstellung zum Verbindungsträger erreicht werden, wobei der Abrieb und Spananfall beim Bilden der Gewindeverbindung zu vermindern ist. Bei diesem vorbekannten Fixationssystem weisen die Mittel zum Festlegen der mindestens einen Knochenschraube eine durch Eindrehen der Knochenschraube in einem bestimmten Winkel von einem vorgeformten Gewinde unterhalb mindestens einer der Sitzflächen von Knochenschraube und Verbindungsträger durch Umformung gebildete Gewindeverbindung unterhalb der Sitzflächen von Knochenschraube und Verbindungsträger auf. Dadurch, dass die Gewindeverbindung nicht in den Sitzflächen, sondern unterhalb derselben unter Beteiligung mindestens eines vorgeformten Gewindes durch Umformung entsteht, lassen sich die von der Umformung betroffenen Bereiche der Verbindung reduzieren. Infolgedessen soll das Eindrehen der Knochenschraube erleichtert werden und der Zwischenschritt des Gewindeverformens mittels eines speziellen Gewindeformers in Fortfall kommen. Die in der
WO 00/36984 A2 gezeigten Sitzflächen sind entweder sphärisch oder konisch, wodurch das Einschrauben und Platzieren der Knochenschrauben in verschiedenen Winkelstellungen im Verbindungsträger begünstigt wird.
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Aus der
DE 196 29 011 C2 ist ein Hilfsmittel für die Osteosynthese zur Behandlung von Knochenbrüchen vorbekannt. Dieses Osteosynthesehilfsmittel hat im Bereich mindestens eines Durchgangslochs des Kraftträgers eine verringerte Härte und ist im Übrigen in einer der mechanischen Anforderungen entsprechenden Härte ausgeführt. Die Härtereduzierung im Durchgangsbereich ist so ausgeführt, dass zum einen das Einformen des Gewindes durch Eindrehen der Schraube erleichtert und zum anderen das Festsetzen der Schraube im eingeformten Gewinde in dem gewünschten Maß sichergestellt ist. Es wird hierbei bezüglich des Kraftträgers von Reintitanmaterial ausgegangen, wobei der Bereich verringerter Härte von einem Bereich normaler Härte umgeben ist. Der Bereich verringerter Härte kann von einem Inlay, d.h. von einem Einsatz gebildet sein, der am Umfang vom Grundmaterial des Kraftträgers umgeben ist. Zum Erleichtern des Gewindeformens ist es erforderlich, einen bolzenförmigen Vorformer einzusetzen, der in Knochenbohrungen ausrichtbar ist und ein Außengewinde zum Vorformen eines Gewindes im Durchgangsloch aufweist.
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Aus der
DE 10 2005 014 546 A1 ist ein Adapter bekannt, der bei Bedarf in ein in einer Großfragmentplatte befindliches, fixes winkelstabiles Gewinde eingebracht, insbesondere eingeschraubt, wird. Durch Einsatz eines solchen Adapters ist die Möglichkeit der Nutzung von herkömmlichen Großfragmentplatten mit fixen winkelstabilen Gewinden auch dann geschaffen, wo eine variable, winkelstabile Verschraubung erforderlich ist.
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Den vorstehend kurz skizzierten bekannten Lösungen des Standes der Technik ist gemeinsam, dass in dem jeweiligen Durchgangsloch zur Aufnahme einer Knochenschraube mit dem Ziel des Ausbildens einer winkelstabilen Verbindung grundsätzlich ein vorgeformtes Gewinde vorhanden sein muss. Auch durch Einsatz eines Inlays aus einem weicheren Material als das Material der übrigen Knochenplattenabschnitte lässt sich eine unerwünschte Spanbildung beim Eindrehen der Knochenschraube mit Gewindekopf nicht vermeiden. Außerdem besteht die Gefahr des Abreißens der Schraube aufgrund der beim Gewindeumformen auftretenden bzw. aufzubringenden Kräfte.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Osteosynthesefixationseinrichtung mit einem im Wesentlichen plattenförmigen Körper, welcher eine Anzahl von Durchgangslöchern aufweist, anzugeben, welche in der Lage ist, einerseits übliche Knochenschrauben mit sphärischem Schraubenkopf aufzunehmen, und die anderseits dafür ausgebildet ist, dass in mindestens einem Durchgangs- oder Schraubenloch eine Knochenschraube mit Gewindeschraubenkopf einbringbar ist, um eine frei wählbare, jedoch im Ergebnis des Einschraubens winkelstabile Verbindung in einfacher Weise zu erzeugen. Die beim Einbringen der Knochenschraube mit Gewindekopf auftretenden Kräfte sollen beherrschbar sein, ohne dass die Gefahr des Abreißens des Schraubenkopfs besteht. Darüber hinaus soll die winkelstabile Verbindung sich völlig ohne Spanbildung realisieren lassen und eine Knochenheilung nicht verzögern.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
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Die Erfindung geht demnach von einer Osteosynthesefixationseinrichtung mit einem im Wesentlichen plattenförmigen Körper aus, welcher eine Anzahl von Durchgangslöchern aufweist. Diese Durchgangslöcher können übliche kreisrunde Löcher, aber auch Löcher einer anderen geometrischen Form, z.B. Langlöcher oder ovale Lochausbildungen sein.
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Mindestens einige der Durchgangslöcher sind mit Knochenschrauben durchsetzbar bzw. besetzbar. Mindestens eines der Durchgangslöcher dient der Aufnahme einer Knochenschraube mit einem Gewindekopf.
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Grundsätzlich können die entsprechenden Durchgangslöcher jedoch mit klassischen Knochenschrauben mit sphärischem Kopf ebenso besetzt werden.
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Erfindungsgemäß besteht der plattenförmige Körper der Osteosynthesefixationseinrichtung vollvolumig oder mindestens im Bereich des mindestens einen Durchgangslochs für die Aufnahme der Knochenschraube mit Gewindekopf aus Kunststoff, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK). Weiterhin besitzt erfindungsgemäß das Durchgangsloch zum Lochzentrum bzw. zur Lochmitte hin gerichtete spitze Ringlippen, welche vom Gewindekopf der jeweils eingesetzten Schraube einem Gewindedrückvorgang ausgesetzt sind, so dass eine im Einsatzfall winkelseitig frei wählbare, jedoch winkelstabile Verbindung resultiert.
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Der plattenförmige Körper aus bevorzugt PEEK kann in einfachster Weise durch übliche Kunststoff-Verarbeitungstechniken gefertigt werden und die entsprechenden Durchgangslöcher bereits aufweisen. Das nachträgliche Einbringen von Löchern durch Fräsen oder Bohren wie bei klassischen metallischen Materialien, insbesondere Titanmaterialien, entfällt.
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Durch die Ausbildung des mindestens einen Loches zur Aufnahme einer Knochenschraube mit Gewindekopf und die Materialwahl für den plattenförmigen Körper ist sichergestellt, dass sich eine winkelstabile Verbindung nach dem Prinzip des Gewindedrückens anstelle des klassischen Gewindeschneidens einstellt. Es wirken hierbei die Gewindegänge des Schraubenkopfes der Knochenschraube als sogenannte Drückstollen zum Gewindeformen im Volumen des plattenförmigen Körpers, insbesondere der im Lochbereich befindlichen Lippen, Vorsprünge oder Segmente.
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Ausgestaltend sind die Lippen, Vorsprünge oder Segmente bezüglich der Lochkonfiguration symmetrisch verteilt angeordnet.
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Die Ausbildung des plattenförmigen Körpers mit mindestens im Bereich des mindestens einen Durchgangslochs für die Aufnahme der jeweiligen Knochenschraube mit Gewindekopf versehene Kunststoffausbildung kann ein Kunststoffeinsatz sein, so dass quasi eine Hybridplatte aus metallischem Material mit Kunststoffeinsatz entsteht.
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Erfindungsgemäß sind die zum Lochzentrum bzw. zur Lochmitte hin gerichteten Lippen vom Gewindekopf der jeweils eingesetzten Schraube einem Gewindedrückvorgang ausgesetzt, so dass die gewünschte frei wählbare, jedoch weitgehend winkelstabile Verbindung resultiert, welche Mikrobewegungen zulässt, was den Knochenheilungsvorgang begünstigt.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Lippen konzentrisch angeordnet.
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Die Lippen können ebenso unterschiedlich weit in Richtung Lochzentrum oder Lochmitte hineinreichen.
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Bevorzugt besitzen die Lippen im Quer- oder Längsschnitt eine rotationssymmetrische Form. Auch kann der Quer- oder Längsschnitt eine mehrfach rotationssymmetrische Form, z.B. in Gestalt des Großbuchstabens B aufweisen.
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Grundsätzlich sind die Lippen im Ausgangszustand, d.h. noch nicht eingesetzter Knochenschraube frei von Gewinde- oder gewindeähnlichen Strukturen.
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Erfindungsgemäß sind im Bereich der Lippen Kammern oder Rücksprünge vorhanden, um beim Eindrehen der Schraube mit Gewindekopf ein ausschließliches Verdrängen und Fließen des Materials unter Erhalt der gewünschten Verbindung zu bewirken.
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Der Kunststoffeinsatz der Hybridplatte weist im Sinne der Erfindung eine lochartige Ausnehmung zur Aufnahme einer Knochenschraube auf, wobei die lochartige Ausnehmung ebenfalls Lippen, wie vorstehend erläutert, besitzt.
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Der Kunststoffeinsatz ist im jeweiligen Durchgangsloch form- und/oder kraftschlüssig einsetzbar.
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Weiterhin besitzt der Kunststoffeinsatz die Form einer Hülse mit zum Hülseninneren gerichteten Lippen.
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Das Wanddickenmaximum der Hülse liegt im Bereich zwischen 20% und 50% des kleinsten Durchmessers der jeweiligen lochartigen Ausnehmung, d.h. des engsten Abstands der sich gegenüberliegenden Wandabschnitte. Es handelt sich damit um eine dünnwandige Hülse mit einem Hülsenmaterial, welches ausreicht, um den gewünschten Gewindedrückvorgang mit Materialverdrängung und Fließen des Materials zu bewerkstelligen.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
- 1a eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform mit einer spitzen Ringlippe;
- 1b eine Querschnittsdarstellung entlang der Line A-A nach 1a;
- 1c eine perspektivische Darstellung der Ausbildung eines erfindungsgemäßen Durchgangslochs zur Aufnahme einer Knochenschraube gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2a eine Draufsicht auf ein Durchgangsloch mit Kunststoffeinsatz in kurvig, balliger Querschnittsform;
- 2b eine entsprechende Querschnittsdarstellung entlang der A-A nach 2a und
- 2c eine perspektivische Darstellung der prinzipiellen Ausbildung eines Durchgangslochs.
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Bei der Osteosynthesefixationseinrichtung an sich beliebiger Gestalt mit einem im Wesentlichen plattenförmigen Körper 1 gemäß den Figuren ist nur ein Abschnitt einer entsprechenden Platte gezeigt, die eine Vielzahl von Durchgangslöchern zur Aufnahme von Knochenschrauben besitzen kann.
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Den Darstellungen nach den 1a bis 1c und 2a bis 2c ist gemeinsam, dass von einem metallischen plattenförmigen Körper 1 ausgegangen wird, der in mindestens einem Durchgangsloch einen Kunststoffeinsatz 2 aufnimmt. Dieser Kunststoffeinsatz 2 ist bevorzugt aus Polyetheretherketon (PEEK) bestehend.
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Wie aus der Gesamtschau der 1a und 1b ersichtlich ist, weist der Kunststoffeinsatz 2 eine dünnwandige Hülsenform auf mit einer lippenartigen, konzentrischen Ausbauchung, die zum Inneren, d.h. zum Mittelpunkt des Kunststoffeinsatzes 2 weist und quasi in einer spitzen Ringlippe 3 ausläuft.
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Über die Höhe, die der Dicke der Platte 1 entspricht, besitzt der Kunststoffeinsatz 2 zunächst einen oberflächenseitigen Abschnitt mit stetigem Durchmesserverlauf, d.h. in diesem Abschnitt 4 mit stetigem Verlauf findet keine nennenswerte Durchmesseränderung statt. Diesem Abschnitt 4 schließt sich ein Abschnitt 5 mit kontinuierlich zunehmendem Querschnitt an, und zwar bis hin zur Ringlippe 3. Zur Plattenunterseite reduziert sich dann über den Abschnitt 5.1 der Durchmesser der Hülse kontinuierlich, und zwar bis zu einem unterseitigen Abschnitt 4.1 wiederum mit stetigem Verlauf.
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In den 2a bis 2c ist wiederum in einem plattenförmigen Körper 1 ein Kunststoffeinsatz 2 eingebracht.
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Dieser Kunststoffeinsatz 2 besitzt jedoch eine geänderte nicht erfindungsgemäße Ausbauchungskonfiguration.
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Bezüglich der Querschnittsausbildung der Hülse bzw. des Kunststoffeinsatzes 2 weist dieser eine konzentrische Ausbauchung auf, die im Wesentlichen einer Gaußschen Glockenkurve angenähert ist.
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Von der Plattenoberseite bzw. Plattenunterseite ausgehend, sind zunächst zwei Abschnitte 6 und 6.1 mit nahezu konstanter Durchmesserverteilung vorhanden. Dem schließt sich jeweils ein Abschnitt 7 und 7.1 an, der durch eine stetig wachsende Dicke des Bereichs des Kunststoffeinsatzes 2 gekennzeichnet ist. Der bezüglich der Höhe des Kunststoffeinsatzes nahezu mittlere Bereich 8 besitzt einen stetigen Anstieg mit Umkehrpunkt ähnlich der erwähnten Gaußschen Glockenkurve.
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Sowohl die schmale Ringlippe 3 nach 1a bis 1c als auch die Gaußsche Lippe 8 nach den 2a bis 2c bilden ein Volumen zum Eindrücken eines Gewindes bei einer winkelvariabel, jedoch am Ende winkelstabil eingebrachten Knochenschraube mit entsprechendem Gewindekopf. Je nach Winkelorientierung abweichend von der Plattensenkrechten wird Material des Kunststoffeinsatzes quasi vom Lippenberg oder Wellenberg in benachbarte, talartige Bereiche verdrängt, ohne dass es zu einer Spanbildung kommt.
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Das Kunststoffeinsatzmaterial verfügt über eine vorgegebene Elastizität, die erfindungsgemäß dazu dient, ein dynamisches plattennahes Nachgeben im Loch zu bewirken, das Mikrobewegungen begünstigt und für den Knochenheilungsprozess von Vorteil ist.
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Obwohl bei den Darstellungen nach 1a bis 1c und 2a bis 2c von einem kreisrunden Plattenloch mit kreisrundem, hülsenförmigen Kunststoffeinsatz ausgegangen wird, ist die Erfindungslehre übertragbar auf andere geometrische Formen, insbesondere eine Langlochausbildung, die Ausbildung einer Lochanordnung, die die Form einer Acht nachbildet, oder ähnlichen plattenspezifischen Ausnehmungen.
