DE102013202065B4

DE102013202065B4 - Osteosynthesevorrichtung

Info

Publication number: DE102013202065B4
Application number: DE102013202065.1A
Authority: DE
Inventors: Frank Thilo Trautwein; Frank Heuer
Original assignee: Silony Medical International AG
Current assignee: Silony Medical International AG
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2033-02-09
Also published as: WO2014122210A1; DE102013202065A1

Abstract

Osteosynthesevorrichtung (12) mit einer Knochenschraube (10) mit einem eine Nut (20) aufweisenden Gabelkopf (14) mit zwei Schenkeln (18), und mit einem ein Außengewinde (26) aufweisenden Schaft (16), wobei der Schaft (16) zumindest einen kopfnahen Bereich (28) und einen kopffernen Bereich (32) aufweist, und wobei das Außengewinde (26) des Schaftes (16) zumindest im kopffernen Bereich (32) seines freien Endes (24) mehrgängig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrgängige Außengewinde (36) im kopffernen Bereich (32) des Schaftes (16) wenigstens zwei Gewindegänge mit voneinander verschiedenen Nenndurchmessern aufweist und dass die Nenndurchmesser der Gewindegänge des mehrgängigen Außengewindes (36) am freien Ende (24) des Schaftes (16) in Richtung des freien Endes (24) abnehmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Osteosynthesevorrichtung mit einer Knochenschraube mit einem eine Nut aufweisenden Gabelkopf mit zwei Schenkeln, z.B. für einen in die Nut des Gabelkopfs zwischen die beiden Schenkel einzulegenden Stützstab, und mit einem ein Außengewinde aufweisenden Schaft, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der DE 43 16 542 C1 ist eine Knochenschraube bekannt geworden, mit der ein längsgenuteter Stab verdrehsicher fixiert werden kann. Hierfür weist die Knochenschraube einen Gabelkopf auf, in deren Nut der Stab eingelegt und am Gabelkopf fixiert werden kann. Der Gabelkopf geht in einen Schaft mit einem Außengewinde über, so dass die Knochenschraube in einem Knochen fixiert werden kann.
Aus der EP 0 374 088 A1 ist eine Knochenschraube bekannt geworden, welche einen Gewindekörper aufweist, der korkenzieherartig ausgebildet ist und einen oder mehrere Gewindegänge aufweist. Diese Knochenschraube ist aber nicht dazu geeignet, hohe Kräfte zu übertragen. Die DE 20 2011 100 537 U1 zeigt eine Knochenschraube zum Befestigen einer Knochenplatte, mit einem Schraubenschaft, dessen kopfnaher und kopfferner Bereich bei einigen Ausführungsbeispielen mit einem mehrgängigen Außengewinde ausgebildet ist. Diese Schraube kann wesentlich höhere Kräfte übertragen, ist jedoch nicht geeignet, einen Stützstab aufzunehmen. Bei einem Ausführungsbeispiel von DE 20 2011 100 537 U1 weist der Schaft ein durchgehend zweigängiges Außengewinde mit voneinander verschiedenen Nenndurchmessern der Gewindegänge auf. Schließlich ist aus der DE 198 58 889 A1 ein Fixationssystem für Knochen bekannt, bei welchem der Schraubenschaft in seinem kopfnahen Bereich ein zusätzliches Gewinde, insbesondere ein Feingewinde, besitzt, um eine Knochenplatte zu befestigen.
Aus der DE 20 2012 009 023 U1 ist eine Knochenschraube bekannt, bei welcher der kopfnahe Bereich des Schaftes ein zusätzliches Gewinde aufweist. Das anfängliche Einschrauben des Schaftes in den Knochen wird dadurch aber nicht erleichtert oder verbessert. Aus der DE 10 2011 050 996 A1 ist eine Pedikelschraube bekannt, die ein zweigängiges, selbstbohrendes und selbstschneidendes Außengewinde aufweist, welches sich über die gesamte Länge des Schaftes erstreckt. Ein derartiges Außengewinde verdrängt relativ viel Knochenmasse beim Einschrauben. US 2013/0013003 A1 zeigt bei einem Ausführungsbeispiel einen Schaft einer Osteosynthesevorrichtung, dessen mehrgängiges Außengewinde im kopffernen Bereich des Schaftes einen in Richtung des freien Endes abnehmenden Nenndurchmesser aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Osteosynthesevorrichtung bereitzustellen, welche besser im Knochen verankerbar und welche mit Stützstäben verbindbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Osteosynthesevorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Dadurch, dass wenigstens ein Gewindeabschnitt, und zwar zumindest der kopfferne Bereich am freien Ende des Gewindeschaftes mit einem mehrgängigen Außengewinde versehen ist, kann die Knochenschraube nicht nur besser im Knochen verankert werden, sondern dies erleichtert auch das anfängliche Eindrehen der Schraube in den Knochen, ohne dass Knochenteile ausgerissen werden (insbesondere bei poröser Knochenmasse). Ein mehrgängiges Außengewinde besitzt einerseits den Vorteil, dass der Kerndurchmesser der Schraube vergrößert werden kann, wodurch höhere Kräfte abgestützt werden können. Das Gewindeprofil ist zwar kleiner, die Last wird aber von mehreren Gängen aufgenommen. Andererseits kann allgemein die Steigung der Gewindegänge vergrößert werden, wodurch die Schraube mit weniger Umdrehungen bzw. in kürzerer Zeit eingedreht werden kann. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht dabei vor, dass das mehrgängige Außengewinde ein zweigängiges Gewinde ist. Das mehrgängige Außengewinde an der Schraubenspitze führt also dazu, dass die Schraube beim Einschrauben zunächst besseren Halt bekommt, also der erste Gewindegang besser greift. Für die bessere kortikale Verankerung dient das distale Mehrfachgewinde, und wenn die Knochenschraube bicortical eingebracht wird, was z.B. bei S1 der Fall ist, unterstützen beide Mehrfachgewinde die bessere ventrale corticale Verankerung.
Eine weitere Erleichterung des Einschraubens der Knochenschraube wird dadurch erreicht, dass das mehrgängige Außengewinde im kopffernen Bereich des Schaftes erfindungsgemäß wenigstens zwei voneinander verschiedene Nenndurchmesser aufweist. Dadurch, dass die Flanke des einen Gewindeganges einen kleineren Nenndurchmesser besitzt, unterstützt diese zwar das Einschrauben der Schraube, es muss aber nicht so viel Knochenmasse verdrängt werden, wie bei einem mehrgängigen Außengewinde, bei welchem alle Gewindegänge durchgehend den gleichen Durchmesser besitzen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich das mehrgängige Außengewinde im Anschluss an den Gabelkopf über 20% bis 50%, insbesondere über 40%, der Gesamtlänge des Außengewindes am Schaft. Das mehrgängige Außengewinde am freien Ende erstreckt sich vorteilhaft über 5% bis 25%, insbesondere 20%, der Gesamtlänge des Außengewindes am Schaft. Vorteilhaft ist der kopfnahe mehrgängige Gewindebereich etwa doppelt so lang, wie der mehrgängige kopfferne Gewindebereich. Hierdurch wird eine optimale Ausreißfestigkeit erzielt und gleichzeitig das Einschrauben der Knochenschraube in den Knochen erleichtert.
Ein weiterer Vorzug wird darin gesehen, dass erfindungsgemäß die Nenndurchmesser der Flanken des mehrgängigen Außengewindes am freien Ende des Schaftes in Richtung des freien Endes abnehmen, insbesondere gleichmäßig oder kegelförmig abnehmen. Bereits dann, wenn die Schraubenspitze, welche kegelstumpfförmig ausgebildet ist, in die vorgebohrte Öffnung im Knochen eingesetzt wird, beginnt das mehrgängige Außengewinde zu greifen und unterstützt das Eindrehen der Schraube, so dass weniger Druck in axialer Richtung aufgebracht werden muss. Dies wird dadurch unterstützt, dass das mehrgängige Außengewinde in den kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Bereich des Schaftes ausläuft.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schaft hohl ausgebildet ist und wenigstens eine radiale Öffnung oder Bohrung aufweist, wobei die Öffnung in das Ende einer Flanke des im Bereich des freien Endes des Schaftes sich befindenden mehrgängigen Außengewindes ausmündet. Ist der Nenndurchmesser dieser Flanke kleiner als der Nenndurchmesser der anderen Flanke oder Flanken, kann in den Schraubenschaft eingespritzter Knochenzement durch die Öffnung austreten und die Knochenschraube optimal im Bereich der Flanke mit geringerem Durchmesser verankern. Dabei entspricht der Nenndurchmesser der Flanke an der Ausmündung dem Kerndurchmesser des Schraubenschafts.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Osteosynthesevorrichtung als Polyaxialschraube ausgebildet ist.
Hierdurch wird die Einsatzmöglichkeit um ein Vielfaches erhöht, und die Vorrichtung ist auch bei starken Skoliosen einsetzbar.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Knochenschraube; und
2 eine perspektivische Ansicht der Knochenschraube.
In der 1 ist eine Knochenschraube 10 einer insgesamt mit 12 bezeichnenden Osteosynthesevorrichtung erkennbar, wobei die Knochenschraube 10 einen Gabelkopf 14 sowie einen Schraubenschaft 16 aufweist. Der Gabelkopf 14 besitzt zwei im Wesentlichen parallel zueinander stehende Schenkel 18, die zwischen sich eine Nut 20 bilden, in welche ein Stützstab 22 eingelegt ist. Dieser Stützstab 22 wird über geeignete Mittel, zum Beispiel eine Madenschraube oder dergleichen, im Gabelkopf 14 fixiert.
Wie aus der 2 ersichtlich, ist das dem freien Ende 24 gegenüberliegende Ende des Schraubenschaftes 16 sphärisch ausgestaltet, so dass die Knochenschraube 10 eine Poaxialschraube darstellt, bei welcher die Achse des Gabelkopfs 14 und die Achse des Schraubenschaftes 16 verstellbar und einstellbar ist. Der Schraubenschaft 16 besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Außengewinde 26, welches in drei Bereiche 28, 30 und 32 aufgeteilt ist, wobei die Steigung des Außengewindes 26 über alle drei Bereiche 28 bis 32 gleich ist. Im kopfnahen Bereich 28 ist das Außengewinde 26 als zweigängiges Außengewinde 34 ausgebildet, was auch für den kopffernen Bereich 32 am freien Ende 24 zutrifft. Das zweigängige, kopfnahe Außengewinde 34 besitzt einen einheitlichen Nenndurchmesser, wobei sich aber der Kerndurchmesser des Schraubenschaftes 16 in den beiden letzten Gewindegängen in Richtung des sphärischen Endes vergrößert, so dass die Flanken 38 des Außengewindes 34 abgeflacht sind.
Das freie Ende 24 des Schraubenschaftes 16 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und das kopfferne zweigängige Außengewinde 36 läuft im kegeligen Bereich aus. Außerdem ist erkennbar, dass ein Gewindegang 40 einen kleineren Nenndurchmesser aufweist, als der andere Gewindegang 42. Ferner endet der Gewindegang 40 in einer radialen Bohrung oder Öffnung 44. Der Schraubenschaft 16 ist hohl ausgebildet und die Öffnung 44 führt zum axialen Hohlraum, so dass in den Schraubenschaft 16 eingespritzter Knochenzement aus der Öffnung 44 austreten und entlang des Gewindeganges 44 den Schraubenschaft 16 umfliesen kann.
Am Übergang vom mittleren Bereich 30 zum kopfnahen Bereich 28 befindet sich eine Bohrung oder Öffnung 46, an welche sich ein Gewindegang 48 des zweigängigen Außengewindes 34 anschließt. Dieser Gewindegang 48 besitzt über etwa einen Umlauf einen geringeren Durchmesser als der Gewindegang 42.
Schließlich ist in der 2 noch erkennbar, dass die Spitze des Schraubenschaftes 16 als Öffnung ausgebildet ist, so dass auch dort Knochenzement austreten kann.

Claims

Osteosynthesevorrichtung (12) mit einer Knochenschraube (10) mit einem eine Nut (20) aufweisenden Gabelkopf (14) mit zwei Schenkeln (18), und mit einem ein Außengewinde (26) aufweisenden Schaft (16), wobei der Schaft (16) zumindest einen kopfnahen Bereich (28) und einen kopffernen Bereich (32) aufweist, und wobei das Außengewinde (26) des Schaftes (16) zumindest im kopffernen Bereich (32) seines freien Endes (24) mehrgängig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrgängige Außengewinde (36) im kopffernen Bereich (32) des Schaftes (16) wenigstens zwei Gewindegänge mit voneinander verschiedenen Nenndurchmessern aufweist und dass die Nenndurchmesser der Gewindegänge des mehrgängigen Außengewindes (36) am freien Ende (24) des Schaftes (16) in Richtung des freien Endes (24) abnehmen.
Osteosynthesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrgängige Außengewinde (34, 36) ein zweigängiges Außengewinde (34, 36) ist.
Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mehrgängige Außengewinde (34) im Anschluss an den Gabelkopf (14) über 20% bis 50% der Gesamtlänge des Außengewindes (26) am Schaft (16) erstreckt.
Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mehrgängige Außengewinde (36) am freien Ende (24) des Schaftes (16) über 5% bis 25% der Gesamtlänge des Außengewindes (26) am Schaft (16) erstreckt.
Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nenndurchmesser der Gewindegänge des mehrgängigen Außengewindes (36) am freien Ende (24) des Schaftes (16) in Richtung des freien Endes (24) kegelstumpfförmig abnehmen.
Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (24) des Schaftes (16) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und das mehrgängige Außengewinde (36) in den kegelstumpfförmigen Bereich ausläuft.
Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (16) hohl ausgebildet ist und wenigstens eine radiale Öffnung (44, 46) aufweist, wobei die Öffnung (44) in das Ende einer Flanke des im Bereich (32) des freien Endes (24) des Schaftes (16) sich befindenden mehrgängigen Außengewindes (36) ausmündet.
Osteosynthesevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nenndurchmesser der Flanke an der Ausmündung gleich ist wie der Kerndurchmesser.
Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Polyaxialschraube ausgebildet ist.
Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (20) des Gabelkopfs (14) für einen zwischen die beiden Schenkel (18) einzulegenden Stützstab (22) dient.
Osteosynthesevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mehrgängige Außengewinde (34) im Anschluss an den Gabelkopf (14) über 40% der Gesamtlänge des Außengewindes (26) am Schaft (16) erstreckt.
Osteosynthesevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mehrgängige Außengewinde (36) am freien Ende (24) des Schaftes (16) über 20% der Gesamtlänge des Außengewindes (26) am Schaft (16) erstreckt.