DE102014200513A1

DE102014200513A1 - Vorrichtung mit einer Knochenschraube

Info

Publication number: DE102014200513A1
Application number: DE102014200513.2A
Authority: DE
Inventors: Hermann Backes
Original assignee: NGMEDICAL GmbH
Current assignee: NGMEDICAL GMBH, DE
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2015-07-16
Anticipated expiration: 2034-01-15
Also published as: DE102014200513B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Knochenschraube (1), insbesondere mit einer Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft (2), wobei an einem axialen Ende (3) des Schraubenschafts (2) ein Kopfelement (4) angebracht und/oder angeformt ist, wobei in dem Kopfelement (4) ein Stab (6) mit einem, insbesondere angeformten, Verbindungselement (7) schwenkbar gelagert ist und das Verbindungselement (7) eine Evolutfeder (8) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Knochenschraube, insbesondere Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist, gemäß Patentanspruch 1, einen Stab mit einem, insbesondere angeformten, Verbindungselement, gemäß Patentanspruch 13 sowie eine Knochenschraube, insbesondere Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist gemäß Patentanspruch 15. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einer Knochenschraube, insbesondere Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist, gemäß Patentanspruch 16.
Pedikelschrauben und entsprechende Verbindungsstäbe zur Bildung eines Fixateurs sind allgemein bekannter Stand der Technik. Der Nachteil bisheriger dynamischer Fixateursysteme besteht darin, dass hinsichtlich zwei übereinander angeordneter und verbundener Pedikelschrauben keine großen Längenänderungen bei Flexions- und/oder Extensionsbewegungen möglich sind. Die Distanz zwischen zwei Pedikelschrauben ändert sich jedoch sowohl bei einer Flexion als auch bei einer Extension. Die Extension beschreibt die Bewegung der Wirbelsäule bei einem nach hinten Biegen der Wirbelsäule. Die Flexion betrifft hingegen die Bewegung der Wirbelsäulensegmente bei einem nach vorne Beugen. Die geschätzte Distanzänderung, auf der Höhe des Verbindungsstabes, bei einer Flexion beträgt ungefähr 3–4 mm. Bei einer Extension beträgt die geschätzte Distanzänderung über 2 mm. Mit bisherigen Knochen- bzw. Pedikelschrauben, im Zusammenhang mit dynamischen Verbindungsstäben, konnten derartige Distanzänderungen nicht überwunden werden. Der Anteil von gelockerten Pedikelschrauben bei diversen dynamischen Stabilisierungssystemen hinsichtlich implantierter Pedikelschrauben beträgt derzeit schätzungsweise 60–70%.
Aus dem Vorgenannten ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine weiterentwickelte Vorrichtung mit einer Knochenschraube anzugeben, welche die aufgezeigten Distanzänderungen sowohl bei Flexion als auch bei Extension sowie bei anderen Bewegungen und deren Kombinationen ermöglicht. Außerdem soll ein Stab sowie eine Knochenschraube, insbesondere Pedikelschraube, angegeben werden, welche die beschriebenen Distanzänderungen bei Flexion und/oder Extension und anderen Bewegungen und deren Kombinationen ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit einer Knochenschraube, insbesondere mit einer Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist, gemäß Merkmalskombination des Patentanspruchs 1, durch einen Stab mit einem, insbesondere angeformten, Verbindungselement, gemäß Merkmalskombination des Patentanspruchs 13 sowie durch einen Knochenschraube, insbesondere Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist, gemäß Patentanspruch 15. Des Weiteren erfolgt die Lösung der Aufgabe durch eine Vorrichtung mit einer Knochenschraube, insbesondere mit einer Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist, gemäß Merkmalskombination des Patentanspruchs 16. Die jeweiligen Unteransprüche stellen mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen dar.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung mit einer Knochenschraube, welche insbesondere als Pedikelschraube ausgebildet ist, einen Schraubenschaft, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist, wobei in dem Kopfelement ein Stab mit einem, insbesondere angeformten, Verbindungselement schwenkbar gelagert ist und das Verbindungselement eine Evolutfeder aufweist.
Demnach besteht die Knochen- bzw. Pedikelschraube aus einem Schraubenschaft sowie aus einem Kopfelement, wobei der Schraubenschaft und das Kopfelement aus einem Stück geformt sein können, so dass das Kopfelement an den Schraubenschaft angeformt ist. Des Weiteren ist es denkbar, dass der Schraubenschaft und das Kopfelement zwei separate Teile sind, welche mit Hilfe eines geeigneten Verfahrens miteinander verbunden sind. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Schweißverbindung handeln.
Das Kopfelement ist derart ausgebildet, dass ein Stab, welcher beispielsweise als Verbindungsstab zur Verbindung mit anderen Knochen- bzw. Pedikelschrauben dienen kann, in dem Kopfelement schwenkbar gelagert ist. Der Stab weist hierfür ein Verbindungselement auf, so dass das Verbindungselement sowie das Kopfelement komplementär zueinander ausgebildet sind, so dass der Stab mit einem Verbindungselement in dem Kopfelement schwenkbar gelagert ist. Das Verbindungselement und der Stab sind vorzugsweise aus einem Stück gefertigt, so dass das Verbindungselement an den Stab angeformt ist. Des Weiteren kann ein Anbringen bzw. Befestigen des Verbindungselements am Stab vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Anbringen bzw. Befestigung des Verbindungselementes am Stab mittels einer Schweissverbindung erfolgen. Das Verbindungselement weist eine Evolutfeder auf.
Als Evolutfeder werden derartige Federn bezeichnet, welche aus einem hochkant stehenden Flachmaterial gewickelt sind. Derartige Evolutfedern werden auch als Wickelfedern bzw. Topffedern bezeichnet. Auch der Begriff bailliesche Schneckenfeder ist bekannt. Häufigste Anwendung sogenannter Evolutfedern erfolgt in Gartenscheren.
Das Kopfelement der Knochenschraube kann schalenförmig, insbesondere in Form einer hohlen Halbkugel, mit einer ersten vertikalen Öffnung und/oder einer zweiten horizontalen Öffnung ausgebildet sein. Mit anderen Worten ist am beispielsweise metallisch ausgebildeten Schraubenschaft vorzugsweise eine aus Titan gefertigte hohle Halbkugel angeformt, welche zwei Öffnungen aufweist. Die erste vertikale Öffnung dient vorzugsweise zum Einbringen einer Verklemmschraube. Die zweite horizontale Öffnung dient vorzugsweise zur Aufnahme des Stabes bzw. des Verbindungselements des Stabes.
Die erste vertikale Öffnung ist vorzugsweise fluchtend zum Schraubenschaft angeordnet, so dass die Mittelachse des Schraubenschaftes und die Mittelachse der ersten vertikalen Öffnung eine gemeinsame Achse bilden. Die zweite horizontale Öffnung ist vorzugsweise senkrecht zum Schraubenschaft angeordnet, so dass eine seitliche Öffnung gebildet wird. Der Durchmesser der zweiten horizontalen Öffnung ist vorzugsweise größer als der Durchmesser der ersten vertikalen Öffnung.
Um eine Bewegung des Stabes von einer vertikalen Position in eine horizontale Position zu ermöglichen, gehen die erste vertikale Öffnung und die zweite horizontale Öffnung ineinander über, d. h. es ist eine Ausnehmung ausgebildet, welche von der ersten vertikalen Öffnung zur zweiten horizontalen Öffnung reicht. Diese Ausnehmung ist schlitzförmig ausgebildet. Das Verbindungselement des Stabes kann eine Schalenform, insbesondere die Form einer hohlen Halbkugel aufweisen. Aufgrund der Ausbildung als Schale kann das Verbindungselement derart im vorzugsweise schalenförmig ausgebildeten Kopfelement gelagert werden, so dass der Stab schwenkbar im Kopfelement gelagert ist. Der Durchmesser der hohlen Halbkugel bzw. der Schalenform des Verbindungselements ist kleiner als der Durchmesser der Schalenform des Kopfelements, so dass das Verbindungselement klemmfrei in dem Kopfelement gelagert sein kann.
Die beschriebene und erfindungsgemäß vorgesehene Evolutfeder kann in die Schalenform des Verbindungselements eingearbeitet sein, so dass die Schalenform Ausnehmungen bzw. Unterbrechungen aufweist, welche eine Evolutfeder bilden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Kopfelement einen Dämpfungskern auf, welcher aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein kann. Beispielsweise kann der Dämpfungskern aus Polycarbonaturethan (PCU) gefertigt ist. Es ist auch denkbar, dass der Dämpfungskern aus anderen Kunststoffmaterialien gebildet ist. Der Dämpfungskern ist vorzugsweise komplementär zur Form des Kopfelements sowie komplementär zur Form des Verbindungselements ausgebildet. Der Dämpfungskern kann somit im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet sein, wobei die Kugelform durch Ausnehmungen unterbrochen sein kann.
Vorzugsweise weist der Dämpfungskern einen Abschnitt auf, welcher komplementär zur Innenseite der hohlen Halbkugel des Kopfelements ausgebildet ist. Des Weiteren ist ein Abschnitt des Dämpfungskerns komplementär zur Innenseite bzw. Innenfläche des schalenförmigen Verbindungselements ausgebildet. Da der Durchmesser der Schalenform des Verbindungselements kleiner gewählt ist als die Schalenform des Kopfelements weist der Dämpfungskern Abschnitte mit größeren und kleineren Radien auf.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann der Dämpfungskern aus mindestens zwei Teilen bestehen bzw. es sind mindestens zwei Dämpfungskerne vorgesehen. In einem derartigen Fall können die jeweiligen Teile des Dämpfungskerns bzw. die jeweiligen Dämpfungskerne aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder Materialien mit unterschiedlichen Härtegraden aufweisen. Zur Kraftaufnahme bei einer Flexion kann die auf die Vorrichtung wirkende Kraft mit Hilfe eines Dämpfungskerns mit einem zum weiteren Dämpfungskern weicheren Material, wie z. B. Kunststoff, aufgenommen werden. Bei einer Extension kann die auf die Vorrichtung wirkende Kraft mit Hilfe eines Dämpfungskerns mit einem zum weiteren Dämpfungskern härteren Materiel, wie z. B. Kunststoff, aufgenommen werden. Es ist also möglich, dass zwei Dämpfungskerne in einem Kopfelement angeordnet bzw. befindlich sind, wobei die zwei Dämpfungskerne unterschiedliche Härtegrade aufweisen, bzw. die jeweils verwendeten Materialien unterschiedliche Härtegrade aufweisen.
In einem ersten Ausführungsbeispiel kann der Dämpfungskern unbefestigt, d. h. lose in dem Kopfelement gelagert bzw. befindlich sein. Der Dämpfungskern kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im bzw. am Kopfelement befestigt sein. Beispielsweise ist der Dämpfungskern auf der zur horizontalen Öffnung des Kopfelements gegenüberliegenden Seite des Kopfelements befestigt.
Vorzugsweise ist um den Dämpfungskern zumindest abschnittsweise eine Schutzummantelung angeordnet. Diese Schutzummantelung ist insbesondere halbschalenförmig ausgebildet. Die Schutzummantelung befindet sich vorzugsweise auf der zur horizontalen Öffnung des Kopfelements gelegenen Seite bzw. dem zur horizontalen Öffnung des Kopfelements weisenden Abschnitt des Dämpfungskerns. Die Schutzummantelung ist vorzugsweise aus Metall, wie z. B. aus Titan oder Titanoxid hergestellt.
Der Dämpfungskern ist zumindest abschnittsweise von dem Verbindungselement des Stabes umschlossen. Vorzugsweise ist der Dämpfungskern auf dem zur horizontalen Öffnung des Kopfelements weisenden Abschnitt von dem vorzugsweise schalenförmig ausgebildeten Verbindungselement umschlossen. Sofern eine Schutzummantelung vorgesehen ist, kann das Verbindungselement sowohl die Schutzummantelung als auch den Dämpfungskern umschließen. In anderen Worten ist der Dämpfungskern an dem, eine Schutzummantelung aufweisenden, Abschnitt von dem Verbindungselement des Stabes umschlossen. Beispielsweise kann die Innenseite des vorzugsweise schalenförmigen Verbindungselements mit der Außenseite bzw. Außenfläche der Schutzummantelung verbunden sein, so dass das Verbindungselement gleitend auf dem Dämpfungskern gelagert ist und der Stab aufgrund dessen im Kopfelement schwenkbar gelagert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das schalenförmige Verbindungselement und und die Schutzummantelung nicht miteinander verbunden. In diesem Fall liegen die beiden Elemente lediglich aneinander auf und können sich somit relativ zueinander bewegen bzw. sind relativ zueinander bewegbar.
Bewegungen und Kräfte können somit in der Pedikelschraube bzw. Knochenschraube aufgenommen werden, so dass kurze Pedikelabstände überbrückt werden können. Die Kräfte bei der Flexionsbewegung werden beispielsweise von der Evolutfeder aufgenommen. Die Kraftaufnahme bezüglich der Extension erfolgt über den Dämpfungs- bzw. Polycarbonaturethankern. Ein geringer Anteil der Kraftaufnahme bezüglich der Extension kann zusätzlich durch die Evolutfeder erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Knochenschraube wird bei einer Operation vormontiert angeliefert, d. h. die Evolutfeder-Dämpfungskernverbindung liegt bereits im vormontierten Zustand vor. Die Vorrichtung wird in einen Pedikel eingeschraubt, wobei der Stab beim Einschrauben vertikal aufgeklappt ist, d. h. der Stab ist fluchtend zum Schraubenschaft angeordnet. Die Polyaxialität wird im Kopfelement ermöglicht. Anschließend kann der Stab geschwenkt bzw. geklappt werden, so dass der Stab mit angrenzenden Pedikel- bzw. Knochenschrauben verbunden werden kann. Bei den weiteren Schrauben kann es sich um bekannte Pedikelschrauben mit tulpenförmigem Aufnahmesegment handeln.
Sofern die Position des Stabes in Relation zu weiteren Pedikelschrauben festgelegt ist, kann die Schraube bzw. das Verbindungselement in dieser Position arretiert werden, indem in die erste vertikale Öffnung eine Klemmschraube eingebracht wird, so dass das Verbindungselement des Stabes eine fixierte Position innerhalb des Kopfelements einnimmt.
Des Weiteren kann ein Klemmring vorgesehen sein, welcher über dem Verbindungselement des Stabes in die horizontale Öffnung des Kopfelements eingebracht wird, um eine Verklemmung bzgl. der im Inneren des Kopfelementes angeordneten bzw. befindlichen Elemente und/oder Bauteile zu bewirken. Die im Inneren des Kopfelements befindliche Mechanik und/oder Bauteile bleiben mit Hilfe des Klemmrings im Inneren des Kopfelements eingeschlossen. Der Klemmring wird vorzugsweise in einem letzten Schritt in einem Vormontageprozess eingesetzt und anschließend vorzugsweise unlösbar mit dem Kopfelement verbunden. Die angegebene Unlösbarkeit bezieht sich auf den implantierten Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Knochenschraube. Beispielsweise kann der Klemmring mit dem Kopfelement verstemmt und/oder verschraubt und/oder verstiftet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Dämpfungskern eine Ausnehmung aufweisen, welche fluchtend zur zweiten horizontalen Öffnung ausgebildet bzw. angeordnet ist, wobei ein Arretiermittel des Stabes in die Ausnehmung greift und/oder in der Ausnehmung angeordnet ist. Das Arretiermittel kann beispielsweise fest mit dem Stab verbunden sein. Vorzugsweise ist das Arretiermittel schraubenförmig und/oder stiftförmig und/oder nagelförmig ausgebildet, d. h. das Arretiermittel weist einen Schaft sowie ein schraubenkopfförmiges Element auf, wobei das schraubenförmige Element in die Ausnehmung des Dämpfungskerns greift und/oder in der Ausnehmung angeordnet ist.
Mit anderen Worten ist der Dämpfungskern abschnittsweise hohl ausgebildet bzw. weist abschnittsweise eine Ausnehmung auf, wobei ein Stift mit einer Innenkugel bzw. ein Stift mit einem Kopf, welcher das Arretiermittel darstellt, in diesem Hohlraum eingelassen ist. Der Stift mit Innenkugel bzw. Kopf ist fest mit dem Stab, vorzugsweise mit dem Kern der Evolutfeder, also dem Kern des Verbindungselements verbunden. Sofern am Stab gezogen wird, bzw. der Patient eine Flexionsbewegung durchführt, kann der Stab aufgrund der Evolutfeder eine Längenänderung ausführen. Die Evolutfeder wird solange gespannt, bis die Innenkugel bzw. das schraubenkopfartige Element auf optional angeformten bzw. ausgebildeten Lippen des Dämpfungskerns aufsteht. Ab diesem Zeitpunkt wird die Längenänderung langsam aufgrund der Dämpfungslippen abgedämpft, da die Innenkugel auf den Dämpfungslippen aufsteht. Gleichzeitig steigt die Kraftaufnahme stetig an. Das Material des Dämpfungskerns, vorzugsweise das Polycarbonaturethan, hat eine höhere Federrate als die Evolutfeder.
Demnach wird eine beabsichtige Längenänderung des Stabes über die Evolutfeder aufgenommen. Anschließend steht die Innenkugel auf den Dämpfungslippen auf, so dass die weitere Längenänderung durch das Verdrängen der Dämpfungslippen durchgeführt wird. Bei ca. 3 mm Längenänderung wird die größte Kraft aufgenommen, so dass die Evolutfeder mit einer geringeren Federkonstante konstruiert werden kann. Dies ist beispielsweise bzgl. des Abbaus von Spannungen im Bauteil von Vorteil.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Dämpfungskern wiederum eine Ausnehmung aufweisen, wobei ein Arretiermittel in die Ausnehmung greift bzw. in der Ausnehmung angeordnet ist. Das Arretiermittel kann wiederum am Kern der Evolutfeder befestigt sein, wobei ein Anschlag bzgl. des schraubenkopfförmigen bzw. linsenförmigen Elements des Arretiermittels vorgesehen ist, welches derart konstruiert ist, dass bei einer Längenänderung von beipsielsweise 2 mm das linsenförmige bzw. schraubenkopfförmige Ende an der Schutzummantelung bzw. Stützschale anschlägt. So kann die Evolutfeder vor Überdehnung geschützt werden. Die beschriebene Evolutfeder kann mehrgängig, insbesondere zweigängig ausgebildet sein.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass das Kopfelement bzw. die hohle Halbkugel mindestens eine Ausnehmung aufweist, in welche eine Führungshilfe des Verbindungselements eingreifen kann. Die mindestens eine Ausnehmung kann beispielsweise als Langloch ausgebildet sein. Vorzugsweise sind mindestens zwei derartige Ausnehmung vorgesehen. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise gegenüberliegend ausgebildet, wobei die Ausnehmung bzw. Längserstreckung der Ausnehmungen vorzugsweise senkrecht zum Schraubenschaft verlaufen. Die Führungshilfe bzw. die Führungshilfen des Verbindungselements können als Stifte ausgebildet sein, welche in den Ausnehmungen geführt werden können.
Gemäß einem nebengeordneten Aspekt beruht die Erfindung auf dem Gedanken, einen Stab mit einem, insbesondere angeformten, Verbindungselement anzugeben, wobei das Verbindungselement eine Evolutfeder aufweist. Das Verbindungselement weist vorzugsweise eine Schalenform, insbesondere die Form einer hohlen Halbkugel, auf, wobei die Evolutfeder in die Schalenform des Verbindungselements eingearbeitet ist. Des Weiteren kann das Verbindungselement mindestens eine Führungshilfe aufweisen, welche beispielsweise in eine Ausnehmung eines Kopfelements einer Knochenschraube eingreifen kann.
Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft eine Knochenschraube, insbesondere eine Pedikelschraube, welche einen Schraubenschaft umfasst, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist und das Kopfelement eine Evolutfeder aufweist.
Die Vorteile sowie die Ausführungsformen bezüglich des erfindungsgemäßen Stabes und/oder der erfindungsgemäßen Knochenschraube stimmen mit den einzelnen Elementen der beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Knochenschraube überein.
Gemäß einem nebengeordneten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung mit einer Knochenschraube, welche insbesondere als Pedikelschraube ausgebildet ist, einen Schraubenschaft, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist, wobei in dem Kopfelement ein Stab mit einem, insbesondere angeformten, Verbindungselement schwenkbar gelagert ist und das Kopfelement einen Dämpfungskern aufweist, welcher Ausnehmungen aufweist derart, dass der Dämpfungskern bei auf den Stab aufgebrachten Zug- und/oder Druckbelastungen immer lediglich mit Druck belastet wird.
Demnach besteht die Knochen- bzw. Pedikelschraube aus einem Schraubenschaft sowie aus einem Kopfelement, wobei der Schraubenschaft und das Kopfelement aus einem Stück geformt sein können, so dass das Kopfelement an den Schraubenschaft angeformt ist. Des Weiteren ist es denkbar, dass der Schraubenschaft und das Kopfelement zwei separate Teile sind, welche mit Hilfe eines geeigneten Verfahrens miteinander verbunden sind. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Schweißverbindung handeln.
Das Kopfelement ist derart ausgebildet, dass ein Stab, welcher beispielsweise als Verbindungsstab zur Verbindung mit anderen Knochen- bzw. Pedikelschrauben dienen kann, in dem Kopfelement schwenkbar gelagert ist. Der Stab weist hierfür ein Verbindungselement auf, so dass das Verbindungselement sowie das Kopfelement komplementär zueinander ausgebildet sind, so dass der Stab mit einem Verbindungselement in dem Kopfelement schwenkbar gelagert ist. Das Verbindungselement und der Stab können aus einem Stück gefertigt sein, so dass das Verbindungselement beispielsweis an den Stab angeformt ist. Des Weiteren kann ein Anbringen bzw. Befestigen des Verbindungselements am Stab vorgesehen sein.
Das Kopfelement der Knochenschraube kann schalenförmig, insbesondere in Form einer hohlen Halbkugel, mit einer ersten vertikalen Öffnung und/oder einer zweiten horizontalen Öffnung ausgebildet sein. Mit anderen Worten ist am beispielsweise metallisch ausgebildeten Schraubenschaft vorzugsweise eine aus Titan gefertigte hohle Halbkugel angeformt, welche zwei Öffnungen aufweist. Die erste vertikale Öffnung dient vorzugsweise zum Einbringen einer Verklemmschraube. Die zweite horizontale Öffnung dient vorzugsweise zur Aufnahme des Stabes bzw. des Verbindungselements des Stabes.
Die erste vertikale Öffnung ist vorzugsweise fluchtend zum Schraubenschaft angeordnet, so dass die Mittelachse des Schraubenschaftes und die Mittelachse der ersten vertikalen Öffnung eine gemeinsame Achse bilden. Die zweite horizontale Öffnung ist vorzugsweise senkrecht zum Schraubenschaft angeordnet, so dass eine seitliche Öffnung gebildet wird. Der Durchmesser der zweiten horizontalen Öffnung ist vorzugsweise größer als der Durchmesser der ersten vertikalen Öffnung.
Um eine Bewegung des Stabes von einer vertikalen Position in eine horizontale Position zu ermöglichen, gehen die erste vertikale Öffnung und die zweite horizontale Öffnung ineinander über, d. h. es ist eine Ausnehmung ausgebildet, welche von der ersten vertikalen Öffnung zur zweiten horizontalen Öffnung reicht. Diese Ausnehmung ist schlitzförmig ausgebildet. Das Verbindungselement des Stabes kann eine Schalenform, insbesondere die Form einer hohlen Halbkugel bzw. einer hohlen Segmentkugel aufweisen. Aufgrund der Ausbildung als Schale kann das Verbindungselement derart im vorzugsweise schalenförmig ausgebildeten Kopfelement gelagert werden, so dass der Stab schwenkbar im Kopfelement gelagert ist. Der Durchmesser der hohlen Halbkugel bzw. der Schalenform des Verbindungselements ist kleiner als der Durchmesser der Schalenform des Kopfelements, so dass das Verbindungselement klemmfrei in dem Kopfelement gelagert sein kann.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Kopfelement einen Dämpfungskern auf, welcher insbesondere aus Polycarbonaturethan (PCU) gefertigt ist. Der Dämpfungskern ist vorzugsweise komplementär zur Form des Kopfelements sowie komplementär zur Form des Verbindungselements ausgebildet. Der Dämpfungskern kann somit beispielsweise kugelförmig oder halbkugelförmig ausgebildet sein, wobei die Dämpfungskernform durch Ausnehmungen unterbrochen ist. Des Weiteren ist es mögich, dass der Dämpfungskern ellipsenförmig oder eiförmig oder länglich ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der Dämpfungskern einen Abschnitt auf, welcher komplementär zur Innenseite der hohlen Halbkugel des Kopfelements ausgebildet ist. Des Weiteren ist ein Abschnitt des Dämpfungskerns komplementär zur Innenseite bzw. Innenfläche des schalenförmigen Verbindungselements ausgebildet. Da der Durchmesser der Schalenform des Verbindungselements kleiner gewählt ist als die Schalenform des Kopfelements weist der Dämpfungskern Abschnitte mit größeren und kleineren Radien auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Dämpfungskern abschnittsweise an der Innenseite des Kopfelements anliegen. In diesem Fall ist der Dämpfungskern nicht mit dem Kopfelement verbunden bzw. ist nicht an dem Kopfelement befestigt. Der Dämpfungskern kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im bzw. am Kopfelement befestigt sein. Beispielsweise kann der Dämpfungskern auf der zur horizontalen Öffnung des Kopfelements gegenüberliegenden Seite des Kopfelements befestigt sein.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann der Dämpfungskern aus mindestens zwei Teilen bestehen bzw. es sind mindestens zwei Dämpfungskerne vorgesehen. In einem derartigen Fall können die jeweiligen Teile des Dämpfungskerns bzw. die jeweiligen Dämpfungskerne aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder Materialien mit unterschiedlichen Härtegraden aufweisen. Zur Kraftaufnahme bei einer Flexion kann die auf die Vorrichtung wirkende Kraft mit Hilfe eines Dämpfungskerns mit einem zum weiteren Dämpfungskern weicheren Material, wie z. B. Kunststoff, aufgenommen werden. Bei einer Extension kann die auf die Vorrichtung wirkende Kraft mit Hilfe eines Dämpfungskerns mit einem zum weiteren Dämpfungskern härteren Materiel, wie z. B. Kunststoff, aufgenommen werden. Es ist also möglich, dass zwei Dämpfungskerne in einem Kopfelement angeordnet bzw. befindlich sind, wobei die zwei Dämpfungskerne unterschiedliche Härtegrade aufweisen, bzw. die jeweils verwendeten Materialien unterschiedliche Härtegrade aufweisen.
Es kann um den mindestens einen Dämpfungskern zumindest abschnittsweise eine Schutzummantelung angeordnet sein. Diese Schutzummantelung ist insbesondere halbschalenförmig ausgebildet. Die Schutzummantelung befindet sich vorzugsweise auf der zur horizontalen Öffnung des Kopfelements gelegenen Seite bzw. dem zur horizontalen Öffnung des Kopfelements weisenden Abschnitt des Dämpfungskerns. Die Schutzummantelung ist vorzugsweise aus Metall, wie z. B. aus Titan oder Titanoxid hergestellt.
Der Dämpfungskern kann zumindest abschnittsweise von dem Verbindungselement des Stabes umschlossen sein. Vorzugsweise ist der Dämpfungskern auf dem zur horizontalen Öffnung des Kopfelements weisenden Abschnitt von dem vorzugsweise schalenförmig ausgebildeten Verbindungselement umschlossen. Sofern eine Schutzummantelung vorgesehen ist, kann das Verbindungselement sowohl die Schutzummantelung als auch den Dämpfungskern umschließen. In anderen Worten ist der Dämpfungskern an dem, eine Schutzummantelung aufweisenden, Abschnitt von dem Verbindungselement des Stabes umschlossen. Vorzugsweise ist die Innenseite des vorzugsweise schalenförmigen Verbindungselements mit der Außenseite bzw. Außenfläche der Schutzummantelung verbunden, so dass das Verbindungselement gleitend auf dem Dämpfungskern gelagert ist und der Stab aufgrund dessen im Kopfelement schwenkbar gelagert ist.
Bewegungen und Kräfte werden somit in der Pedikelschraube bzw. Knochenschraube aufgenommen, so dass kurze Pedikelabstände überbrückt werden können.
Der Dämpfungskern weist mindestens eine ringförmige Ausnehmung, insbesondere mindestens zwei parallel zueinander verlaufende ringförmige Ausnehmungen, auf. Die Zug- und/oder Druckkräfte welche von dem Stab auf das Kopfelement übertragen werden, werden von dem Dämpfungselement aufgenommen. Aufgrund der Ausnehmung(en) wird das Dämpfungselment sowohl bei von dem Stab übertragenen Zugkräften, als auch bei von dem Stab übertragenen Druckkräften immer auf Druck beansprucht. D. h. das Dämpfungselement wird bei allen übertragen Käften immer lediglich auf Druck beansprucht.
Der Dämpfungskern kann mindestens einen hohlzylinderförmigen und/oder hohlkegelförmigen Abschnitt aufweisen, welcher vorzugsweise an einem hohlzylinderförmigen und/oder hohlkegelförmigen Abschnitt eines Verbindungselmentes anliegt. Das Verbindungselement kann beispielsweise als Verbindungsschale ausgebildet sein. Vorzugsweise ist eine derartige Verbindungsschale mit hohlzylinderförmigen und/oder hohlkegelförmigen Abschnitt aus Titan gefertigt, sodass bei auf die Knochenschraube aufgebrachte Zugkräfte, diese Zugkräfte durch die Titan-Verbindungsschale komprimiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Knochenschraube wird bei einer Operation vormontiert angeliefert, d. h. die Stab-Dämpfungskernverbindung liegt bereits im vormontierten Zustand vor. Die Vorrichtung wird in einen Pedikel eingeschraubt, wobei der Stab beim Einschrauben vertikal aufgeklappt ist, d. h. der Stab ist fluchtend zum Schraubenschaft angeordnet. Die Polyaxialität wird im Kopfelement ermöglicht. Anschließend kann der Stab geschwenkt bzw. geklappt werden, so dass der Stab mit angrenzenden Pedikel- bzw. Knochenschrauben verbunden werden kann. Bei den weiteren Schrauben kann es sich um bekannte Pedikelschrauben mit tulpenförmigem Aufnahmesegment handeln.
Sofern die Position des Stabes in Relation zu weiteren Pedikelschrauben festgelegt ist, kann die Schraube in dieser Position arretiert werden, indem in die erste vertikale Öffnung eine Klemmschraube eingebracht wird, so dass das Verbindungselement des Stabes eine fixierte Position innerhalb des Kopfelements einnimmt.
Des Weiteren kann ein Klemmring vorgesehen sein, welcher über dem Verbindungselement des Stabes in die horizontale Öffnung des Kopfelements eingebracht wird um eine Verklemmung bzgl. der im Inneren des Kopfelementes angeordneten bzw. befindlichen Elemente und/oder Bauteile zu bewirken. Die im Inneren des Kopfelements befindliche Mechanik und/oder Bauteile bleiben mit Hilfe des Klemmrings im Inneren des Kopfelements eingeschlossen. Der Klemmring wird vorzugsweise in einem letzten Schritt in einem Vormontageprozess eingesetzt und anschließend vorzugsweise unlösbar mit dem Kopfelement verbunden. Die angegebene Unlösbarkeit bezieht sich auf den implantierten Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Knochenschraube. Beispielsweise kann der Klemmring mit dem Kopfelement verstemmt und/oder verschraubt und/oder verstiftet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Dämpfungskern eine Ausnehmung aufweisen, welche fluchtend zur zweiten horizontalen Öffnung ausgebildet bzw. angeordnet ist, wobei ein Arretiermittel des Stabes in die Ausnehmung greift und/oder in der Ausnehmung angeordnet ist. Das Arretiermittel kann beispielsweise fest mit dem Stab verbunden sein. Vorzugsweise ist das Arretiermittel schraubenförmig und/oder stiftförmig und/oder nagelförmig ausgebildet, d. h. das Arretiermittel weist einen Schaft sowie ein schraubenkopfförmiges Element auf, wobei das schraubenförmige Element in die Ausnehmung des Dämpfungskerns greift und/oder in der Ausnehmung angeordnet ist.
Mit anderen Worten ist der Dämpfungskern abschnittsweise hohl ausgebildet bzw. weist abschnittsweise eine Ausnehmung auf, wobei ein Stift mit Innenkugel, welches das Arretiermittel darstellt, in diesem Hohlraum eingelassen ist. Der Stift mit Innenkugel ist fest mit dem Stab verbunden. Sofern am Stab gezogen wird, bzw. der Patient eine Flexionsbewegung durchführt, kann der Stab aufgrund des Dämpfungselementes eine Längenänderung ausführen. Der Stab wird solange gezogen, bis die Innenkugel bzw. das schraubenkopfartige Element auf optional angeformten bzw. ausgebildeten Lippen des Dämpfungskerns aufsteht. Ab diesem Zeitpunkt wird die Längenänderung langsam aufgrund der Dämpfungslippen abgedämpft, da die Innenkugel auf den Dämpfungslippen aufsteht. Gleichzeitig steigt die Kraftaufnahme stetig an. Das Material des Dämpfungskerns, vorzugsweise das Polycarbonaturethan, hat eine höhere Federrate als eine eventuell im Verbindungselement ausgebildete Evolutfeder.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Dämpfungskern wiederum eine Ausnehmung aufweisen, wobei ein Arretiermittel in die Ausnehmung greift bzw. in der Ausnehmung angeordnet ist.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass das Kopfelement bzw. die hohle Halbkugel mindestens eine Ausnehmung aufweist, in welche eine Führungshilfe des Verbindungselements eingreifen kann. Die mindestens eine Ausnehmung kann beispielsweise als Langloch ausgebildet sein. Vorzugsweise sind mindestens zwei derartige Ausnehmung vorgesehen. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise gegenüberliegend ausgebildet, wobei die Ausnehmung bzw. Längserstreckung der Ausnehmungen vorzugsweise senkrecht zum Schraubenschaft verlaufen. Die Führungshilfe bzw. die Führungshilfen des Verbindungselements können als Stifte ausgebildet sein, welche in den Ausnehmungen geführt werden können.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
1: mehrere Ansichten auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Knochenschraube gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2: eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Knochenschraube gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3: eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Knochenschraube gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem ausgezogenen Zustand;
4: eine Querschnittsansicht durch eine Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem eingedrückten Zustand;
5: eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Knochenschraube gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
6: mehrere Ansichten auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Knochenschraube gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
7: eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Knochenschraube gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
In 1 wird eine Vorrichtung mit einer Knochenschraube gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in drei Ansichten dargestellt. Die Knochenschraube 1 ist insbesondere als Pedikelschraube ausgebildet und umfasst einen Schraubenschaft 2, wobei an einem axialen Ende 3 des Schraubenschaftes 2 ein Kopfelement 4 angeformt ist. In anderen Worten ist das Kopfelement 4 an dem zur Spitze 5 der Schraube entgegengesetzten Ende des Schraubenschaftes 2 angeformt. In dem Kopfelement 4 ist ein Stab 6 mit einem an dem Stab 6 angeformten Verbindungselement 7 schwenkbar gelagert. Das Verbindungselement 7 weist eine Evolutfeder 8 auf.
Das Kopfelement 4 weist die Form einer hohlen Halbkugel auf, wobei diese hohle Halbkugel eine erste vertikale Öffnung 9 sowie eine zweite horizontale Öffnung 10 aufweist. Die erste vertikale Öffnung 9 ist fluchtend zum Schraubenschaft 2 angeordnet. Die zweite horizontale Öffnung 10 ist senkrecht zum Schraubenschaft 2 und somit senkrecht zur ersten vertikalen Öffnung 9 angeordnet. Das Verbindungselement 7 weist ebenfalls eine Schalenform, nämlich die Form einer hohlen Halbkugel auf. Die Evolutfeder 8 ist in diese Schalenform eingearbeitet, wonach die Schalenform Ausnehmungen aufweist, welche die Evolutfeder 8 bilden. Der Durchmesser, insbesondere der äußere Durchmesser d des Verbindungselements (dargestellt in 2) ist kleiner als der innere Durchmesser D des Kopfelements 4, so dass das Verbindungselement 7 im Kopfelement 4 gleitend gelagert ist, derart, dass der Stab 6 im Kopfelement 4 schwenkbar gelagert oder lagerbar ist.
Zur Verklemmung des Verbindungselements 7 im Kopfelement 4 kann in der ersten vertikalen Öffnung 9 eine Klemmschraube 11 eingebracht werden. Demnach weist die erste vertikale Öffnung 9 beispielsweise ein Innengewinde auf. Wie in der Querschnittsansicht in 2 dargestellt, weist das Kopfelement 4 einen Dämpfungskern 12 auf. Dieser Dämpfungskern 12 ist vorzugsweise aus Polycarbonaturethan (PCU) gefertigt. Dieser Dämpfungskern 12 ist komplementär zu den Innenflächen des Kopfelements 4 sowie komplementär zu den Innenflächen des Verbindungselements 7 ausgebildet, so dass der Dämpfungskern 12 im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet ist und Abschnitte mit größeren und kleineren Radien aufweist. Am zum Verbindungselement 7 weisenden Abschnitt weist der Dämpfungskern 12 einen kleineren Radius r auf als der zur Innenseite des Kopfelements 4 weisenden Abschnitts mit dem Radius R. Am Dämpfungskern 12 ist zumindest abschnittsweise eine Schutzummantelung 13 angeordnet, wobei die Schutzummantelung 13 halbschalenfömig ausgebildet ist. Die Schutzummantelung 13 ist vorzugsweise aus metallischem Material, insbesondere aus Titan gefertigt.
Der Dämpfungskern 12 ist zumindest abschnittsweise von dem Verbindungselement, bzw. dem hohlen halbkugelförmig ausgebildeten Verbindungselement 7 umschlossen. Vorzugsweise liegt das Verbindungselement 7 an der Schutzummantelung 13 an, so dass eine gleitende Lagerung des Verbindungselements 7 in dem Kopfelement 4 hergestellt wird.
Wie in der Seitenansicht der 1 dargestellt, weist das Kopfelement 4 eine Ausnehmung 14 auf, welche langlochförmig ausgebildet ist. In diese Ausnehmung 14 greift eine Führungshilfe 15 des Verbindungselements 7 ein. Die Führungshilfe 15 ist stiftförmig ausgebildet. Mit Hilfe der Führungshilfe 15 bzw. dessen Lagerung in der Ausnehmung 14 ist der Bewegungsweg in Längsrichtung beschränkt. Vorzugsweise sind am Kopfelement 4 zwei Ausnehmungen 14 ausgebildet, wobei diese gegenüberliegend in die Schalenform des Kopfelements 4 eingebracht sind.
In 3 ist eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung mit einer Knochenschraube 1 dargestellt. Für gleichwirkende und übereinstimmende Bauteile und Elemente sind übereinstimmende Bezugszeichen angegeben, wobei die Erklärungen hinsichtlich übereinstimmender Merkmale aus 1 bzw. aus 2 auch auf die Ausführungsform gemäß 3 übertragbar sind.
Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Dämpfungskern 12 eine Ausnehmung 16 auf. Die Ausnehmung 16 ist zylinderförmig in den Dämpfungskern 12 eingearbeitet. Die Ausnehmung 16 ist fluchtend zu der zweiten horizontalen Öffnung 10 des Kopfelements 4 angeordnet. Der Stab 2 weist wiederum ein Arretiermittel 17 auf. Das Arretiermittel 17 ist schraubenförmig ausgebildet und weist demnach einen Schaft 18 sowie einen Kopf 19 auf. Das Arretiermittel 17 ist fest mit dem Stab 2, vorzugsweise am Kern der Evolutfeder 8, verbunden. Es ist ein Klemmring 22 vorgesehen sein, welcher über dem Verbindungselement 7 des Stabes 6 in die horizontale Öffnung 10 des Kopfelements 4 eingebracht wird, um eine Verklemmung bzgl. der im Inneren des Kopfelementes 4 angeordneten bzw. befindlichen Elemente und/oder Bauteile zu bewirken. Die im Inneren des Kopfelements 4 befindliche Mechanik und/oder Bauteile bleiben mit Hilfe des Klemmrings 22 im Inneren des Kopfelements 4 eingeschlossen. Der Klemmring 22 wird vorzugsweise in einem letzten Schritt in einem Vormontageprozess eingesetzt und anschließend vorzugsweise unlösbar mit dem Kopfelement verbunden. Die angegebene Unlösbarkeit bezieht sich auf den Implantierten Zustand der erfindunggemäßen Vorrichtung mit Knochenschraube. Beispielsweise kann der Klemmring 22 mit dem Kopfelement 4 verstemmt und/oder verschraubt und/oder verstiftet sein.
Dieser Klemmring 22 kann auch bzgl. der ersten und der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Knochenschraube 1 vorgesehen sein. Gemäß der Darstellung in 3 befindet sich der Stab 6 im „ausgezogenen Zustand”.
In 4 befindet sich der Stab 6 im eingedrückten Zustand. Demnach wirkt die Innenfläche 20 der Schutzummantelung 13 als Anschlagsfläche, welche derart konstruiert ist, dass bei einer Längenänderung von 2 mm der Kopf 19 des Arretiermittels 17 an der Ummantelung 13 bzw. an der Innenseite bzw. Innenfläche 20 der Schutzummantelung 13 anschlägt. Aufgrund dessen ist die Evolutfeder 8 hinsichtlich einer möglichen Überdehnung geschützt.
In 5 wird eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Knochenschraube 1 dargestellt. Für gleichwirkende und übereinstimmende Bauteile und Elemente sind übereinstimmende Bezugszeichen angegeben, wobei die Erklärungen hinsichtlich übereinstimmender Merkmale aus den 1 bis 4 auch auf die Ausführungsform gemäß 5 übertragbar sind.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 5 weist der Dämpfungskern 12 eine Ausnehmung 16 auf, wobei der Kopf 19 eines Arretiermittels 17 in diesen Hohlraum 16 eingreift. Das Arretiermittel 17 ist fest mit dem Stab 6 verbunden. Wenn am Stab 6 gezogen wird bzw. der Patient eine Flexionsbewegung ausführt, kann der Stab 6 aufgrund der Evolutfeder 8 eine Längenänderung ausführen. Die Evolutfeder 8 wird solange gespannt, bis der Kopf 19 auf den Lippen 21 des Dämpfungskerns 12 anliegt. Die Lippen 21 werden aufgrund der Formgebung der Ausnehmung 16 im Dämpfungskern 12 gebildet. Nachdem der Kopf 19 an den Dämpfungslippen 21 anliegt, dämpfen die Lippen 21 die Längenänderung langsam ab. Gleichzeitig steigt die Kraftaufnahme stetig an. Das Material des Dämpfungskerns 12, nämlich Polycarbonaturethan, weist eine höhere Federrate als die Evolutfeder 8 auf.
Beispielsweise wird die hervorgerufene Längenänderung über die Evolutfeder 8 aufgenommen. Nachdem der Kopf 19 des Arretiermittels 17 an den Lippen 21 des Dämpfungselements 12 anliegt, wird beispielsweise ein weiterer Millimeter der durchzuführenden Längenänderung durch das Verdrängen bzw. Zusammendrücken der Lippen 21 hervorgerufen. Sofern eine Längenänderung um insgesamt 3 mm hervorgerufen wurde, wird auch die größte Kraft aufgenommen.
In 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung mit einer Knochenschraube 1 dargestellt. Für gleichwirkende und übereinstimmende Bauteile und Elemente sind übereinstimmende Bezugszeichen angegeben, wobei die Erklärungen hinsichtlich übereinstimmender Merkmale aus den 1 bis 5 auch auf die Ausführungsform gemäß 6 übertragbar sind.
In 6 wird eine Vorrichtung mit einer Knochenschraube gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in drei Ansichten dargestellt. Die Knochenschraube 1 ist insbesondere als Pedikelschraube ausgebildet und umfasst einen Schraubenschaft 2, wobei an einem axialen Ende 3 des Schraubenschaftes 2 ein Kopfelement 4 angeformt ist. In anderen Worten ist das Kopfelement 4 an dem zur Spitze 5 der Schraube entgegengesetzten Ende des Schraubenschaftes 2 angeformt. In dem Kopfelement 4 ist ein Stab 6 mit einem an dem Stab 6 angeformten Verbindungselement 7 schwenkbar gelagert.
Das Kopfelement 4 weist die Form einer hohlen Halbkugel auf, wobei diese hohle Halbkugel eine erste vertikale Öffnung 9 sowie eine zweite horizontale Öffnung 10 aufweist. Die erste vertikale Öffnung 9 ist fluchtend zum Schraubenschaft 2 angeordnet. Die zweite horizontale Öffnung 10 ist senkrecht zum Schraubenschaft 2 und somit senkrecht zur ersten vertikalen Öffnung 9 angeordnet. Das Verbindungselement 7 weist ebenfalls eine Schalenform, im Wesentlichen die Form eines hohlen Ringsegments auf. Das Verbindungselement 7 ist ist mit einer Verbindungsschale 23 verbunden oder liegt an dieser an.
Der Durchmesser, insbesondere der äußere Durchmesser des Verbindungselements ist kleiner als der innere Durchmesser des Kopfelements 4, so dass das Verbindungselement 7 im Kopfelement 4 gleitend gelagert ist, derart, dass der Stab 6 im Kopfelement 4 schwenkbar gelagert oder lagerbar ist.
Zur Verklemmung des Verbindungselements 7 im Kopfelement 4 kann in der ersten vertikalen Öffnung 9 eine Klemmschraube 11 eingebracht werden. Demnach weist die erste vertikale Öffnung 9 beispielsweise ein Innengewinde auf. Wie in der Querschnittsansicht dargestellt, weist das Kopfelement 4 einen Dämpfungskern 12 auf. Dieser Dämpfungskern 12 ist vorzugsweise aus Polycarbonaturethan (PCU) gefertigt. Dieser Dämpfungskern 12 ist abschnittsweise komplementär zu den Innenflächen des Kopfelements 4 sowie komplementär zu den Innenflächen des Verbindungselements 7 ausgebildet, so dass der Dämpfungskern 12 im Wesentlichen ellipsenförmig ausgebildet ist und Abschnitte mit größeren und kleineren Radien aufweist.
Der Dämpfungskern 12 weist zwei parallel zueinander verlaufende ringförmige Ausnehmungen 24 auf. Diese Ausnehmungen 24 sind derart ausgebildet, dass der Dämpfungskern 12 aufgrund der auf den Stab 6 aufgebrachten Zug- und/oder Druckbelastungen immer lediglich mit Druck belastet wird.
Der Dämpfungskern 12 weist des Weiteren ein hohlkegelförmigen Abschnitt 25 auf, welcher an einem hohlkegelförmigen Abschnitt 26 der Verbindungsschale 23 anliegt. Die Verbindungsschale 23 entspricht im Wesentlichen der Schutzummantelung 13 der 2–5. In anderen Worten kann die Verbindungsschale 23 die Funktion der Schutzummantelung 13 übernehmen.
Gemäß dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Dämpfungskern 12 eine Ausnehmung 16 auf. Die Ausnehmung 16 ist zylinderförmig in den Dämpfungskern 12 eingearbeitet. Die Ausnehmung 16 ist fluchtend zu der zweiten horizontalen Öffnung 10 des Kopfelements 4 angeordnet. Der Stab 6 weist wiederum ein Arretiermittel 17 auf. Das Arretiermittel 17 ist schraubenförmig ausgebildet und weist demnach einen Schaft 18 sowie einen Kopf 19 auf. Das Arretiermittel 17 ist in dem Stab 6 angeordnet. Der Schaft 18 weist eine zusätzliche Ausformung 27 auf, wobei die Ausformung 27 in einer komplementär dazu ausgebildete Ausnehmung 28 des Stabes 6 gelagert ist.
Es ist des Weiteren ein Klemmring 22 vorgesehen sein, welcher über dem Verbindungselement 7 des Stabes 6 in die horizontale Öffnung 10 des Kopfelements 4 eingebracht wird und eine zusätzliche Verklemmung des Verbindungselements 7 im Kopfelement 4 bewirkt.
In 7 wird eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Knochenschraube 1 dargestellt. Für gleichwirkende und übereinstimmende Bauteile und Elemente sind übereinstimmende Bezugszeichen angegeben, wobei die Erklärungen hinsichtlich übereinstimmender Merkmale aus den 1 bis 6 auch auf die Ausführungsform gemäß 7 übertragbar sind.
Gemäß der in 7 dargestellten Knochenschraube ist es möglich, die Ausführungsform mit einer Evolutfeder 8 mit einem Dämpfungskern 12 aus 6 zu kombinieren. Hinsichtlich der Evolutfeder 8, dem Verbindungselement 7 und dem Schaft 18 mit dem Kopf 19 gelten die Erklärungen aus den 1–5. Hinsichtlich des Dämpfungselements 12, den ringförmigen Ausnehmungen 24 sowie der Verbindungsschale 23 gelten die Erklärungen aus 6.
Bezugszeichenliste

1: Knochenschraube
2: Schraubenschaft
3: axiales Ende
4: Kopfelement
5: Spitze
6: Stab
7: Verbindungselement
8: Evolutfeder
9: erste vertikale Öffnung
10: zweite horizontale Öffnung
11: Klemmschraube
12: Dämpfungskern
13: Schutzummantelung
14: Ausnehmung
15: Führungshilfe
16: Ausnehmung
17: Arretiermittel
18: Schaft
19: Kopf
20: Innenseite Schutzummantelung
21: Dämpfungslippe
22: Klemmring
23: Verbindungsschale
24: ringförmige Ausnehmung
25: hohlkegelförmiger Abschnitt Dämpfungselement
26: hohlkegelförmiger Abschnitt Verbindungsschale
27: Ausformung
28: Ausnehmung
d: äußerer Durchmesser des Verbindungselements 7
D: innerer Durchmesser des Kopfelements 4
r: Radius eines Dämpfungskernabschnitts
R: Radius eines Dämpfungskernabschnitts

Claims

Vorrichtung mit einer Knochenschraube (1), insbesondere Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft (2), wobei an einem axialen Ende (3) des Schraubenschafts (2) ein Kopfelement (4) angebracht und/oder angeformt ist, wobei in dem Kopfelement (4) ein Stab (6) mit einem, insbesondere angeformten, Verbindungselement (7) schwenkbar gelagert ist und das Verbindungselement (7) eine Evolutfeder (8) aufweist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfelement (4) schalenförmig, insbesondere in Form einer hohlen Halbkugel, mit einer ersten vertikalen Öffnung (9) und/oder einer zweiten horizontalen Öffnung (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vertikale Öffnung (9) fluchtend zum Schraubenschaft (2) angeordnet ist und/oder die zweite horizontale Öffnung (10) senkrecht zum Schraubenschaft (2) angeordnet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (7) eine Schalenform, insbesondere die Form einer hohlen Halbkugel, aufweist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Evolutfeder (8) in die Schalenform eingearbeitet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfelement (4) mindestens einen Dämpfungskern (12), welcher insbesondere aus Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonaturethan (PCU), gefertigt ist, aufweist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass um den mindestens einen Dämpfungskern (12) zumindest abschnittsweise eine Schutzummantelung (13), welche insbesondere halbschalenförmig ausgebildet ist, angeordnet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfungskern (12) zumindest abschnittsweise von dem Verbindungselement (7) des Stabes (6) umschlossen ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfungskern (12) eine Ausnehmung (16) aufweist, welche fluchtend zu einer/der horizontalen Öffnung (10) des Kopfelements (4) angeordnet ist, wobei ein Arretiermittel (17) des Stabes (6) in der Ausnehmung (16) angeordnet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretiermittel (17) schraubenförmig und/oder stiftförmig und/oder nagelförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Evolutfeder (8) mehrgängig, insbesondere 2-gängig, ausgebildet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfelement (4) mindestens eine Ausnehmung (14) aufweist, in welche eine Führungshilfe (15) des Verbindungselementes (7) eingreift.
Stab mit einem, insbesondere angeformten, Verbindungselement, wobei das Verbindungselement eine Evolutfeder aufweist.
Stab nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine Schalenform, insbesondere die Form einer hohlen Halbkugel, aufweist und die Evolutfeder in die Schalenform eingearbeitet ist.
Knochenschraube, insbesondere Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft, wobei an einem axialen Ende des Schraubenschafts ein Kopfelement angebracht und/oder angeformt ist und das Kopfelement eine Evolutfeder aufweist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube (1), insbesondere Pedikelschraube, umfassend einen Schraubenschaft (2), wobei an einem axialen Ende (3) des Schraubenschafts (2) ein Kopfelement (4) angebracht und/oder angeformt ist, wobei in dem Kopfelement (4) ein Stab (6) mit einem, insbesondere angeformten, Verbindungselement (7) schwenkbar gelagert ist und das Kopfelement (4) mindestens einen Dämpfungskern (12) aufweist, welcher mindestens eine Ausnehmung (23) aufweist derart, dass der mindestens eine Dämpfungskern (12) bei auf den Stab (6) aufgebrachten Zug- und/oder Druckbelastungen immer lediglich mit Druck belastet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfelement (4) schalenförmig, insbesondere in Form einer hohlen Halbkugel, mit einer ersten vertikalen Öffnung (9) und/oder einer zweiten horizontalen Öffnung (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vertikale Öffnung (9) fluchtend zum Schraubenschaft (2) angeordnet ist und/oder die zweite horizontale Öffnung (10) senkrecht zum Schraubenschaft (2) angeordnet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfungskern (12) aus Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonaturethan (PCU), gefertigt ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfungskern (12) eine Ausnehmung (16) aufweist, welche fluchtend zu einer/der horizontalen Öffnung (10) des Kopfelements (4) angeordnet ist, wobei ein Arretiermittel (17) des Stabes (6) in der Ausnehmung (16) angeordnet ist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskern (12) mindestens eine ringförmige Ausnehmung (23), insbesondere mindestens zwei parallel zueinander verlaufende ringförmige Ausnehmungen, aufweist.
Vorrichtung mit einer Knochenschraube nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskern (12) mindestens einen hohlzylinderförmigen und/oder hohlkegelförmigen Abschnitt (25) aufweist, welcher vorzugsweise an einem hohlzylinderförmigen und/oder hohlkegelförmigen Abschnitt (26) eines Verbindungselements, insbesondere einer Verbindungsschale (23), anliegt.