DE102017124734A1 - polyaxial screw - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Polyaxialschraube (2) mit einem einen Gewindeschaft (6) und einen Kopf (8) aufweisenden Schraubanker (4), und mit einem in einer Seitenansicht U-förmigen und eine Aufnahmeöffnung (16) für ein Korrekturelement aufweisenden Gabelkopf (10) mit zwei Schenkeln (12), wobei der Kopf (8) des Schraubankers (4) in dem distal gelegenen Bereich (14) des Gabelkopfs (10) polyaxial verschwenkbar gelagert ist, und mit einem in dem distal gelegenen Bereich (14) des Gabelkopfs (10) angeordneten geschlitzten Spannelement (18), wobei das Spannelement (18) einen Aufnahmeraum (44) zur Aufnahme des Kopfs (8) des Schraubankers begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Spannelement (18) begrenzte Aufnahmeraum (44) für den Kopf des Schraubankers durch eine Ausnehmung (50) in einer Wandung (52) des Spannelements (18) in radialer Richtung (26) erweitert ist, so dass der Schraubanker (4) in diese Ausnehmung (50) einschwenken kann und dann bezüglich des Gabelkopfs (10) weiter verschwenkbar ist als außerhalb dieser Ausnehmung (50)The invention relates to a polyaxial screw (2) with a screw shank (4) having a threaded shank (6) and a head (8), and having a clevis (10) which is U-shaped in a side view and has a receiving opening (16) for a correction element. with two legs (12), wherein the head (8) of the screw anchor (4) is mounted so as to be polyaxially pivotable in the distal region (14) of the clevis (10), and with one in the distal region (14) of the clevis (Fig. 10) arranged slotted clamping element (18), wherein the clamping element (18) delimits a receiving space (44) for receiving the head (8) of the screw anchor, characterized in that the by the clamping element (18) limited receiving space (44) for the head of the screw anchor by a recess (50) in a wall (52) of the clamping element (18) in the radial direction (26) is widened so that the screw anchor (4) can pivot into this recess (50) and then with respect to the clevis (10 ) we iter is pivotable than outside this recess (50)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polyaxialschraube für chirurgische Zwecke mit einem einen Gewindeschaft und einen Kopf aufweisenden Schraubanker, wobei der Gewindeschaft eine erste axiale Längsrichtung aufweist, und mit einem in einer Seitenansicht U-förmigen und eine Aufnahmeöffnung für ein Korrekturelement, insbesondere einen Korrekturstab, aufweisenden Gabelkopf mit zwei Schenkeln, wobei der Gabelkopf eine zweite axiale Längsrichtung und eine hierzu radiale Richtung und eine Umfangsrichtung sowie eine in der zweiten axialen Längsrichtung erstreckte Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Kopfs des Schraubankers sowie ein distales Ende benachbart zu dem Schraubanker und ein hiervon in der axialen Längsrichtung abgewandtes proximales Ende aufweist, so dass auch eine distale Richtung und eine proximale Richtung definiert ist, wobei sich die Schenkel ausgehend von einem distal gelegenen Bereich des Gabelkopfs in proximaler Richtung erstrecken und proximal frei enden und in Umfangsrichtung zwischen sich die Aufnahmeöffnung für das Korrekturelement begrenzen, wobei der Kopf des Schraubankers in dem distal gelegenen Bereich des Gabelkopfs polyaxial verschwenkbar gelagert ist und der Gabelkopf in einer vom Chirurgen intendierten Schwenkstellung bezüglich des Kopfs des im Knochen festgelegten oder festlegbaren Schraubankers fixierbar ist, und mit einem in dem distal gelegenen Bereich des Gabelkopfs angeordneten geschlitzten Spannelement zur klemmbaren Aufnahme des Kopfs des Schraubankers, wobei das Spannelement einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Kopfs des Schraubankers begrenzt und vorzugsweise mehrere Schlitze aufweist und hierdurch nachgiebig, vorzugsweise federnd nachgiebig ausgebildet ist und so bei Kraftbeaufschlagung in distaler Richtung auf das Spannelement eine Klemmung und Lagefixierung von Gabelkopf und Schraubanker in der vom Chirurgen intendierten Orientierung herbeiführt.The present invention relates to a polyaxial screw for surgical use with a threaded shaft and a head having screw anchor, wherein the threaded shaft has a first axial longitudinal direction, and with a in a side view U-shaped and a receiving opening for a correction element, in particular a correction rod, having a clevis with two legs, wherein the fork head has a second axial longitudinal direction and a radial direction and a circumferential direction and a through hole extending in the second axial longitudinal direction for receiving the head of the screw anchor and a distal end adjacent to the screw anchor and one remote from it in the axial longitudinal direction Having a proximal end, so that also a distal direction and a proximal direction is defined, wherein the legs extending from a distal region of the clevis in the proximal direction and free end proximally and in U mängsrichtung between them to limit the receiving opening for the correction element, wherein the head of the screw anchor is mounted in the distally located region of the clevis polyaxial pivoting and the clevis is fixable in a surge position intended by the surgeon with respect to the head of fixed or fixable in bone screw anchor, and with a slotted clamping element arranged in the distal region of the clevis for clampably receiving the head of the screw anchor, wherein the clamping element defines a receiving space for receiving the head of the screw anchor and preferably has a plurality of slots and thereby resiliently, preferably resiliently and thus when force is applied in distal direction of the clamping element causes a clamping and positional fixation of the clevis and screw anchor in the surgeon's intended orientation.
Eine derartige Polyaxialschraube ist beispielsweise bekannt aus
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Polyaxialschraube hoher Angulation zu schaffen, die gleichwohl einfach zu bedienen und betriebssicher ist.The present invention has for its object to provide a polyaxial screw high angulation, which is nevertheless easy to use and reliable.
Diese Aufgabe wird bei einer Polyaxialschraube der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der durch das Spannelement begrenzte Aufnahmeraum für den Kopf des Schraubankers durch eine Ausnehmung in einer Wandung des Spannelements in radialer Richtung erweitert ist, so dass der Schraubanker in diese Ausnehmung einschwenken kann und dann bezüglich des Gabelkopfs weiter verschwenkbar ist als außerhalb dieser Ausnehmung.This object is achieved in a polyaxial screw of the type mentioned in the present invention that the limited by the clamping element receiving space for the head of the screw is widened by a recess in a wall of the clamping element in the radial direction, so that the screw can pivot into this recess and then with respect to the clevis is further pivoted than outside this recess.
Es wurde vorliegend erfindungsgemäß erkannt, dass das Spannelement, welches zur unmittelbaren Aufnahme, Lagerung und Klemmung des Kopfs des Schraubankers verantwortlich ist, derart ausgebildet werden kann, dass es in zumindest einer Richtung eine größere Angulation des Schraubankers zulässt. It has in the present invention recognized that the clamping element, which is responsible for the direct recording, storage and clamping of the head of the screw anchor can be designed such that it allows in at least one direction a larger angulation of the screw anchor.
Hiervon ausgehend erweist es sich ferner als vorteilhaft, wenn das Spannelement bezüglich des Gabelkopfs um die zweite axiale Längsrichtung drehbar ist. Durch die Drehbarkeit des Spannelements bezüglich des Gabelkopfs um die axiale Längsrichtung des Gabelkopfs lässt sich der betreffende Bereich höherer Angulation relativ zum Gabelkopf in beliebiger azimutaler Drehstellung anordnen oder ausrichten.On this basis, it also proves to be advantageous if the clamping element is rotatable relative to the fork head about the second axial longitudinal direction. Due to the rotatability of the clamping element with respect to the fork head about the axial longitudinal direction of the fork head, the relevant area of higher angulation can be arranged or aligned relative to the fork head in any azimuthal rotational position.
Im Hinblick auf eine einfache Herstellbarkeit des Gabelkopfs erweist sich als vorteilhaft, wenn der distal gelegene Bereich des Gabelkopfs einstückig in die Schenkel des Gabelkopfs übergeht und insbesondere der gesamte Gabelkopf einstückig ausgebildet ist.With regard to a simple manufacturability of the fork head proves to be advantageous if the distal region of the fork head merges integrally into the legs of the clevis and in particular the entire clevis is formed integrally.
Weiter erweist sich als vorteilhaft, wenn der Gewindeschaft des Schraubankers einstückig in den Kopf des Schraubankers übergeht und insbesondere der gesamte Schraubanker einstückig ausgebildet ist.Next proves to be advantageous if the threaded shank of the screw anchor integrally merges into the head of the screw anchor and in particular the entire screw anchor is formed in one piece.
Durch die hier praktizierte Verwendung eines nachgiebigen, vorzugsweise federnd nachgiebigen Spannelements, welches in den Gabelkopf eingesetzt wird und dort zunächst spielbehaftet aufgenommen ist, lässt sich der Schraubanker von unten, also in proximaler Richtung, in den distal gelegenen Bereich des Gabelkopfs einführen. Dabei wird das Spannelement geringfügig geweitet und klipst über den Kopf des eingeführten Schraubankers. In dieser Position ist der Schraubanker bereits am Gabelkopf gehalten. Wenn auf das Spannelement in distaler Richtung ein Klemmdruck ausgeübt wird, so wird es - auch unterstützt durch die innere Formgebung des Gabelkopfs - gegen den Kopf des Schraubankers gedrückt und klemmt diesen ein. Vorzugsweise ist der Schraubanker auch formschlüssig gegen Herausziehen im Gabelkopf bzw. im Spannelement gesichert. Die schlussendliche Orientierung des Gabelkopfs relativ zu dem in den Knochen eingebrachten Schraubanker wird dauerhaft festgelegt, indem ein Fixierelement, insbesondere in der Form einer Madenschraube, in den Gabelkopf eingeschraubt wird und hierbei in an sich bekannter Weise den Korrekturstab in distaler Richtung gegen das Spannelement zwingt.By practicing here use of a resilient, preferably resilient clamping element, which is inserted into the clevis and there is initially recorded with play, the screw anchor from below, ie in the proximal direction, can be inserted into the distal region of the clevis. The clamping element is slightly widened and clipped over the head of the inserted screw anchor. In this position, the screw anchor is already held on the clevis. If a clamping pressure is exerted on the tensioning element in the distal direction, it is also pressed against the head of the screw anchor, also supported by the inner shape of the clevis, and clamps it in place. Preferably, the screw anchor is also positively secured against withdrawal in the clevis or in the clamping element. The final orientation of the clevis relative to that introduced into the bone Screw anchor is permanently fixed by a fixing element, in particular in the form of a grub screw, is screwed into the clevis and this in a conventional manner forces the correction rod in the distal direction against the clamping element.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der von dem Spannelement begrenzte Aufnahmeraum exzentrisch zu einem Zentrum des Spannelements angeordnet und ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, dass der Aufnahmeraum und damit der Kopf des Schraubankers exzentrisch bezüglich einer Außenkontur oder Außengeometrie des Spannelements zu liegen kommt. Hierdurch wiederum wird erreicht, dass ein Hals des Schraubankers, also ein Übergangsbereich zwischen dem Kopf und dem Gewindeschaft des Schraubankers erst ein wenig später in Anlage an ein distales Ende des Gabelkopfs gelangt. Auf diese Weise kann die Angulation weiter erhöht werden.According to a further preferred embodiment of the invention, it is proposed that the receiving space delimited by the clamping element is arranged and formed eccentrically to a center of the clamping element. This ensures that the receiving space and thus the head of the screw anchor comes to rest eccentrically with respect to an outer contour or outer geometry of the clamping element. In this way, in turn, it is achieved that a neck of the screw anchor, that is, a transition region between the head and the threaded shank of the screw anchor, only comes into contact with a distal end of the clevis a little later. In this way, the angulation can be further increased.
In weiterer Ausbildung dieses Gedankens, wird vorgeschlagen, dass das Spannelement selbst exzentrisch zu der zweiten axialen Längsrichtung des Gabelkopfs im Gabelkopf angeordnet ist. Durch diese weitere Maßnahme kann dann erreicht werden, dass der Schraubanker trotz der exzentrischen Ausbildung und Anordnung des Aufnahmeraums relativ zu dem Spannelement im Wesentlichen konzentrisch oder fluchtend zur axialen Längsrichtung des Gabelkopfs ausrichtbar ist. Insbesondere können sich in einer bestimmten Orientierung die beiden Exzentrizitäten exakt aufheben.In a further development of this idea, it is proposed that the clamping element itself be arranged eccentrically to the second axial longitudinal direction of the fork head in the fork head. By this further measure can then be achieved that the screw anchor in spite of the eccentric design and arrangement of the receiving space relative to the clamping element is substantially concentric or aligned with the axial longitudinal direction of the fork head aligned. In particular, in a certain orientation, the two eccentricities can cancel each other exactly.
Es wird hierfür weiter vorgeschlagen, dass die Exzentrizität der Anordnung des Aufnahmeraums zu einem Zentrum des Spannelements und die Exzentrizität der Anordnung des Spannelements zu der zweiten axialen Längsrichtung des Gabelkopfs im Wesentlichen gleich groß sind und sich insbesondere um höchstens 10 %, insbesondere um höchstens 5 % unterscheiden, so dass in einer azimutalen Drehstellung von Gabelkopf, Spannelement und Schraubanker und bei axialer Ausrichtung des Gewindeschafts die erste und die zweite axiale Längsrichtung miteinander fluchten.It is further proposed for this purpose that the eccentricity of the arrangement of the receiving space to a center of the clamping element and the eccentricity of the arrangement of the clamping element to the second axial longitudinal direction of the clevis are substantially equal and in particular by at most 10%, in particular by at most 5% differ, so that in an azimuthal rotational position of clevis, clamping element and screw anchor and in axial alignment of the threaded shaft, the first and the second axial longitudinal direction are aligned.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird vorgeschlagen, dass das Spannelement in distaler Richtung durch die Durchgangsöffnung des Gabelkopfs über das distale Ende des Gabelkopfs vorsteht. Durch diese weitere Maßnahme lässt sich ein Mittelpunkt des Kopfs des Schraubankers weiter in distale Richtung bezüglich des Gabelkopfs verlagern. Auch dies unterstützt eine Vergrößerung der Angulation, da der Schraubankers hierdurch wiederum etwas später gegen ein distales Ende des Gabelkopfs anschlägt.According to a further inventive idea, it is proposed that the tensioning element project in the distal direction through the passage opening of the fork head over the distal end of the fork head. By this further measure, a center of the head of the screw anchor can be further displaced in the distal direction with respect to the clevis. This also supports an increase in the angulation, as the screw anchor thereby again strikes against a distal end of the clevis a little later.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Polyaxialschraube wird vorgeschlagen, dass zur Drehung des Spannelements bezüglich des Gabelkopfs das Spannelement eine Instrumentenansetzstelle aufweist. Hierdurch lässt sich das Spannelement in einer gewünschten Drehstellung bezüglich des Gabelkopfs anordnen.In a preferred embodiment of the polyaxial screw is proposed that for rotation of the clamping element with respect to the clevis, the clamping element has a Instrumentensetzstelle. As a result, the clamping element can be arranged in a desired rotational position with respect to the clevis.
In weiterer Ausbildung dieses Gedankens erweist es sich als vorteilhaft, wenn zur Drehung des Spannelements bezüglich des Gabelkopfs das Spannelement in der Umfangsrichtung zusammendrückbar ist. Hierdurch wird der Außenumfang oder der Durchmesser reduziert, und das Spannelement lässt sich leichter um die axiale Längsrichtung drehen und bezüglich des Gabelkopfs ausrichten.In a further development of this idea, it proves to be advantageous if, for rotation of the clamping element with respect to the fork head, the clamping element is compressible in the circumferential direction. As a result, the outer circumference or the diameter is reduced, and the clamping element is easier to rotate about the axial longitudinal direction and align with respect to the clevis.
Weiter wird vorgeschlagen, das Spannelement so auszubilden, dass es auf seiner proximalen Seite zwei einander benachbarte Vorsprünge oder Vertiefungen aufweist, welche als Instrumentenansetzstelle dienen. In Weiterbildung dieses Gedankens erweist sich als vorteilhaft, dass die beiden Vorsprünge oder Vertiefungen durch einen Schlitz voneinander getrennt sind, der vorzugsweise durch einen gesamten Wandabschnitt des Spannelements durchgeht. Vorzugsweise schließt die Schlitzebene die axiale Längsrichtung des Gabelkopfs ein. Auch wenn die Schlitzebene schräg ausgebildet ist, so umfasst sie wenigstens eine in der axialen Längsrichtung verlaufende Komponente.It is also proposed to design the clamping element in such a way that it has on its proximal side two adjacent projections or recesses which serve as an instrument placement site. In a further development of this idea proves to be advantageous in that the two projections or depressions are separated by a slot, which preferably passes through an entire wall portion of the clamping element. Preferably, the slot plane includes the axial longitudinal direction of the clevis. Even if the slot plane is formed obliquely, then it comprises at least one component extending in the axial longitudinal direction.
Es erweist sich weiter als vorteilhaft, wenn wenigstens ein Schlitz des Spannelements durch einen gesamten Wandabschnitt des Spannelements durchgeht.It also proves to be advantageous if at least one slot of the clamping element passes through an entire wall section of the clamping element.
Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn der wenigstens eine Schlitz im Bereich der Ausnehmung des Spannelements mündet oder austritt. An dieser Stelle wäre aufgrund der den Aufnahmeraum für den Kopf des Schraubankers erweiternden Ausnehmung ohnehin nur einen verkürzter Schlitz möglich, der nur einen geringen Federweg mit sich bringen würde.Furthermore, it proves to be advantageous if the at least one slot opens or leaves in the region of the recess of the clamping element. At this point, due to the receiving space for the head of the screw anchor expanding recess anyway only a shortened slot would be possible, which would bring only a small amount of travel with it.
Um eine Lagestabilisierung des in das Spannelement eingefügten Schraubankers zu erreichen, schon bevor die Komponenten in ihre finale Klemmlage zueinander gebracht werden, erweist es sich als vorteilhaft, wenn ein Durchmesser des Kopfs des Schraubankers größer ausgebildet ist als ein Innendurchmesser des von dem Spannelement begrenzten Aufnahmeraums für den Kopf, und zwar insbesondere um höchstens 5 %, insbesondere um höchstens 3 % und weiter insbesondere um wenigstens 1 % größer gewählt ist als der Innendurchmesser des Aufnahmeraums. In order to achieve a position stabilization of the inserted into the clamping element Schraubankers, even before the components are brought into their final clamping position to each other, it proves to be advantageous if a diameter of the head of the screw is designed to be larger than an inner diameter of the clamping element bounded receiving space for the head, and in particular selected by at most 5%, in particular by at most 3% and more particularly by at least 1% greater than the inner diameter of the receiving space.
Es erweist sich weiter als vorteilhaft, wenn innerhalb des Gabelkopfs zwischen dem Spannelement und dem Korrekturelement ein Druckstück angeordnet ist, das einerseits auf dem Spannelement aufsitzt und andererseits durch das Korrekturelement belastbar ist. Hierzu wird weiter vorgeschlagen, dass das Druckstück in einer bestimmungsgemäßen Montageposition innerhalb des Gabelkopfs fixierbar ist, so dass eine durch das Druckstück ausgeübte und in distaler Richtung auf das Spannelement wirkende Kraft ein Aufspreizen des Spannelements verhindert, sodass der darin eingesetzte Kopf des Schraubankers verliersicher in der Ausnehmung des Spannelements aufgenommen ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass der Kopf des Schraubankers unbeabsichtigt aus dem Gabelkopf herausrutscht, bevor die Komponenten in ihre finale Klemmstellung gegeneinander gebracht sind. It also proves to be advantageous if, within the fork head between the clamping element and the correction element, a pressure piece is arranged, which rests on the one hand on the clamping element and on the other hand by the correction element can be loaded. For this purpose, it is further proposed that the pressure piece in a proper mounting position within the clevis is fixable, so that a force exerted by the pressure piece and acting in the distal direction of the clamping force prevents spreading of the clamping element, so that the inserted therein head of the screw anchor captive in the Recess of the clamping element is added. In this way it can be prevented that the head of the screw anchor inadvertently slips out of the clevis before the components are brought into their final clamping position against each other.
Dies lässt sich vorzugsweise dadurch erreichen, dass das Druckstück in der bestimmungsgemäßen Montageposition innerhalb des Gabelkopfs durch eine Verformung des Gabelkopfs verstemmt wird und dadurch vorfixiert ist.This can preferably be achieved in that the pressure piece is caulked in the intended mounting position within the clevis by a deformation of the clevis and is thereby prefixed.
Zu dieser Vorfixierung des Spannelements in der Durchgangsöffnung des Gabelkopfs erweist es sich als vorteilhaft, wenn die in der zweiten axialen Längsrichtung erstreckte Durchgangsöffnung des Gabelkopfs in dem distal gelegenen Bereich zur Aufnahme des Schraubankers sich in distaler Richtung konisch verjüngend ausgebildet ist und das Spannelement unmittelbar aufnimmt.For this prefixing of the clamping element in the through-opening of the fork head, it proves to be advantageous if the through-opening of the fork head extended in the second axial longitudinal direction in the distal region for receiving the screw anchor is tapered conically in the distal direction and receives the clamping element directly.
Wie bereits vorstehend erwähnt erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Spannelement von unten, also in proximaler Richtung des Gabelkopfs durch die Durchgangsöffnung des Gabelkopfs einsetzbar ist, wenn es in der Umfangsrichtung zusammengedrückt wird, und dass im eingesetzten Zustand des Spannelements in den Gabelkopf der Kopf des Schraubankers von unten, also in proximaler Richtung des Gabelkopfs, in den Gabelkopf und in das darin aufgenommene Spannelement einsetzbar ist.As already mentioned above, it proves to be advantageous if the clamping element from below, so in the proximal direction of the fork head through the through hole of the fork head is used when it is compressed in the circumferential direction, and that in the inserted state of the clamping element in the clevis of the head the Schraubankers from below, so in the proximal direction of the clevis, in the clevis and in the clamping element received therein is used.
Des Weiteren wird Schutz beansprucht für ein Verfahren zum Montieren einer Polyaxialschraube mit den Merkmalen des Anspruchs 20.Furthermore, protection is claimed for a method for mounting a polyaxial screw having the features of
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polyaxialschraube. In der Zeichnung zeigt:
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1a-c zwei Seitenansichten und eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Polyaxialschraube; -
2a-d eine explosionsartige Ansicht der Komponenten der Polyaxialschraube nach1 und drei Längsschnittansichten; -
3a-g verschiedene Ansichten eines Spannelements der Polyaxialschraube nach1 und2 ; -
4a-c Darstellungen zur Verdeutlichung der Montage der Komponenten.
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1a-c two side views and a longitudinal sectional view of a polyaxial screw according to the invention; -
2a-d an exploded view of the components of the polyaxial screw after1 and three longitudinal sectional views; -
3a-g different views of a clamping element of the polyaxial screw after1 and2 ; -
4a-c Illustrations to illustrate the assembly of the components.
Die
Hierfür ist weiter ein von dem Gabelkopf
Der Gabelkopf
Die erfindungsgemäße Polyaxialschraube
Der vorstehend erwähnte Aufnahmeraum
Hierdurch wird ein Freiraum geschaffen, in den der Schraubanker einschwenken kann, so wie dies in
Wie man den Figuren weiter entnimmt ist der Aufnahmeraum
Wie man aus den
Die Montage der Komponenten wird anhand der
Es wird schließlich nochmals auf
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |