DE102020133356A1 - Bone dowel and method of making same - Google Patents

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Hans Jürgen Maier
Thomas Hassel
David Zaremba
Christian Biskup
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Abstract

Knochendübel zur Befestigung eines körpereigenen oder körperfremden Gegenstands an einer Knochenstruktur eines Lebewesens, wobei der Knochendübel überwiegend oder vollständig aus einem kortikalen Knochenmaterial eines Lebewesens gebildet ist.Bone dowel for attaching an endogenous or exogenous object to a bone structure of a living being, the bone dowel being formed predominantly or entirely from a cortical bone material of a living being.

Description

Die Erfindung betrifft einen Knochendübel zur Befestigung eines körpereigenen oder körperfremden Gegenstands an einer Knochenstruktur eines Lebewesens. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Knochendübels.The invention relates to a bone dowel for fastening an endogenous or exogenous object to a bone structure of a living being. The invention also relates to a method for producing such a bone dowel.

In der Orthopädie und der Unfallchirurgie werden beispielsweise Metallplatten und Schrauben zur operativen Fixation von Gegenständen verwendet. Es gibt auch Vorschläge für bioresorbierbare Schrauben, beispielsweise aus Magnesium. Die bei der Bioresorption entstehenden Produkte können im Körper negative Auswirkungen haben. Mittlerweile sind auch Knochentransplantatschrauben im Einsatz, die aus einem Knochenmaterial eines Lebewesens bestehen. Hiermit wird eine optimale Biokompatibilität erreicht. Die mechanische Haltbarkeit solcher Knochentransplantatschrauben ist geringer als bei Metallschrauben. Zudem müssen im Knochen des Patienten zunächst Gewindegänge an der Stelle, an der die Knochentransplantatschraube befestigt werden soll, eingebracht werden. Hierdurch wird der Knochen des Patienten zusätzlich belastet. Die Fertigung eines Innengewindes im Knochen kann auch die Rissbildungsneigung im Knochen erhöhen.In orthopedics and accident surgery, for example, metal plates and screws are used for the surgical fixation of objects. There are also proposals for bioresorbable screws, for example made of magnesium. The products formed during bioresorption can have negative effects on the body. Bone transplant screws made from bone material from a living being are now also being used. This achieves optimal biocompatibility. The mechanical durability of such bone graft screws is lower than that of metal screws. In addition, threads must first be introduced into the patient's bone at the point at which the bone graft screw is to be fastened. This places additional stress on the patient's bones. The production of an internal thread in the bone can also increase the tendency for the bone to crack.

Von der Firma Tutogen Medical GmbH sind beispielsweise Produkte aus Knochenmaterial bekannt, wie zum Beispiel eine Tutofix® Interferenzschraube.For example, products made of bone material are known from the company Tutogen Medical GmbH, such as a Tutofix® interference screw.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, verbesserte Möglichkeiten zur Befestigung eines Gegenstands an einem Knochen eines Lebewesens anzugeben.The invention is based on the object of specifying improved options for attaching an object to a bone of a living being.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Knochendübel zur Befestigung eines körpereigenen oder körperfremden Gegenstands an einer Knochenstruktur eines Lebewesens, wobei der Knochendübel überwiegend oder vollständig aus einem kortikalen Knochenmaterial eines Lebewesens gebildet ist. Erfindungsgemäß wird somit ein Befestigungssystem zu Befestigung des Gegenstands an der Knochenstruktur des Lebewesens vorgeschlagen, das als Dübel ausgebildet ist. Ein Dübel kann bekanntlich direkt in eine Bohrung eingesteckt werden, ohne dass darin Gewindegänge erforderlich sind. Auf diese Weise kann die Belastung des Patienten minimiert werden, da lediglich an dessen Knochenstruktur eine Bohrung anzubringen ist, aber nicht zusätzlich ein Gewinde eingeschnitten werden muss.This object is achieved by a bone dowel for fastening an endogenous or exogenous object to a bone structure of a living being, the bone dowel being formed predominantly or completely from a cortical bone material of a living being. According to the invention, a fastening system for fastening the object to the bone structure of the living being is thus proposed, which is designed as a dowel. As is known, a dowel can be inserted directly into a bore without threads being required therein. In this way, the burden on the patient can be minimized, since only a hole has to be drilled into the patient's bone structure, but no additional thread has to be cut.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die mechanischen Belastungen der Knochenstruktur beim Einsetzen des Knochendübels im Vergleich zu einer Schraube erheblich geringer ausfallen, insbesondere in einer Richtung quer zur Längserstreckungsrichtung, in der Knochenstrukturen aufgrund ihres Aufbaus besonders empfindlich sind.A further advantage of the invention is that the mechanical stresses on the bone structure when inserting the bone dowel are significantly lower compared to a screw, particularly in a direction transverse to the direction of longitudinal extension, in which bone structures are particularly sensitive due to their construction.

Der Knochendübel eignet sich zum Beispiel zur Befestigung eines körpereigenen Gegenstands an der Knochenstruktur desselben Lebewesens, beispielsweise zur Befestigung einer Sehne an der Knochenstruktur. Es ist ebenfalls möglich, mittels des Knochendübels einen körperfremden Gegenstand an der Knochenstruktur zu befestigen, zum Beispiel eine Platte.The bone dowel is suitable, for example, for attaching an endogenous object to the bone structure of the same living being, for example for attaching a tendon to the bone structure. It is also possible to use the bone dowel to attach a foreign object to the bone structure, for example a plate.

Vorteilhafter Weise ist der Knochendübel überwiegend oder vollständig aus einem kortikalen Knochenmaterial eines Lebewesens gebildet. Kortikales Knochenmaterial ist relativ stabil und hat eine hohe Druckfestigkeit. Daher eignet sich solches Knochenmaterial besonders für die Befestigung von Gegenständen. Das kortikale Knochenmaterial kann ein körpereigenes Knochenmaterial des Lebewesens sein, an dem der Knochendübel einzusetzen ist. Das kortikale Knochenmaterial kann auch ein Spendermaterial sein, d.h. von einem anderen Lebewesen. Im Falle von Spendermaterial kann dieses sterilisiert werden, um eine Abstoßungsreaktion im Körper des Lebewesens zu vermeiden. Die Sterilisation kann zum Beispiel durch ein Peroxyessigsäure-Ethanol- Verfahren erfolgen.The bone dowel is advantageously formed predominantly or completely from a cortical bone material of a living being. Cortical bone material is relatively stable and has a high compressive strength. Therefore, such bone material is particularly suitable for attaching objects. The cortical bone material can be endogenous bone material of the living being on which the bone dowel is to be inserted. The cortical bone material can also be donor material, i.e. from another living being. In the case of donor material, it can be sterilized to avoid rejection in the living being's body. Sterilization can be done, for example, by a peroxyacetic acid-ethanol process.

Der Knochendübel kann als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet sein.The bone dowel can be designed as a rotationally symmetrical body.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Knochendübel aus einem drucksteifen Material gebildet ist, das eine Druckfestigkeit von wenigstens 20 N/mm2 aufweist, insbesondere wenigstens 50 N/mm2. Dies hat den Vorteil, dass der Knochendübel in vielen Anwendungen einsetzbar ist und eine ausreichende Stabilität für die Befestigung diverser Arten von Gegenständen an der Knochenstruktur des Lebewesens hat.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the bone dowel is formed from a pressure-resistant material that has a compressive strength of at least 20 N/mm 2 , in particular at least 50 N/mm 2 . This has the advantage that the bone dowel can be used in many applications and has sufficient stability for fastening various types of objects to the bone structure of the living being.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Knochendübel zumindest am Außenumfang mittels eines subtraktiven und/oder additiven Fertigungsverfahrens bearbeitet ist. Dementsprechend ist der Knochendübel nach seiner erstmaligen Bereitstellung noch zumindest am Außenumfang mittels eines solchen Fertigungsverfahrens bearbeitet worden. Mittels des Fertigungsverfahrens kann die äußere Formgebung des Knochendübels in der gewünschten Weise angepasst werden, beispielsweise mit einer bestimmten Strukturierung. Als subtraktives Fertigungsverfahren kann beispielsweise ein spannendes Fertigungsverfahren eingesetzt werden, wobei es vorteilhaft ist, ein Fertigungsverfahren einzusetzen, bei dem insbesondere bei lebendem Knochengewebe kein zu hoher Wärmeeintrag erzeugt wird. Beispielsweise kann die Bearbeitung des Knochendübels durch ein Wasserstrahlschneidverfahren durchgeführt werden.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the bone dowel is processed at least on the outer circumference by means of a subtractive and/or additive manufacturing process. Accordingly, the bone dowel has still been processed at least on the outer circumference by means of such a manufacturing method after it has been made available for the first time. The outer shape of the bone dowel can be adjusted in the desired manner by means of the manufacturing process, for example with a specific structuring. As a subtractive manufacturing process, for example, an exciting manufacturing process can be used, it being advantageous to use a manufacturing process in which in particular of which no excessive heat input is generated in the case of living bone tissue. For example, the bone dowel can be processed by a water jet cutting process.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Knochendübel am Außenumfang verteilt eine oder mehrere radial abragende Haltestrukturen aufweist. Dies hat den Vorteil, dass der Knochendübel in der Knochenstruktur des Lebewesens besonders sicher verankert werden kann, auch ohne ein Gewinde. Eine Haltestruktur kann zum Beispiel eine im Querschnitt keilförmige Geometrie haben, zum Beispiel ähnlich einem Widerhaken.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the bone dowel has one or more radially protruding holding structures distributed on the outer circumference. This has the advantage that the bone dowel can be anchored particularly securely in the bone structure of the living being, even without a thread. For example, a retaining structure may have a wedge-shaped geometry in cross-section, for example similar to a barb.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine, mehrere oder alle Haltestrukturen als umfangsseitig vollständig umlaufende Strukturen ausgebildet sind. Eine solche Haltestruktur kann zum Beispiel ringförmig ausgebildet sein, die einen Grundkörper des Knochendübels um seine Längsachse herum umgibt.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that one, several or all holding structures are designed as structures that run completely around the circumference. Such a holding structure can, for example, be ring-shaped, which surrounds a main body of the bone dowel around its longitudinal axis.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine, mehrere oder alle Haltestrukturen in einem Längsschnitt durch den Knochendübel unsymmetrisch ausgebildet sind. Auf diese Weise kann eine sichere Fixierung des Knochendübels in einer Bohrung der Knochenstruktur erfolgen. Insbesondere kann vermieden werden, dass der Knochendübel aus der Bohrung wieder herausrutscht. Der Knochendübel kann zum Beispiel eine frontseitige Stirnseite aufweisen, mit der er in die Bohrung eingesetzt wird. Bei in die Bohrung eingesetztem Knochendübel kann dann noch eine der frontseitigen Stirnseite abgewandte rückseitige Stirnseite sichtbar sein. Eine Haltestruktur kann im Längsschnitt dann beispielsweise keilförmig sein, wobei die Keilspitze in Richtung der frontseitigen Stirnseite des Knochendübels zeigt.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that one, several or all holding structures are designed asymmetrically in a longitudinal section through the bone dowel. In this way, the bone dowel can be securely fixed in a bore in the bone structure. In particular, it can be avoided that the bone dowel slips out of the bore again. The bone dowel can, for example, have a front face with which it is inserted into the bore. When the bone dowel is inserted into the bore, a rear end face that faces away from the front end face can then still be visible. A holding structure can then be wedge-shaped, for example, in longitudinal section, with the wedge tip pointing in the direction of the front face of the bone dowel.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Knochendübel einen Grundkörper aufweist, der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei eine, mehrere oder alle Haltestrukturen um ein Maß von dem Grundkörper in radialer Richtung abragen, das wenigstens 5% des Durchmessers des Grundkörpers beträgt. Die Haltestrukturen sind auf diese Weise größer als eine einfache Oberflächenrauigkeit an der Außenoberfläche des Knochendübels. Die Haltestrukturen können auch um ein Maß von dem Grundkörper in radialer Richtung abragen, das wenigstens 10 % oder wenigstens 15 % oder wenigstens 20 % des Durchmessers des Grundkörpers beträgt.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the bone dowel has a base body that is essentially cylindrical, with one, several or all holding structures protruding from the base body in the radial direction by an amount that is at least 5% of the diameter of the base body . The support structures are thus larger than a simple surface roughness on the outer surface of the bone dowel. The holding structures can also protrude from the base body in the radial direction by an amount that is at least 10% or at least 15% or at least 20% of the diameter of the base body.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Knochendübel als Spreizdübel ausgebildet ist. Durch eine solche Spreizfunktion des Knochendübels kann dieser besonders fest in einer Bohrung der Knochenstruktur des Lebewesens verankert werden. Ein solcher Spreizdübel kann zumindest bereichsweise in radialer Richtung aufgespreizt werden, um eine besonders sichere Fixierung in einer Bohrung zu gewährleisten.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the bone dowel is designed as an expansion dowel. Such a spreading function of the bone dowel allows it to be particularly firmly anchored in a bore in the bone structure of the living being. Such an expansion dowel can be expanded at least in some areas in the radial direction in order to ensure a particularly secure fixation in a bore.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Knochendübel einen inneren Hohlraum zur Aufnahme eines Spreizelements aufweist. Durch das Einsetzen des Spreizelements in den inneren Hohlraum kann der Knochendübel somit aufgespreizt werden, um ihn sicher in der Bohrung zu verankern. Das Spreizelement kann zum Beispiel eine Schraube, insbesondere eine Madenschraube, oder ein Keil sein. Der innere Hohlraum kann sich beispielsweise von einer Stirnseite des Knochendübels in Längsrichtung in Richtung einer gegenüberliegenden Stirnseite erstrecken. Die Länge des inneren Hohlraums in Längsrichtung des Knochendübels kann zum Beispiel wenigstens 40 % oder wenigstens 50 % oder wenigstens 60 % oder wenigstens 70 % aber wenigstens 80 % der Länge des Knochendübels betragen.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the bone dowel has an inner cavity for receiving an expansion element. By inserting the expansion element into the inner cavity, the bone dowel can thus be expanded in order to securely anchor it in the bore. The expansion element can, for example, be a screw, in particular a grub screw, or a wedge. The internal cavity can extend, for example, from one end face of the bone dowel in the longitudinal direction towards an opposite end face. The length of the inner cavity in the longitudinal direction of the bone dowel can be, for example, at least 40% or at least 50% or at least 60% or at least 70% but at least 80% of the length of the bone dowel.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Abschnitt des inneren Hohlraums sich quer durch den Knochendübel vollständig hindurch erstreckt. Auf diese Weise wird der Knochendübel durch den inneren Hohlraum in mehrere Lamellen aufgeteilt, die sich leicht aufspreizen lassen.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one section of the inner cavity extends completely through the bone dowel. In this way, the bone dowel is divided into several lamellae by the inner cavity, which can be easily spread open.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Abschnitt des inneren Hohlraums als schlitzförmiger Hohlraum ausgebildet ist, der einen Einfachschlitz oder mehrere Schlitze aufweist, insbesondere mehrere sich kreuzende Schlitze und/oder mehrere sternförmig angeordnete Schlitze. Dies erlaubt vielfache Anpassungsmöglichkeiten des Knochendübels an die jeweilige Befestigungsaufgabe. Ein solcher schlitzförmiger Hohlraum kann sich insbesondere vollständig quer durch den Knochendübel hindurch erstrecken.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one section of the inner cavity is designed as a slot-shaped cavity having a single slot or multiple slots, in particular multiple intersecting slots and/or multiple slots arranged in a star shape. This allows multiple options for adapting the bone dowel to the respective fastening task. Such a slit-shaped cavity can in particular extend completely transversely through the bone dowel.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich ein erster innerer Hohlraum von einer ersten Stirnseite des Knochendübels in Richtung einer zweiten Stirnseite des Knochendübels erstreckt und sich ein zweiter innerer Hohlraum von einer zweiten Stirnseite des Knochendübels in Richtung der ersten Stirnseite des Knochendübels erstreckt. Dies hat den Vorteil, dass von zwei Stirnseiten des Knochendübels her jeweils ein Spreizelement eingesetzt werden kann. Dies erlaubt eine besonders sichere Fixierung des Knochendübels in der Bohrung. Dabei kann die zweite Stirnseite die der ersten Stirnseite abgewandte Stirnseite des Knochendübels sein. Der erste innere Hohlraum und der zweite innere Hohlraum laufen somit in Längsrichtung des Knochendübels aufeinander zu. Dabei kann der erste Hohlraum auf den zweiten Hohlraum treffen, so dass sich ein innerer offener Bereich des Knochendübels ergibt, in dem der erste Hohlraum in den zweiten Hohlraum übergeht. Die erste und der zweite Hohlraum können auch ohne einen solchen Übergangsbereich ausgebildet sein, d.h. nicht aufeinander treffen.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that a first inner cavity extends from a first face of the bone dowel in the direction of a second face of the bone dowel and a second inner cavity extends from a second face of the bone dowel in the direction of the first face of the bone dowel. This has the advantage that an expansion element can be inserted from two end faces of the bone dowel. This allows a particularly secure fixation of the bone dowel in the bore. In this case, the second end face be the end face of the bone dowel facing away from the first end face. The first inner cavity and the second inner cavity thus converge in the longitudinal direction of the bone dowel. The first cavity can meet the second cavity, resulting in an inner open area of the bone dowel, in which the first cavity merges into the second cavity. The first and the second cavity can also be formed without such a transition region, ie they cannot meet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Knochendübel einen Grundkörper aufweist, der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei der innere Hohlraum eine maximale Abmessung von Durchmesser oder Breite aufweist, die kleiner als 40% des Durchmessers oder der Breite des Grundkörpers ist. Die genannte maximale Abmessung erstreckt sich somit senkrecht zur Längsrichtung des Knochendübels. Die maximale Abmessung kann auch kleiner als 30 % oder 20 % oder 15 % des Durchmessers des Grundkörpers sein.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the bone dowel has a base body that is essentially cylindrical, with the inner cavity having a maximum diameter or width that is less than 40% of the diameter or width of the base body. Said maximum dimension thus extends perpendicularly to the longitudinal direction of the bone dowel. The maximum dimension can also be less than 30% or 20% or 15% of the diameter of the base body.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Knochendübels der zuvor erläuterten Art, wobei ein Ausgangskörper aus einem kortikalen Knochenmaterial eines Lebewesens bereitgestellt wird und in zumindest einem Bearbeitungsschritt von dem Ausgangskörper Material abgetragen wird, insbesondere durch Wasserstrahlschneiden. Dies erlaubt eine besonders effiziente Herstellung des Knochendübels. Die Herstellung des Knochendübels kann auch maßgefertigt für den jeweiligen Patienten kurz vor dem Einsatzfall durchgeführt werden, beispielsweise in einem Krankenhaus.The object mentioned at the outset is also achieved by a method for producing a bone dowel of the type explained above, wherein a starting body is provided from a cortical bone material of a living being and material is removed from the starting body in at least one processing step, in particular by water jet cutting. This allows a particularly efficient manufacture of the bone dowel. The bone dowel can also be custom-made for the respective patient shortly before use, for example in a hospital.

Hierbei kann grundsätzlich jede Art von Wasserstrahlschneiden eingesetzt werden, sowohl mit als auch ohne Abrasiv. Es kann wahlweise das Injektions-Wasserstrahlschneiden oder das Suspensions-Wasserstrahlschneiden eingesetzt werden, auch in Kombination miteinander bei der Herstellung desselben Knochendübels.In principle, any type of water jet cutting can be used, both with and without abrasive. Either injection water jet cutting or suspension water jet cutting can be used, also in combination with each other in the production of the same bone dowel.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Bearbeitungsschritt unter sterilen Bedingungen durchgeführt wird. Dementsprechend kann der Knochendübel bereits als steriles Produkt bereitgestellt werden, beispielsweise in einer sterilen Verpackung.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the at least one processing step is carried out under sterile conditions. Accordingly, the bone dowel can already be provided as a sterile product, for example in sterile packaging.

Das Einsetzen des Knochendübels an einem Patienten kann wie folgt erfolgen. Es wird zunächst an der Knochenstruktur, in der der Knochendübel angebracht werden soll, eine Bohrung angebracht, die z.B. eine Spielpassung mit dem einzusetzenden Knochendübel bildet. Es wird dann der Knochendübel zusammen mit dem zu befestigenden Gegenstand an der Knochenstruktur angebracht, gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Befestigungselement, zum Beispiel einem Spreizelement wie einem Spreizkeil oder einer Schraube.The insertion of the bone dowel on a patient can be done as follows. First, a hole is made in the bone structure in which the bone dowel is to be attached, which e.g. forms a loose fit with the bone dowel to be used. The bone dowel is then attached to the bone structure together with the object to be fastened, optionally with an additional fastening element, for example an expanding element such as an expanding wedge or a screw.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter dem unbestimmten Begriff „ein“ kein Zahlwort zu verstehen. Wenn also z.B. von einem Bauteil die Rede ist, so ist dies im Sinne von „mindestens einem Bauteil“ zu interpretieren. Soweit Winkelangaben in Grad gemacht werden, beziehen sich diese auf ein Kreismaß von 360 Grad (360°).For the purposes of the present invention, the indefinite term “a” is not to be understood as a numeral. If, for example, a component is mentioned, this is to be interpreted in the sense of "at least one component". If angles are specified in degrees, these refer to a circular measurement of 360 degrees (360°).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments using drawings.

Es zeigen

  • 1 bis 2 eine erste Ausführungsform eines Knochendübels und
  • 3 bis 4 eine zweite Ausführungsform eines Knochendübels und
  • 5 bis 6 eine dritte Ausführungsform eines Knochendübels und
  • 7 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Knochendübels.
Show it
  • 1 until 2 a first embodiment of a bone dowel and
  • 3 until 4 a second embodiment of a bone dowel and
  • 5 until 6 a third embodiment of a bone dowel and
  • 7 Figure 12 is a cross-sectional view of another embodiment of a bone dowel.

Die 1 bis 6 zeigen jeweils unterschiedliche perspektivische Ansichten des Knochendübels.the 1 until 6 each show different perspective views of the bone dowel.

Die 1 und 2 zeigen einen Knochendübel 1, der einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 2 aufweist, von dem mehrere in Längsrichtung L hintereinander angeordnete, jeweils ringförmig umlaufende Haltestrukturen 3 in radialer Richtung abragen. Der Knochendübel 1 weist eine erste Stirnseite 4 auf, die auch als frontseitige Stirnseite bezeichnet werden kann, und eine davon abgewandte zweite Stirnseite 5, die auch als rückseitige Stirnseite bezeichnet werden kann. Der Knochendübei 1 ist dazu eingerichtet, mit der ersten Stirnseite 4 voran in eine Bohrung in einer Knochenstruktur eines Lebewesens eingesetzt zu werden. Die Haltestrukturen 3 sind dabei derart ausgebildet, dass sie in Einsetzrichtung, das heißt in Richtung zur ersten Stirnseite 4, eine geringere Steigung aufweisen als in der entgegengesetzten Richtung. Hierdurch wird eine gute Haltbarkeit des Knochendübels 1 in der Bohrung gewährleistet.the 1 and 2 show a bone dowel 1, which has an essentially cylindrical base body 2, from which several holding structures 3, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction L and each have a ring shape, protrude in the radial direction. The bone dowel 1 has a first face 4, which can also be referred to as the front face, and a second face 5 facing away therefrom, which can also be referred to as the rear face. The bone plug 1 is set up to be inserted into a bore in a bone structure of a living being with the first end face 4 in front. The holding structures 3 are designed in such a way that they have a smaller incline in the direction of insertion, that is to say in the direction of the first end face 4, than in the opposite direction. This ensures good durability of the bone dowel 1 in the bore.

Die in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsform des Knochendübels 1 hat einen massiven Grundkörper 2, das heißt der Grundkörper 2 weist in diesem Fall keinen inneren Hohlraum auf. Dementsprechend ist der Knochendübel 1 auch nicht als Spreizdübel ausgebildet. Die beispielhaft dargestellten vier Haltestrukturen 3 sind nur als eine mögliche Ausführungsform zu verstehen, je nach Anwendungsfall können auch mehr oder weniger Haltestrukturen 3 vorhanden sein. Die Haltestrukturen 3 können auch andere Profilformen aufweisen, insbesondere abgerundete Konturen.The in the 1 and 2 The illustrated embodiment of the bone dowel 1 has a solid base body 2, ie the base body 2 has no inner cavity in this case. Accordingly, the bone dowel 1 is also not designed as an expansion dowel. The example The four holding structures 3 illustrated are only to be understood as one possible embodiment; depending on the application, more or fewer holding structures 3 can also be present. The holding structures 3 can also have other profile shapes, in particular rounded contours.

Die 3 bis 4 zeigen eine Ausführungsform eines Knochendübels 1, der als Spreizdübel ausgebildet ist. Beispielhaft ist dargestellt, dass ein erster innerer Hohlraum 7 vorhanden ist, der sich von der ersten Stirnseite 4 her in das Innere des Grundkörpers 2 hineinerstreckt. Zusätzlich ist ein zweiter innerer Hohlraum 6 vorhanden, der sich von der zweiten Stirnseite 5 her in das Innere des Grundkörpers 2 hineinerstreckt. In dieser dargestellten Ausführungsform sind sowohl der erste innere Hohlraum 7 als auch der zweite innere Hohlraum 6 als jeweiliger schlitzförmiger Hohlraum ausgebildet, der sich in Querrichtung vollständig durch den Grundkörper 2 und auch die Haltestrukturen 3 hindurcherstreckt. Der zweite innere Hohlraum 6 ist dabei mit einem Winkelversatz zum ersten inneren Hohlraum 7 angeordnet, beispielsweise um 90 Grad gedreht.the 3 until 4 show an embodiment of a bone dowel 1, which is designed as an expansion dowel. It is shown by way of example that a first inner cavity 7 is present, which extends from the first end face 4 into the interior of the base body 2 . In addition, there is a second inner cavity 6 which extends from the second end face 5 into the interior of the base body 2 . In this illustrated embodiment, both the first inner cavity 7 and the second inner cavity 6 are designed as a respective slit-shaped cavity which extends completely through the base body 2 and also the holding structures 3 in the transverse direction. The second inner cavity 6 is arranged with an angular offset to the first inner cavity 7, for example rotated by 90 degrees.

Sowohl der erste innere Hohlraum 7 als auch der zweite innere Hohlraum 6 weisen in diesem Fall eine Längserstreckung in Längsrichtung L des Knochendübels 1 auf, die mehr als die Hälfte der Länge des Knochendübels 1 beträgt. Die inneren Hohlräume 6, 7 treffen daher in einem bestimmten Bereich aufeinander und gehen ineinander über, sodass sich in diesem Bereich ein gemeinsamer Hohlraum ergibt.In this case, both the first inner cavity 7 and the second inner cavity 6 have a length in the longitudinal direction L of the bone dowel 1 which is more than half the length of the bone dowel 1 . The inner cavities 6, 7 therefore meet in a certain area and merge into one another, resulting in a common cavity in this area.

Die 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform eines Knochendübels 1, der ebenfalls als Spreizdübel ausgebildet ist. In diesem Fall ist außer dem zweiten inneren Hohlraum 6, der wie zuvor beschrieben ausgebildet sein kann, ein dritter innerer Hohlraum 8 vorhanden, der sich ebenfalls von der zweiten Stirnseite 5 her in den Grundkörper 2 hineinerstreckt. Der dritte innere Hohlraum 8 ist ebenfalls schlitzförmig ausgebildet. Der dritte innere Hohlraum 8 erstreckt sich in Querrichtung vollständig durch den Grundkörper 2 und auch die Haltestrukturen 3 hindurch. Der dritte innere Hohlraum 8 weist einen Winkelversatz zum zweiten inneren Hohlraum 6 auf, beispielsweise um 90 Grad. Auf diese Weise wird ein Knochendübel 1 mit einem Kreuzschlitz realisiert.the 5 and 6 show an embodiment of a bone dowel 1, which is also designed as an expansion dowel. In this case, in addition to the second inner cavity 6, which can be designed as described above, there is a third inner cavity 8 which also extends from the second end face 5 into the base body 2. The third inner cavity 8 is also designed in the form of a slit. The third inner cavity 8 extends in the transverse direction completely through the base body 2 and also the holding structures 3 . The third inner cavity 8 has an angular offset to the second inner cavity 6, for example by 90 degrees. In this way, a bone dowel 1 with a cross slot is realized.

Wie man sich vorstellen kann, können die inneren Hohlräume 6, 7, 8 auch anders ausgebildet sein, beispielsweise sternförmig angeordnet von nur einer Stirnseite her oder von beiden Stirnseiten her.As can be imagined, the inner cavities 6, 7, 8 can also be designed differently, for example arranged in a star shape from only one end face or from both end faces.

Das Aufspreizen der jeweiligen Spreizdübel gemäß den 3 bis 6 kann zum Beispiel dadurch erfolgen, das ein Spreizelement wie eine Schraube oder ein Spreizkeil in den jeweiligen inneren Hohlraum 6, 7, 8 eingeführt wird und hierdurch die jeweiligen schlitzförmigen Hohlräume etwas aufgeweitet werden.The spreading of the respective expansion anchor according to 3 until 6 This can be done, for example, by inserting an expanding element such as a screw or an expanding wedge into the respective inner cavity 6, 7, 8, thereby expanding the respective slot-shaped cavities somewhat.

Die 7 zeigt am Beispiel des Knochendübels 1 gemäß den 1 bis 2 eine Querschnittsansicht, in der weitere Merkmale anhand von Maßangaben verdeutlicht werden.the 7 shows the example of the bone dowel 1 according to 1 until 2 a cross-sectional view, in which further features are illustrated by means of dimensions.

Der Grundkörper 2 weist einen Durchmesser d auf, der auch als innerer Durchmesser des Knochendübels 1 bezeichnet werden kann. Die Haltestrukturen 3 ragen von diesem Grundkörper 2 beziehungsweise vom inneren Durchmesser d um ein bestimmtes Maß ab, sodass sie einen Außendurchmesser D ausbilden. Die jeweiligen Haltestrukturen 3 können beispielsweise um ein Maß D/2 vom Grundkörper 2 abragen, das wenigstens 5 % des Durchmessers d beträgt, oder wenigstens 10 % oder wenigstens 15 % oder wenigstens 20 %.The base body 2 has a diameter d, which can also be referred to as the inner diameter of the bone dowel 1 . The holding structures 3 protrude from this base body 2 or from the inner diameter d by a certain amount, so that they form an outer diameter D. The respective holding structures 3 can, for example, protrude from the base body 2 by a dimension D/2 which is at least 5% of the diameter d, or at least 10% or at least 15% or at least 20%.

In einer beispielhaften Realisierung kann der Außendurchmesser D beispielsweise 3 mm betragen. Der Abstand zwischen benachbarten Haltestrukturen 3 kann beispielsweise 1,5 mm betragen. Bei den dargestellten keilförmigen Formgebungen der Haltestrukturen 3 kann der Eingriffswinkel α beispielsweise im Bereich von 2 Grad bis 30 Grad liegen, der Flankenwinkel β beispielsweise im Bereich von 2 Grad bis 65 Grad.In an exemplary implementation, the outer diameter D can be 3 mm, for example. The distance between adjacent holding structures 3 can be 1.5 mm, for example. In the wedge-shaped shapes of the holding structures 3 shown, the pressure angle α can be in the range from 2 degrees to 30 degrees, for example, and the flank angle β can be in the range from 2 degrees to 65 degrees, for example.

Um den Knochendübel 1 z.B. mit einer Spielpassung in einer Bohrung der Knochenstruktur zu befestigen, kann die Bohrung beispielsweise mit einem Übermaß von 20 µm erzeugt werden, das heißt DBohrung = D + 20 µm.In order to fasten the bone dowel 1 eg with a loose fit in a hole in the bone structure, the hole can be produced with an oversize of 20 μm, ie D hole =D+20 μm.

Claims (15)

Knochendübel (1) zur Befestigung eines körpereigenen oder körperfremden Gegenstands an einer Knochenstruktur eines Lebewesens, wobei der Knochendübel (1) überwiegend oder vollständig aus einem kortikalen Knochenmaterial eines Lebewesens gebildet ist.Bone dowel (1) for fastening an endogenous or exogenous object to a bone structure of a living being, the bone dowel (1) being formed predominantly or completely from a cortical bone material of a living being. Knochendübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochendübel (1) aus einem drucksteifen Material gebildet ist, das eine Druckfestigkeit von wenigstens 20 N/mm2 aufweist.bone dowels claim 1 , characterized in that the bone dowel (1) is formed from a pressure-resistant material which has a compressive strength of at least 20 N/mm 2 . Knochendübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochendübel (1) zumindest am Außenumfang mittels eines subtraktiven und/oder additiven Fertigungsverfahrens bearbeitet ist.Bone dowel according to one of the preceding claims, characterized in that the bone dowel (1) is processed at least on the outer circumference by means of a subtractive and/or additive manufacturing process. Knochendübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochendübel (1) am Außenumfang verteilt eine oder mehrere radial abragende Haltestrukturen (3) aufweist.Bone dowel according to one of the preceding claims, characterized in that the bone dowel (1) has one or more radially protruding holding structures (3) distributed on the outer circumference. Knochendübel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder alle Haltestrukturen (3) als umfangsseitig vollständig umlaufende Strukturen ausgebildet sind.bone dowels claim 4 , characterized in that one, several or all holding structures (3) are designed as structures running completely around the circumference. Knochendübel nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder alle Haltestrukturen (3) in einem Längsschnitt durch den Knochendübel (1) unsymmetrisch ausgebildet sind.Bone dowel after one of Claims 4 until 5 , characterized in that one, several or all holding structures (3) are designed asymmetrically in a longitudinal section through the bone dowel (1). Knochendübel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochendübel (1) einen Grundkörper (2) aufweist, der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei eine, mehrere oder alle Haltestrukturen (3) um ein Maß (D/2) von dem Grundkörper (2) in radialer Richtung abragen, das wenigstens 5% des Durchmessers (d) des Grundkörpers (2) beträgt.Bone dowel after one of Claims 4 until 6 , characterized in that the bone dowel (1) has a base body (2) which is substantially cylindrical, wherein one, several or all holding structures (3) by a dimension (D / 2) from the base body (2) in the radial Protrude direction, which is at least 5% of the diameter (d) of the base body (2). Knochendübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochendübel (1) als Spreizdübel ausgebildet ist.Bone dowel according to one of the preceding claims, characterized in that the bone dowel (1) is designed as an expanding dowel. Knochendübel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochendübel (1) einen inneren Hohlraum (6, 7, 8) zur Aufnahme eines Spreizelements aufweist.bone dowels claim 8 , characterized in that the bone dowel (1) has an inner cavity (6, 7, 8) for receiving an expansion element. Knochendübel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt des inneren Hohlraums (6, 7, 8) sich quer durch den Knochendübel (1) vollständig hindurch erstreckt.bone dowels claim 9 , characterized in that at least a portion of the internal cavity (6, 7, 8) extends completely through the bone dowel (1). Knochendübel nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt des inneren Hohlraums (6, 7, 8) als schlitzförmiger Hohlraum ausgebildet ist, der einen Einfachschlitz oder mehrere Schlitze aufweist, insbesondere mehrere sich kreuzende Schlitze und/oder mehrere sternförmig angeordnete Schlitze.Bone dowel after one of claims 9 until 10 , characterized in that at least one section of the inner cavity (6, 7, 8) is designed as a slit-shaped cavity which has a single slit or a plurality of slits, in particular a plurality of intersecting slits and/or a plurality of slits arranged in a star shape. Knochendübel nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster innerer Hohlraum (7) von einer ersten Stirnseite (4) des Knochendübels (1) in Richtung einer zweiten Stirnseite (5) des Knochendübels (1) erstreckt und sich ein zweiter innerer Hohlraum (6) von einer zweiten Stirnseite (5) des Knochendübels (1) in Richtung der ersten Stirnseite (4) des Knochendübels (1) erstreckt.Bone dowel after one of claims 9 until 11 , characterized in that a first inner cavity (7) extends from a first face (4) of the bone dowel (1) in the direction of a second face (5) of the bone dowel (1) and a second inner cavity (6) from a second face (5) of the bone dowel (1) in the direction of the first face (4) of the bone dowel (1). Knochendübel nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Knochendübel (1) einen Grundkörper (2) aufweist, der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei der innere Hohlraum (6, 7, 8) eine maximale Abmessung von Durchmesser oder Breite aufweist, die kleiner als 40% des Durchmessers (d) oder der Breite des Grundkörpers (2) ist.Bone dowel after one of claims 9 until 12 , characterized in that the bone dowel (1) has a base body (2) which is essentially cylindrical, the inner cavity (6, 7, 8) having a maximum dimension of diameter or width which is less than 40% of the Diameter (d) or the width of the base body (2). Verfahren zur Herstellung eines Knochendübels (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangskörper aus einem kortikalen Knochenmaterial eines Lebewesens bereitgestellt wird und in zumindest einem Bearbeitungsschritt von dem Ausgangskörper Material abgetragen wird, insbesondere durch Wasserstrahlschneiden.Method for producing a bone dowel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a starting body is provided from a cortical bone material of a living being and material is removed from the starting body in at least one processing step, in particular by water jet cutting. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Bearbeitungsschritt unter sterilen Bedingungen durchgeführt wird.procedure after Claim 14 , characterized in that the at least one processing step is carried out under sterile conditions.
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