DE102020134632A1 - Surgical bone screw with a variable cross-sectional area through the use of a rotationally asymmetrical adjusting device - Google Patents

Surgical bone screw with a variable cross-sectional area through the use of a rotationally asymmetrical adjusting device Download PDF

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Isabell Hamann
Dennis Braun
Michael Werner
Mario Leimert
Christian Rotsch
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Asklepios Orthopaedische Klinik Hohwald
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Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst eine Schraube (1), insbesondere chirurgische Knochenschraube für den Einsatz in der Osteosynthese. umfassend einen Grundkörper (2) mit einem sich entlang einer Gewindeachse erstreckenden Außengewinde (3), wobei der Grundkörper (2) zwischen einem ersten Zustand, in welchem die Knochenschraube (1) zum Einschrauben in die Knochenstruktur geeignet ist und/oder eine kreisförmige Querschnittsform aufweist, und einem zweiten Zustand, in welchem die Querschnittsform zur Verankerung der Knochenschraube (1) in der Knochenstruktur gegenüber dem ersten Zustand zumindest abschnittsweise verändert ist, überführbar ist. Zur Erhöhung der Verankerungsstabilität ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schraube (1) eine Stelleinrichtung (6) umfasst, die durch Drehung relativ zu dem Grundkörper (2) zwischen einer ersten und einer zweiten Drehstellung verstellbar ist, um den Grundkörper (2) zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand zu überführen.The present invention comprises a screw (1), in particular a surgical bone screw for use in osteosynthesis. comprising a base body (2) with an external thread (3) extending along a thread axis, the base body (2) between a first state in which the bone screw (1) is suitable for screwing into the bone structure and/or having a circular cross-sectional shape , and a second state in which the cross-sectional shape for anchoring the bone screw (1) in the bone structure is changed at least in sections compared to the first state. In order to increase the anchoring stability, the invention provides that the screw (1) comprises an adjusting device (6) which can be adjusted by rotating it relative to the base body (2) between a first and a second rotational position in order to move the base body (2) between the first State and the second state to convert.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a screw according to the preamble of claim 1.

Um die Relativbewegungen zwischen Frakturteilen zu unterdrücken, ist eine hohe Verankerungsstabilität von Schrauben-Implantaten direkt nach dem Einbringen in den Knochen erforderlich. Speziell bei osteoporotischem Knochen ist jedoch die nötige Verankerungsstabilität aufgrund der strukturellen Schwächung und des begrenzten Platzes nicht in jedem Fall gewährleistet. Oftmals finden die Schauben-Implantate während der Operation keinen ausreichenden Halt im knöchernen Umfeld und erfordern, entgegen der ursprünglichen Planung, eine Anpassung der Positionierung und verwendeten Schraubengröße, was zu einer zusätzlichen Schädigung von intaktem Knochenmaterial führt. Darüber hinaus können postoperativ unter physiologischen Belastungen aseptische (nicht entzündliche) Auslockerungen auftreten, die auf Mikrobewegungen an der Knochen-Implantat-Schnittstelle infolge einer unzureichenden Implantatstabilität zurückzuführen sind.In order to suppress the relative movements between fracture parts, high anchorage stability of screw implants is required immediately after insertion into the bone. In the case of osteoporotic bone in particular, however, the necessary anchoring stability is not always guaranteed due to the structural weakness and the limited space. Screw implants often do not find sufficient support in the bony environment during the operation and, contrary to the original plan, require an adjustment in positioning and the size of the screws used, which leads to additional damage to intact bone material. In addition, aseptic (non-inflammatory) loosening can occur postoperatively under physiological stress, which can be attributed to micro-movements at the bone-implant interface as a result of insufficient implant stability.

Schlägt die Osteosynthese infolge der Auslockerung fehl, müssen die betroffenen Schrauben-Implantate im Rahmen einer Revisionsoperation ersetzt werden. Jedoch stellt insbesondere bei älteren Patienten jeder operative Eingriff ein erhebliches Risiko dar, bei dem schwerwiegende Begleitkomplikationen auftreten können. Aufgrund hoher Lebenserwartungen und der Zunahme von Revisionsoperationen, müssen die Risiken einer Folgeoperation und die zusätzliche Schädigung von intaktem Knochenmaterial vermieden und eine Verbesserung der Verankerungsstabilität von chirurgischen Schrauben direkt nach der Implantation ermöglicht werden.If the osteosynthesis fails as a result of the loosening, the affected screw implants must be replaced as part of a revision operation. However, especially in older patients, any surgical intervention represents a significant risk that can lead to serious side effects. Due to longer life expectancies and the increase in revision operations, the risks of a follow-up operation and the additional damage to intact bone material must be avoided and an improvement in the anchoring stability of surgical screws immediately after implantation must be made possible.

Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the prior art

Chirurgische Knochenschrauben sind im Stand der Technik bekannt. Eine Methode zur Erhöhung die Verankerungsstabilität ist der Einsatz von Revisionsschrauben. Der Unterschied zu Standardschrauben besteht meist in einer Vergrößerung des Außendurchmessers. Größere Schraubendurchmesser erhöhen die Menge des verdrängten Knochenmaterials und bewirken auf diese Weise eine zusätzliche Verdichtung des Knochens um das Implantat.Surgical bone screws are known in the art. One method to increase anchorage stability is the use of revision screws. The difference to standard screws is usually an increase in the outer diameter. Larger screw diameters increase the amount of bone material displaced and thus cause additional compression of the bone around the implant.

Eine Knochenschraube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der Patentschrift EP 2451373 B1 bekannt. Darin ist eine erweiterbare Fixierungsanordnung offenbart, die dazu dient Strukturen am Knochen und/oder Knochensegmente miteinander zu sichern. Ein Expansionselement kann koaxial durch mindestens einen Teil eines expandierbaren Fixierungskörpers, welcher in eine Lochbohrung eines Knochens eingesetzt wurde, bewegt werden. Dadurch wird eine Expansion des expandierbaren Fixationskörpers verursacht, so dass ein Gewinde des expandierbaren Fixationskörpers in die umgebende Struktur des Knochens eingreift, indem die Querschnittsfläche des expandierbaren Fixationskörpers vergrößert wird. Hierfür wird nach der Implantierung der Fixierungsanordnung das kreisförmige Expansionselement koaxial aus der Fixierungsanordnung herausgezogen, wobei der Außenumfang des Expansionselements größer ist als der Innendurchmesser der Fixierungsanordnung und somit die Umfangsfläche der Fixierungsanordnung nach außen gedrängt wird.A bone screw according to the preamble of claim 1 is for example from the patent EP 2451373 B1 known. Therein an expandable fixation arrangement is disclosed, which serves to secure structures on the bone and/or bone segments together. An expansion element can be moved coaxially through at least a part of an expandable fixation body which has been inserted into a hole in a bone. This causes an expansion of the expandable fixation body, so that a thread of the expandable fixation body engages in the surrounding structure of the bone by increasing the cross-sectional area of the expandable fixation body. For this purpose, after the implantation of the fixation arrangement, the circular expansion element is pulled coaxially out of the fixation arrangement, the outer circumference of the expansion element being larger than the inner diameter of the fixation arrangement and thus the peripheral surface of the fixation arrangement being pushed outwards.

Oben beschriebene Fixierungsanordnung bringt allerdings auch einige Nachteile mit sich: Die Formänderung kann nur mittels großer Kraftausübung nach der Implantierung ausgeführt werden. Somit ist die Schonung des gesunden umliegenden Knochens nicht gegeben. Zudem ändert die Fixierungsanordnung irreversibel ihre Form, was eine etwaige Herausnahme der Schraube ohne weitere Gefährdung des umliegenden Knochens verhindert.However, the fixing arrangement described above also has a number of disadvantages: the change in shape can only be carried out by exerting a great deal of force after the implantation. Thus, the protection of the healthy surrounding bone is not given. In addition, the fixation arrangement changes its shape irreversibly, which prevents any removal of the screw without further endangering the surrounding bone.

Ein weiteres Beispiel für eine Knochenschraube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist im Patentdokument US 20130226251 A1 offenbart. Darin ist ein Mechanismus beschrieben in dem sich innerhalb einer Schraube eine erste Oberfläche in Richtung einer zweiten Oberfläche bewegt. Ein expandierbares äußeres Element umfasst ein erstes Ende, das an der ersten Oberfläche anliegt, und ein zweites Ende, das an der zweiten Oberfläche eines proximalen Abschnitts anliegt. Durch Vorrücken der beiden Oberflächen zueinander wird das erste Ende des expandierbaren Elements zum zweiten Ende des expandierbaren Elements vorgeschoben. Das erweiterbare Element ist so konfiguriert, dass somit der Querschnitt abschnittsweise auf ein Doppeltes des vorherigen Querschnitts erweitert wird. Mindestens eines der Enden des expandierbaren Elements ist ein freies Ende, das sich unter einer der ersten oder zweiten Oberflächen erstreckt und so konfiguriert ist, dass es sich in Bezug auf eine an diese angrenzende Oberfläche dreht.Another example of a bone screw according to the preamble of claim 1 is in patent document US20130226251A1 disclosed. Therein a mechanism is described in which a first surface moves towards a second surface within a screw. An expandable outer member includes a first end abutting the first surface and a second end abutting the second surface of a proximal portion. By advancing the two surfaces toward each other, the first end of the expandable member is advanced toward the second end of the expandable member. The expandable element is configured so that the cross-section is thus expanded in sections to double the previous cross-section. At least one of the ends of the expandable member is a free end that extends below one of the first or second surfaces and is configured to rotate with respect to a surface adjacent thereto.

Durch die Verschiebung der Oberflächen beim Vorgang der Querschnittserweiterung wird die zweite Oberfläche, respektive die Spitze, der Knochenschraube verdreht, sowie teilweise aus dem Knochen herausgeführt, welches bereits bei der Querschnittserhöhung zu einer Herabsetzung der Verankerungsstabilität und somit zur Lockerung der Schraube im Knochen führen kann. Zudem ist die Zugänglichkeit des Mechanismus zur Querschnittserweiterung sehr eingeschränkt. Auch diese vorliegende Erfindung verändert den Querschnitt der Knochenschraube irreversibel und erschwert eine etwaige Herausnahme der Knochenschraube.Due to the displacement of the surfaces during the process of widening the cross-section, the second surface, or the tip, of the bone screw is twisted and partially pulled out of the bone, which can lead to a reduction in anchoring stability and thus to loosening of the screw in the bone even when the cross-section is increased. In addition, the accessibility of the mechanism for cross-section expansion very limited. This present invention also irreversibly changes the cross section of the bone screw and makes it more difficult to remove the bone screw.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zu lösen und eine Knochenschraube mit erhöhter Verankerungsstabilität bereitzustellen.The object of the present invention is to solve the problems known from the prior art and to provide a bone screw with increased anchoring stability.

Zur Lösung der vorstehend definierten Aufgabe offenbart die vorliegende Erfindung eine Schraube nach Anspruch 1.In order to achieve the object defined above, the present invention discloses a screw according to claim 1.

Die erfindungsgemäße Schraube dient insbesondere als chirurgische Knochenschraube für den Einsatz in der Osteosynthese zur Erhöhung der Verankerungsstabilität in einer Knochenstruktur, und umfasst einen Grundkörper mit einem sich entlang einer Gewindeachse erstreckenden Außengewinde, wobei der Grundkörper zwischen einem ersten Zustand, in welchem die Knochenschraube zum Einschrauben in die Knochenstruktur geeignet ist und/oder eine kreisförmige Querschnittsform aufweist, und einem zweiten Zustand, in welchem die Querschnittsform zur Verankerung der Knochenschraube in der Knochenstruktur gegenüber dem ersten Zustand zumindest abschnittsweise verändert ist, überführbar ist, wobei die Schraube eine Stelleinrichtung umfasst, die durch Drehung relativ zu dem Grundkörper zwischen einer ersten und einer zweiten Drehstellung verstellbar ist, um den Grundkörper zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand zu überführen.The screw according to the invention serves in particular as a surgical bone screw for use in osteosynthesis to increase the anchoring stability in a bone structure, and comprises a base body with an external thread extending along a thread axis, the base body between a first state in which the bone screw is to be screwed into the bone structure is suitable and/or has a circular cross-sectional shape, and can be converted to a second state, in which the cross-sectional shape for anchoring the bone screw in the bone structure is changed at least in sections compared to the first state, the screw comprising an adjusting device which can be changed by rotation is adjustable relative to the base body between a first and a second rotational position in order to transfer the base body between the first state and the second state.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die erfindungsgemäße Schraube durch eine Änderung der Querschnittsform, beispielsweise eine Aufweitung der Querschnittsfläche, infolge der Verdrehung der Stelleinrichtung eine erhöhte Stabilisierung der Festigkeit im Knochen erreicht. Hierbei wird weder eine translatorische, noch eine rotatorische Bewegung der Umfangsfläche der Knochenschraube ausgeführt, welches die Verankerungsstabilität aufrechterhält. Zudem wird ein einfach zugänglicher, idealerweise reversibler Verstell-Mechanismus bereitgestellt. Die Änderung der Querschnittsform ist gegebenenfalls reversibel und kann daher bei Bedarf material- und knochengewebeschonend rückgängig gemacht werden. Somit eignet sich die vorliegende Knochenschraube ideal für Revisionsoperationen.This results in the advantage that the screw according to the invention achieves increased stabilization of the strength in the bone through a change in the cross-sectional shape, for example an expansion of the cross-sectional area, as a result of the twisting of the adjusting device. In this case, neither a translational nor a rotational movement of the peripheral surface of the bone screw is carried out, which maintains the anchoring stability. In addition, an easily accessible, ideally reversible adjustment mechanism is provided. The change in the cross-sectional shape may be reversible and can therefore be undone if necessary in a manner that is gentle on the material and bone tissue. Thus, the present bone screw is ideally suited for revision operations.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Stelleinrichtung durch Drehung um die Gewindeachse zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellbar ist und/oder in axialer Richtung entlang der Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper festgelegt ist, wobei vorzugsweise die Schraube eine Führungseinrichtung, insbesondere mit ineinandergreifenden Führungsabschnitten, zur Führung der Drehbewegung der Stelleinrichtung relativ zu dem Grundkörper aufweist. Bei dieser Ausführung fällt die Drehachse der Stelleinrichtung mit der Gewindeachse zusammen. Dadurch kann die Stelleinrichtung besonders platzsparend und kompakt in dem Grundkörper angeordnet werden. Zudem erleichtert sich auch die Betätigung der Stelleinrichtung. Als Führungseinrichtung kommen insbesondere männliche und weibliche Führungsabschnitte, z.B. in Form von Rippen und Nuten infrage, die idealerweise dauerhaft ineinandergreifen. Beispielsweise weist die Stelleinrichtung am Außenumfang in Umfangsrichtung umlaufende Vertiefungen bzw. Nuten auf, in welche entsprechende Vorsprünge bzw. Rippen am Innenumfang des Grundkörpers eingreifen. Dadurch ist die Stelleinrichtung einerseits in axialer Richtung gegenüber dem Grundkörper festgelegt, andererseits in Umfangsrichtung gegenüber dem Grundkörper drehbar. Durch diese Führungseinrichtung kann eine ungewollte Relativbewegung zwischen der Stelleinrichtung und dem Grundkörper vermieden werden.It can be advantageous if the adjusting device can be adjusted between the first and the second rotary position by rotation about the thread axis and/or is fixed in the axial direction along the thread axis relative to the base body, with the screw preferably having a guide device, in particular with guide sections that engage in one another , for guiding the rotational movement of the actuating device relative to the base body. In this embodiment, the axis of rotation of the adjusting device coincides with the axis of the thread. As a result, the actuating device can be arranged in the base body in a particularly space-saving and compact manner. In addition, the actuation of the actuating device is also made easier. Male and female guide sections, e.g. in the form of ribs and grooves, which ideally interlock permanently, are particularly suitable as guide devices. For example, the actuating device has indentations or grooves on the outer circumference in the circumferential direction, in which corresponding projections or ribs on the inner circumference of the base body engage. As a result, the adjusting device is fixed on the one hand in the axial direction relative to the base body and on the other hand can be rotated in the circumferential direction relative to the base body. An unwanted relative movement between the adjusting device and the base body can be avoided by this guide device.

Es kann sich als nützlich erweisen, wenn der Grundkörper zur Überführung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand zumindest abschnittsweise verformbar ist, vorzugsweise elastisch. Der Grundkörper bildet im Rahmen der vorliegenden Erfindung den passiven Teil der erfindungsgemäßen Schraube und wird durch Einwirkung eines aktiven Teils, nämlich der Stelleinrichtung, zwischen dem ersten und zweiten Zustand überführt. Der Grundkörper weist hierbei das Außengewinde auf. Dieses Außengewinde stellt im bestimmungsgemäßen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Schraube die Schnittstelle zur Knochenstruktur dar. Durch Verformung des Außengewindes ist insbesondere ein Herausdrehen aus der Knochenstruktur stark erschwert, wenn nicht verhindert. In einer vorteilhaften Variante wird das Außengewinde durch Verformung bzw. Aufweitung des Grundkörpers in die Knochenstruktur eingedrückt und dabei zusätzlich verankert.It can prove to be useful if the base body can be deformed, preferably elastically, at least in sections for the transition between the first and the second state. Within the scope of the present invention, the base body forms the passive part of the screw according to the invention and is converted between the first and second state by the action of an active part, namely the adjusting device. In this case, the base body has the external thread. When the screw according to the invention is used as intended, this external thread represents the interface to the bone structure. Deformation of the external thread makes it particularly difficult, if not impossible, to unscrew it from the bone structure. In an advantageous variant, the external thread is pressed into the bone structure by deformation or expansion of the base body and is additionally anchored in the process.

Es kann hilfreich sein, wenn der Grundkörper aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt ist, vorzugsweise einstückig, bevorzugt monolithisch. Derartige Materialien erweisen sich als kostengünstig, leicht verarbeitbar und in der Regel biokompatibel. Die letztgenannte Eigenschaft ist insbesondere für ein dauerhaftes Verweilen im menschlichen Körper eine bedeutende Voraussetzung. Grundsätzlich ist es möglich, dass der Grundkörper mehrere gelenkig verbundene Abschnitte aufweist, die durch Betätigung der Stelleinrichtung relativ zueinander bewegt werden. Bei der einstückigen Ausbildung des Grundkörpers sind die gelenkig verbundenen Abschnitte des Grundkörpers über Festkörpergelenke miteinander verbunden. Bei einer mehrteiligen Ausbildung des Grundkörpers können gesonderte Gelenke zwischen den gelenkig verbundenen Abschnitten des Grundkörpers angeordnet sein. Die einstückige, insbesondere monolithische Ausbildung des Grundkörpers hat unter anderem den Vorteil, dass die Anzahl der Bauteile und dementsprechend die Anzahl der Verbindungsstellen zwischen den Bauteilen verringert werden kann. Dadurch lassen sich Fehlfunktionen der erfindungsgemäßen Schraube auf ein Minimum reduzieren.It can be helpful if the base body is made of plastic and/or metal, preferably in one piece, preferably monolithic. Such materials prove to be inexpensive, easy to process and usually biocompatible. The last-named property is an important prerequisite, in particular for permanent residence in the human body. In principle, it is possible for the base body to have a plurality of articulated sections which are moved relative to one another by actuation of the actuating device. In the one-piece formation of the reason body, the articulated sections of the base body are connected to one another via flexure joints. In the case of a multi-part design of the base body, separate joints can be arranged between the articulated sections of the base body. The one-piece, in particular monolithic design of the base body has the advantage, among other things, that the number of components and accordingly the number of connection points between the components can be reduced. As a result, malfunctions of the screw according to the invention can be reduced to a minimum.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn der Grundkörper einen Kopf und einen sich davon erstreckenden Schaft aufweist, wobei sich das Außengewinde vorzugsweise ausgehend vom Kopf zumindest abschnittsweise oder vollständig über den Schaft erstreckt, wobei der Schaft bevorzugt im ersten Zustand eine zylindrische Mantelfläche und ggf. einen konischen Endabschnitt aufweist. Bei dieser Ausgestaltung ermöglicht der Kopf eine einfache Bedienung der erfindungsgemäßen Schraube. Der Schaft dient im Wesentlichen als Träger des Außengewindes und wird bestimmungsgemäß in eine Knochenstruktur eingeschraubt.It can prove to be advantageous if the base body has a head and a shank extending from it, with the external thread preferably extending from the head at least in sections or completely over the shank, with the shank preferably having a cylindrical lateral surface in the first state and possibly has a conical end portion. In this configuration, the head enables the screw according to the invention to be operated easily. The shank essentially serves as a carrier for the external thread and is screwed into a bone structure as intended.

Es kann nützlich sein, wenn der Grundkörper zumindest einen Schlitz im Außengewinde aufweist, der das Außengewinde in verschiedene Gewindeabschnitte teilt, wobei die Gewindeabschnitte durch Überführen des Grundkörpers zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand relativ zueinander bewegbar sind, wobei sich der Schlitz vorzugsweise parallel und/oder radial zur Gewindeachse, bevorzugt diametral durch gesamten Querschnitt des Grundkörpers erstreckt, besonders bevorzugt bis zum distalen Ende des Grundkörpers, sodass der Grundkörper am distalen Ende wenigstens zwei freie Schenkel aufweist. Die geschützte Ausführung des Grundkörpers ermöglicht insbesondere die Ausbildung relativ zueinander bewegbarer, aufspreizbarer Schenkel am distalen Ende der Schraube. In einem ungespreizten Zustand (erster Zustand des Grundkörpers) liegen die durch den Schlitz geteilten Gewindeabschnitte beispielsweise unmittelbar aneinander und bilden einen durchgehenden, kontinuierlichen Gewindegang. In einem gespreizten Zustand (zweiter Zustand des Grundkörpers), sind die Schenkel am distalen Ende der Schraube unter Aufweitung des Schlitzes voneinander abgespreizt, sodass der Gewindegang des Außengewindes durch den wenigstens einen Schlitz unterbrochen ist. Durch Aufweitung des Schlitzes entstehen Kanten im Bereich des Außengewindes, die beim Rückdrehen der Schraube als Sperrelemente wirken und sich in der Knochenstruktur verkanten. Dadurch alleine ist ein Herausdrehen der Schraube aus dem eingeschraubten Zustand erheblich erschwert. Durch die Querschnittserweiterung des Außengewindes infolge der Spreizung der Schenkel am distalen Ende der Schraube erhöht sich zusätzlich der Kontaktdruck und damit die Reibung zur umliegenden Knochenstruktur, sodass ein Rückdrehen der Schraube aus dem eingeschraubten Zustand zusätzlich erschwert wird.It can be useful if the base body has at least one slit in the external thread, which divides the external thread into different threaded sections, the threaded sections being movable relative to one another by transferring the base body between the first and the second state, the slit preferably moving parallel and/or or extends radially to the thread axis, preferably diametrically through the entire cross section of the base body, particularly preferably up to the distal end of the base body, so that the base body has at least two free legs at the distal end. The protected design of the base body enables, in particular, the formation of legs that can be moved relative to one another and that can be spread open at the distal end of the screw. In an unexpanded state (first state of the base body), the threaded sections divided by the slit are, for example, directly adjacent to one another and form a continuous, continuous thread. In a spread state (second state of the base body), the legs at the distal end of the screw are spread apart while the slot widens, so that the thread of the external thread is interrupted by the at least one slot. Widening the slot creates edges in the area of the external thread, which act as locking elements when the screw is turned back and jam in the bone structure. This alone makes it considerably more difficult to unscrew the screw from the screwed-in state. The cross-sectional enlargement of the external thread as a result of the spread of the legs at the distal end of the screw also increases the contact pressure and thus the friction with the surrounding bone structure, making it even more difficult to turn the screw back from the screwed-in state.

Es kann praktisch sein, wenn die Stelleinrichtung zumindest ein Stellelement aufweist, das bei Verstellung der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung die Überführung des Grundkörpers vom ersten in den zweiten Zustand bewirkt, wobei vorzugsweise das Stellelement bzgl. einer Drehachse der Stelleinrichtung rotationsasymmetrisch ausgebildet oder exzentrisch angeordnet ist. Dieses Stellelement bildet die Schnittstelle zwischen der Stelleinrichtung und dem Grundkörper, und ist spezifisch für den jeweiligen Einsatzzweck ausgelegt.It can be practical if the adjusting device has at least one adjusting element which, when the adjusting device is adjusted from the first to the second rotational position, causes the base body to be transferred from the first to the second state, with the adjusting element preferably being rotationally asymmetrical with respect to an axis of rotation of the adjusting device or is arranged eccentrically. This control element forms the interface between the control device and the base body and is designed specifically for the respective application.

Es kann sich als sinnvoll erweisen, wenn der Grundkörper zumindest eine Aufnahme aufweist, in welcher das Stellelement drehbar angeordnet ist, wobei die Aufnahme eine vorzugsweise konkave, insbesondere elliptische, Innenkontur aufweist, die in der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung zu einer Außenkontur des Stellelements komplementär ist. In dieser Aufnahme im Inneren des Grundkörpers ist das Stellelement vor äußerlichen Einwirkungen weitgehend geschützt. Dadurch kann die Funktionalität des Stellelements auch unter erschwerten Umgebungsbedingungen, beispielsweise unter den beengten Platzverhältnissen im Rahmen eines operativen Eingriffs in eine Knochenstruktur, aufrechterhalten werden. Die komplementären Innen- und Außenkonturen von Stellelement und Aufnahme bzw. Grundkörper ermöglichen eine genaue Bestimmung der ersten und zweiten Drehstellung der Stelleinrichtung. Insbesondere ist in der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung zwischen dem Stellelement und der Aufnahme ein minimaler Kontaktdruck vorhanden. Aus dieser ersten Drehstellung kann die Stelleinrichtung - unabhängig von den jeweiligen Umgebungsbedingungen - somit leicht in die zweite Drehstellung überführt werden. Weil das Stellelement die Aufnahme in der ersten Drehstellung idealerweise vollständig ausfüllt, ist die erfindungsgemäße Schraube auch gegenüber den auf das Außengewinde einwirkenden Querkräften besonders stabil.It can prove useful if the base body has at least one receptacle in which the actuating element is rotatably arranged, the receptacle having a preferably concave, in particular elliptical, inner contour which is complementary to an outer contour of the actuating element in the first rotary position of the actuating device . In this recording inside the base body, the control element is largely protected from external influences. As a result, the functionality of the actuating element can be maintained even under difficult environmental conditions, for example under the cramped space conditions during an operative intervention in a bone structure. The complementary inner and outer contours of the actuating element and the receptacle or base body enable the first and second rotational position of the actuating device to be precisely determined. In particular, in the first rotational position of the adjusting device, there is minimal contact pressure between the adjusting element and the receptacle. From this first rotary position, the actuating device can thus be easily transferred into the second rotary position, regardless of the prevailing environmental conditions. Because the adjusting element ideally completely fills the receptacle in the first rotational position, the screw according to the invention is also particularly stable with respect to the transverse forces acting on the external thread.

Es kann aber auch von Nutzen sein, wenn das Stellelement die Innenkontur der Aufnahme beim Verstellen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung verändert, vorzugsweise verformt, bevorzugt derart, dass sich ein Innenumfang der Aufnahme und/oder ein Außenumfang des Grundkörpers vergrößert/vergrößern. In der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung sind die beispielsweise elliptischen Innen- bzw. Außenkonturen der Stelleinrichtung und der Aufnahme zueinander komplementär, sodass der Außenumfang des Grundkörpers im entsprechenden Querschnitt kreisrund ist. Dabei füllt das Stellelement die Aufnahme vollständig aus und die Hauptachsen der elliptischen Querschnittsformen des Stellelements und der Aufnahme liegen übereinander.However, it can also be useful if the adjusting element changes, preferably deforms, the inner contour of the receptacle when adjusting the adjusting device from the first to the second rotational position, preferably in such a way that an inner circumference of the receptacle and/or an outer circumference of the base body increases/enlarges . In the first rotational position of the actuator are the example wise elliptical inner and outer contours of the adjusting device and the recording complementary to each other, so that the outer circumference of the base body is circular in the corresponding cross section. The adjusting element fills the receptacle completely and the main axes of the elliptical cross-sectional shapes of the adjusting element and the receptacle lie one above the other.

Es kann von Vorteil sein, wenn das Stellelement zumindest abschnittsweise eine elliptische Querschnittsform aufweist. Das Überführen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung gelingt besonders gut bei der dargestellten Ausführung, in welcher das Stelleelement und die Aufnahme komplementäre elliptische Innen bzw. Außenkonturen aufweisen. Beim Überführen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung gleitet die Außenkontur des Stellelements in Umfangsrichtung an der Innenkontur der Aufnahme entlang und verdrängt bzw. verformt diese in radialer Richtung nach außen. Dadurch kann der Außenumfang des Grundkörpers von der ersten in die zweite Drehstellung kontinuierlich bis auf ein Maximum vergrößert werden. Somit treten keine sprunghaften Querschnittsänderungen auf. Der Kraftaufwand zum Überführen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung nimmt dabei kontinuierlich und stetig zu, weil der von der Aufnahme durch die zunehmende Komprimierung des Knochens bedingte, auf das Stellelement ausgeübte Widerstand im Einklang mit der Drehstellung des Stellelements in der Aufnahme entsprechend steigt.It can be advantageous if the adjusting element has an elliptical cross-sectional shape at least in sections. The transfer of the adjusting device from the first to the second rotational position is particularly successful in the illustrated embodiment, in which the adjusting element and the receptacle have complementary elliptical inner and outer contours. When the adjusting device is transferred from the first to the second rotational position, the outer contour of the adjusting element slides in the circumferential direction along the inner contour of the receptacle and displaces or deforms it outwards in the radial direction. As a result, the outer circumference of the base body can be increased continuously from the first to the second rotational position up to a maximum. Thus, no abrupt cross-sectional changes occur. The effort required to transfer the adjusting device from the first to the second rotational position increases continuously and steadily because the resistance exerted on the adjusting element by the mount due to the increasing compression of the bone increases in accordance with the rotational position of the adjusting element in the mount .

Es mag aber auch praktisch sein, wenn die Querschnittsform des Stellelements entlang der Drehachse der Stelleinrichtung uneinheitlich ist, wobei vorzugsweise die Querschnittsfläche des Stellelements zum distalen Ende der Schraube zunimmt, wobei bevorzugt die Querschnittsform des Stellelements zum distalen Ende der Schraube hin von der Kreisform in eine Ellipsenform übergeht, bevorzugt kontinuierlich, besonders bevorzugt, indem lediglich ein Durchmesser der Hauptachse zunimmt. Bei dieser Ausführung spreizt sich der Grundkörper beim Überführen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung zum distalen Ende hin zunehmend auf und erreicht am distalen Ende die maximale Aufweitung. Bei dieser Ausführung lässt sich die Stelleinrichtung besonders einfach von der ersten in die zweite Drehstellung überführen.However, it may also be practical if the cross-sectional shape of the adjusting element is non-uniform along the axis of rotation of the adjusting device, with the cross-sectional area of the adjusting element preferably increasing towards the distal end of the screw, with the cross-sectional shape of the adjusting element preferably changing from a circular shape to a circular shape towards the distal end of the screw Elliptical shape transitions, preferably continuously, particularly preferably by only increasing a diameter of the main axis. In this embodiment, when the adjusting device is transferred from the first to the second rotational position, the base body increasingly spreads out towards the distal end and reaches the maximum expansion at the distal end. In this embodiment, the adjusting device can be transferred particularly easily from the first to the second rotational position.

Es kann auch nützlich sein, wenn ein maximaler Radius des Stellelements dem Radius des Außengewindes im ersten Zustand des Grundkörpers entspricht und/oder ein minimaler Radius des Stellelements dem minimalen Radius der Aufnahme entspricht. Bei dieser Ausführung ist eine maximale Aufweitung der Querschnittsfläche des Grundkörpers im zweiten Zustand möglich.It can also be useful if a maximum radius of the adjusting element corresponds to the radius of the external thread in the first state of the base body and/or a minimum radius of the adjusting element corresponds to the minimum radius of the receptacle. In this embodiment, a maximum widening of the cross-sectional area of the base body is possible in the second state.

Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn die Schraube eine Anzeigeeinrichtung aufweist, um anzuzeigen, ob sich die Stelleinrichtung in der ersten oder in der zweiten Drehstellung befindet, und/oder ob sich der Grundkörper im ersten oder im zweiten Zustand befindet. Dadurch erleichtert sich für den Nutzer die Überführung der Stelleinrichtung in die gewünschte Drehstellung.It can prove helpful if the screw has an indicator device to indicate whether the adjusting device is in the first or in the second rotational position and/or whether the base body is in the first or in the second state. This makes it easier for the user to move the setting device into the desired rotational position.

Es kann sinnvoll sein, wenn die Stelleinrichtung mechanisch oder berührungslos zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellbar ist, vorzugsweise durch ein Formgedächtniselement oder ein piezoelektrisches Element, bevorzugt durch Drehung der Stelleinrichtung um 90° um die Gewindeachse. Eine berührungslos verstellbare Stelleinrichtung kann idealerweise auch noch postoperativ und nicht-invasiv zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellt werden, um die erfindungsgemäße Schraube an veränderte Umgebungsbedingungen anzupassen, wenn beispielsweise eine Operationsnaht bereits verschlossen ist. Dadurch kann die erfindungsgemäße Schraube auch nach dem Setzen der behandelten Knochenstruktur nachgestellt werden, um die Schraube sicher darin zu verankern.It can be useful if the setting device can be adjusted mechanically or without contact between the first and second rotational position, preferably by a shape memory element or a piezoelectric element, preferably by rotating the setting device by 90° around the thread axis. A non-contact adjustable adjusting device can ideally also be adjusted post-operatively and non-invasively between the first and the second rotational position in order to adapt the screw according to the invention to changed environmental conditions, for example when a surgical suture has already been closed. As a result, the screw according to the invention can also be readjusted after setting the treated bone structure in order to securely anchor the screw therein.

Es kann sich als praktisch erweisen, wenn die Schraube eine Arretierung aufweist, um die Stelleinrichtung in der ersten und/oder in der zweiten Drehstellung zu arretieren. Dadurch wird ein ungewolltes Überführen der Stelleinrichtung in eine ungewünschte Drehstellung verhindert.It can prove to be practical if the screw has a lock in order to lock the adjusting device in the first and/or in the second rotary position. This prevents the actuating device from being accidentally transferred into an undesired rotational position.

Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch Kombinationen der Merkmale, die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbart sind.Further preferred developments of the invention result from combinations of the features that are disclosed in the description, the claims and the figures.

Figurenlistecharacter list

Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Knochenschraube.
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines distalen Endes der Knochenschraube aus 1 mit einer vergrößerten Längsschnittansicht einer Führung innerhalb der Knochenschraube.
  • 3A eine schematische und perspektivische Ansicht des distalen Endes der erfindungsgemäßen Knochenschraube in einem ersten Zustand, in welchem ein mit Außengewinde versehener Grundkörper der Knochenschraube eine (exakt oder im Wesentlichen) kreisförmige Querschnittsform aufweist und die Knochenschraube zum Einschrauben in eine Knochenstruktur geeignet ist.
  • 3B eine Querschnittsansicht in der senkrecht zur Gewindeachse bzw. Längsachse ausgerichteten Ebene A der in 3A dargestellten Knochenschraube im ersten Zustand.
  • 4A eine schematische und perspektivische Ansicht des distalen Endes der erfindungsgemäßen Knochenschraube in einem zweiten Zustand, in welchem der Grundkörper der Knochenschraube eine gegenüber dem ersten Zustand unterschiedliche, näherungsweise elliptische Querschnittsform aufweist, um die Knochenschraube in der Knochenstruktur zu verankern und gegenüber Verdrehung zu sichern.
  • 4B eine Querschnittsansicht in der senkrecht zur Gewindeachse bzw. Längsachse ausgerichteten Ebene B der in 4A dargestellten Knochenschraube im zweiten Zustand.
  • 5 schematisch einen Querschnittsunterschied zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand der erfindungsgemäßen Knochenschraube.
  • 6A eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit spitzem Endabschnitt im ersten Zustand.
  • 6B eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit spitzem Endabschnitt im zweiten Zustand.
  • 7A schematisch einen Schraubenkopf einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit Stelleinrichtung und Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Querschnittsform des distalen Endes in Abhängigkeit der Drehstellung der Stelleinrichtung.
  • 7B schematisch einen Schraubenkopf einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit Stelleinrichtung und Anzeigeeinrichtung zur Anzeige des Drehwinkels in Abhängigkeit von der Drehstellung der Stelleinrichtung.
  • 7C schematisch einen Schraubenkopf einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit Stelleinrichtung und Arretierung, um die Stelleinrichtung in der zweiten Drehstellung gegenüber dem Grundkörper der Schraube zu arretieren.
  • 8A schematisch einen Querschnitt des Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit einem Überdrehschutz im ersten Zustand.
  • 8B schematisch einen Querschnitt des Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit einem Überdrehschutz im zweiten Zustand.
  • 9 einen Längsschnitt eines Schraubenkopfs einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit einem schraubenbasierten Verstell-Mechanismus.
Show it:
  • 1 a perspective partial view of a bone screw according to the invention.
  • 2 Figure 12 shows a perspective view of a distal end of the bone screw 1 with an enlarged longitudinal sectional view of a guide within the bone screw.
  • 3A a schematic and perspective view of the distal end of the bone screw according to the invention in a first state in which an externally threaded body of the bone screw has a (exactly or substantially) circular cross-sectional shape and the bone screw is suitable for screwing into a bone structure.
  • 3B a cross-sectional view in the plane A, which is perpendicular to the thread axis or longitudinal axis, in 3A illustrated bone screw in the first state.
  • 4A a schematic and perspective view of the distal end of the bone screw according to the invention in a second state, in which the main body of the bone screw has a different, approximately elliptical cross-sectional shape compared to the first state, in order to anchor the bone screw in the bone structure and to secure it against rotation.
  • 4B a cross-sectional view in the plane B, which is perpendicular to the thread axis or longitudinal axis, in 4A illustrated bone screw in the second state.
  • 5 schematically shows a cross-sectional difference between the first state and the second state of the bone screw according to the invention.
  • 6A a perspective view of a bone screw according to the invention with a pointed end section in the first state.
  • 6B a perspective view of a bone screw according to the invention with a pointed end section in the second state.
  • 7A schematically shows a screw head of a bone screw according to the invention with an adjusting device and a display device for displaying the cross-sectional shape of the distal end as a function of the rotational position of the adjusting device.
  • 7B schematically shows a screw head of a bone screw according to the invention with an adjusting device and a display device for displaying the angle of rotation as a function of the rotational position of the adjusting device.
  • 7C schematically shows a screw head of a bone screw according to the invention with an adjusting device and locking device in order to lock the adjusting device in the second rotational position relative to the main body of the screw.
  • 8A schematically shows a cross section of the base body of a bone screw according to the invention with an overtightening protection in the first state.
  • 8B schematically shows a cross section of the base body of a bone screw according to the invention with an overtightening protection in the second state.
  • 9 a longitudinal section of a screw head of a bone screw according to the invention with a screw-based adjustment mechanism.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDetailed description of the preferred embodiments

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Knochenschraube 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Knochenschraube 1 umfasst einen Grundkörper 2, der sich in Längsrichtung der Knochenschraube 1 erstreckt (Erstreckungsrichtung). Der Grundkörper 2 weist am oberen Ende einen Schraubenkopf 11 mit Außensechskant und einen sich einseitig davon erstreckenden, näherungsweise zylindrischen Schaft auf. Die Knochenschraube 1 kann mittels einem dem Schraubenkopf 11 entsprechenden Werkzeug in einen zu behandelnden Knochen eingeschraubt werden. Die Knochenschraube 1 weist zudem auf der Umfangsfläche des Schafts des Grundkörpers 2 ein Außengewinde 3 auf. Die Gewindeachse des Außengewindes 3 erstreckt sich koaxial zur Längsrichtung der Knochenschraube 1. Eine Länge, ein Durchmesser und eine Gewindeform der Knochenschraube 1 können auf einen entsprechenden Anwendungsfall zugeschnitten gestaltet sein. Die der Erfindung zu Grunde liegenden Merkmale können zudem auf eine Pedikelschraube übertragen werden. 1 shows a perspective view of a bone screw 1 according to the present invention. The bone screw 1 comprises a base body 2 which extends in the longitudinal direction of the bone screw 1 (direction of extension). The base body 2 has at the upper end a screw head 11 with an external hexagon and an approximately cylindrical shank extending on one side thereof. The bone screw 1 can be screwed into a bone to be treated by means of a tool corresponding to the screw head 11 . The bone screw 1 also has an external thread 3 on the peripheral surface of the shaft of the base body 2 . The thread axis of the external thread 3 extends coaxially to the longitudinal direction of the bone screw 1. A length, a diameter and a thread shape of the bone screw 1 can be tailored to a corresponding application. The features on which the invention is based can also be transferred to a pedicle screw.

Der Grundkörper 2 weist in Erstreckungsrichtung ein Bohrloch 4 mit kreisförmigem Querschnitt auf, welches vorzugsweise von einem oberen Ende des Schraubenkopfs 11 bis zu einem distalen Ende des Schafts durchgängig ist. Das Bohrloch 4 durchdringt den Schraubenkopf 11, wie in 1 dargestellt. Die Achse des Bohrlochs 4 erstreckt sich vorzugsweise koaxial zur Längsachse des Grundkörpers 2.In the direction of extent, the base body 2 has a drilled hole 4 with a circular cross section, which is preferably continuous from an upper end of the screw head 11 to a distal end of the shank. The borehole 4 penetrates the screw head 11, as in 1 shown. The axis of the borehole 4 preferably extends coaxially to the longitudinal axis of the base body 2.

Der Grundkörper 2 weist zumindest eine schlitzförmige Öffnung 8 auf, die von der Umfangsfläche des Grundkörpers 2 bis zur Innenfläche des Bohrlochs 4 reicht. Die Öffnung 8 weist in Blickrichtung radial zur Gewindeachse vorzugsweise eine Rechteckform auf und verläuft vorzugsweise parallel zur Gewindeachse und bis zum distalen Ende des Grundkörpers 2. Wie in 1 dargestellt, wird der Grundkörper 2 entlang der Erstreckungsrichtung somit zumindest einmalig geschlitzt und es ergeben sich am distalen Ende des Schafts mehrere freie Schenkel, die vorzugsweise elastisch ausgebildet sind und voneinander abgespreizt werden können. Diese freien Schenkel bilden einen Aufweitungsabschnitt 5, der dazu geeignet ist, sich radial nach außen aufzuweiten. Der Aufweitungsabschnitt 5 ist, wie in 1 dargestellt, derart geformt, dass sich durch die Öffnungen 8 zwei fingerartige Abschnitte bzw. Schenkel ergeben, welche das Bohrloch umschließen.The base body 2 has at least one slit-shaped opening 8 which extends from the peripheral surface of the base body 2 to the inner surface of the drilled hole 4 . The opening 8 preferably has a rectangular shape in the viewing direction radially to the thread axis and preferably runs parallel to the thread axis and up to the distal end of the base body 2. As in FIG 1 shown, the base body 2 is thus slit at least once along the direction of extension and there are several free legs at the distal end of the shaft, which are preferably designed to be elastic and can be spread apart. These free legs form a widening section 5 which is suitable for widening radially outwards. The expansion section 5 is, as in 1 shown shaped in such a way that result through the openings 8 two finger-like sections or legs, which enclose the borehole.

Die Knochenschraube 1 der vorliegenden Erfindung weist zudem eine Stelleinrichtung 6 auf, welche innerhalb des Bohrlochs 4 des Grundkörpers 2 angeordnet ist und durch Verdrehen um die Gewindeachse zwischen verschiedenen Drehstellungen verstellt werden kann. Die Stelleinrichtung 6 weist am distalen Ende zumindest abschnittsweise einen rotationsasymmetrischen Querschnitt auf und formt dabei zumindest abschnittsweise ein rotationsasymmetrisches Stellelement 7. Das rotationsasymmetrische Stellelement 7 ist derart im Grundkörper 2 angeordnet, dass es auf Höhe des Aufweitungsabschnitts 5 liegt. Dabei wird das Stellelement 7 in einer mit dem Bohrloch 4 und den Öffnungen 8 kommunizierenden Aufnahme 8a aufgenommen, so dass das Stellelement 7 durch Drehung eines am Schraubenkopf 11 angeordneten Stellglieds 9 um die Gewindeachse drehbar ist und in Abhängigkeit von seiner Drehstellung den Aufweitungsabschnitt 5 verformen kann, um die Querschnittsform des Grundkörpers 2 zu verändern.The bone screw 1 of the present invention also has an adjusting device 6, which is arranged within the drilled hole 4 of the base body 2 and can be adjusted between different rotational positions by rotating about the thread axis. The adjusting device 6 has a rotationally asymmetrical cross section at least in sections at the distal end and forms a rotationally asymmetrical adjusting element 7 at least in sections. The adjusting element 7 is received in a receptacle 8a communicating with the borehole 4 and the openings 8, so that the adjusting element 7 can be rotated about the thread axis by rotating an adjusting element 9 arranged on the screw head 11 and can deform the widening section 5 depending on its rotational position to change the cross-sectional shape of the base body 2.

Durch Verdrehen der Stelleinrichtung 6 um die Gewindeachse kann der Grundkörper 2 insbesondere von einem ersten Zustand, in welchem die Knochenschraube 1 zum Einschrauben in eine Knochenstruktur geeignet ist, und einen zweiten Zustand, in welchem die Knochenschraube 1 in der Knochenstruktur gegenüber Verdrehen und Herausziehen gesichert ist, überführt werden. Im Grundzustand ist der Querschnitt des Grundkörpers 2 (exakt oder im Wesentlichen) kreisförmig, da das rotationsasymmetrische Stellelement 7 so in der komplementär geformten Aufnahme 8a angeordnet ist, dass die konvexe, elliptische Außenkontur des Stellelements 7 der entsprechenden konkaven und elliptischen Innenkontur der Aufnahme 8a entspricht und sich die Querschnittsformen des Stellelements 7 und des Grundkörpers 2 zu einer Kreisform ergänzen. Zwischen Stellelement 7 und der Aufnahme 8a kann jedoch auch ein Spaltmaß vorgesehen sein. Das Spaltmaß ist variabel gestaltbar. Im ersten Zustand fällt die Hauptachse der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 mit der Hauptachse der elliptischen Querschnittsform der Aufnahme 8a im Grundkörper 2 zusammen. Dabei füllt das Stellelement 7 die Aufnahme 8a bzw. die Querschnittsfläche der zwischen den Schenkeln des Grundkörpers 2 gebildeten Aufnahme 8a vorzugsweise zu mehr als 90%, bevorzugt zu mehr 95%, besonders bevorzugt zu 100% aus. Dadurch entspricht die Umfangsfläche des Grundkörpers 2 der Umfangsfläche einer Schraube mit entsprechendem Außengewinde 3.By rotating the adjusting device 6 about the thread axis, the base body 2 can, in particular, change from a first state in which the bone screw 1 is suitable for screwing into a bone structure, and a second state in which the bone screw 1 is secured against twisting and pulling out in the bone structure , to be transferred. In the basic state, the cross section of the base body 2 is (exactly or essentially) circular, since the rotationally asymmetrical adjusting element 7 is arranged in the complementarily shaped receptacle 8a that the convex, elliptical outer contour of the adjusting element 7 corresponds to the corresponding concave and elliptical inner contour of the receptacle 8a and the cross-sectional shapes of the actuating element 7 and the base body 2 complement each other to form a circular shape. However, a gap dimension can also be provided between the actuating element 7 and the receptacle 8a. The gap size can be varied. In the first state, the main axis of the elliptical cross-sectional shape of the adjusting element 7 coincides with the main axis of the elliptical cross-sectional shape of the receptacle 8a in the base body 2 . The adjusting element 7 preferably fills the receptacle 8a or the cross-sectional area of the receptacle 8a formed between the legs of the base body 2 to more than 90%, preferably to more than 95%, particularly preferably to 100%. As a result, the peripheral surface of the base body 2 corresponds to the peripheral surface of a screw with a corresponding external thread 3.

Im zweiten Zustand ist die Stelleinrichtung 6 bzw. das Stellelement 7 gegenüber dem ersten Zustand über einen gewissen Winkel von beispielsweise 90° um die Gewindeachse verdreht. Das rotationsasymmetrische Stellelement 7 drückt radial gegen die den Aufweitungsabschnitt 5 bildenden Schenkel am distalen Ende des Grundkörpers 2, wodurch sich die Schenkel radial zur Gewindeachse abspreizen. Somit ist der Querschnitt des Grundkörpers 2 im zweiten Zustand zumindest abschnittsweise größer als im ersten Zustand und weicht von einer Kreisform ab. Dabei liegt die Hauptachse der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 senkrecht zu der Hauptachse bzw. parallel zur Nebenachse der elliptischen Querschnittsform der Aufnahme 8a im Grundkörper 2. Durch die von der Kreisform abweichende Querschnittsform und den größeren Außendurchmesser ergeben sich eine Erhöhung der Verankerungsstabilität der Knochenschraube 1 im zu behandelnden Knochen.In the second state, the adjusting device 6 or the adjusting element 7 is rotated over a certain angle of, for example, 90° about the thread axis compared to the first state. The rotationally asymmetrical adjusting element 7 presses radially against the legs forming the widening section 5 at the distal end of the base body 2, as a result of which the legs spread out radially with respect to the thread axis. Thus, the cross section of the base body 2 in the second state is at least partially larger than in the first state and deviates from a circular shape. The main axis of the elliptical cross-sectional shape of the adjusting element 7 is perpendicular to the main axis or parallel to the minor axis of the elliptical cross-sectional shape of the receptacle 8a in the base body 2. The non-circular cross-sectional shape and the larger outer diameter result in an increase in the anchoring stability of the bone screw 1 bones to be treated.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Grundkörper 2 durch Verdrehen der Stelleinrichtung 6 von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand überführt werden. Das Verdrehen der Stelleinrichtung 6 ist vorzugsweise ein reversibler Vorgang und kann jeweils in beiden Richtungen, gegen oder im Uhrzeigersinn, ausgehend von beiden Zuständen zueinander beliebig oft durchgeführt werden.According to the present invention, the base body 2 can be transferred from the first state to the second state by rotating the adjusting device 6 . The turning of the adjusting device 6 is preferably a reversible process and can be carried out as often as desired in both directions, counterclockwise or clockwise, starting from both states.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines distalen Endes der Knochenschraube 1 im ersten Zustand des Grundkörpers 2. Das darin angeordnete, rotationsasymmetrische Stelleelement 7 weist einen elliptischen Querschnitt auf. Im ersten Zustand fällt die Hauptachse des elliptischen Querschnitts des Stelleelement 7 mit der Hauptachse des elliptischen Querschnitts der Aufnahme 8a im Grundkörper 2 zusammen. Zudem weist das Stellelement 7 am Außenumfang zumindest eine umlaufende Vertiefung 13 auf, die einer Führung der Stelleinrichtung 6 im Bohrloch 4 dient. 2 shows a perspective view of a distal end of the bone screw 1 in the first state of the base body 2. The rotationally asymmetrical adjusting element 7 arranged therein has an elliptical cross section. In the first state, the main axis of the elliptical cross section of the actuating element 7 coincides with the main axis of the elliptical cross section of the receptacle 8a in the base body 2. In addition, the actuating element 7 has at least one circumferential depression 13 on the outer circumference, which is used to guide the actuating device 6 in the borehole 4 .

2 zeigt zudem eine vergrößerte und schematische Detailansicht der Führung der Stelleinrichtung 6 im Bohrloch 4. Eine der Anzahl der Vertiefungen 13 entsprechende Anzahl an Führungsvorsprüngen 14 ist am Innenumfang der Aufnahme 8a angeordnet. Die Vertiefungen 13 am Außenumfang des Stellelements 7 und die Führungsvorsprünge 14 am Innenumfang der Aufnahme 8a stehen jeweils in Eingriff, so dass das Stelleinrichtung 6 lediglich durch Drehung um die Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper 2 verstellbar ist und in axialer Richtung entlang der Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper 2 festgelegt ist. Somit kann verhindert werden, dass sich die Stelleinrichtung 6 sich beim Verdrehen um die Gewindeachse relativ zum Grundkörper 2 in axialer Richtung bewegt. 2 also shows an enlarged and schematic detailed view of the guidance of the adjusting device 6 in the borehole 4. A number of guide projections 14 corresponding to the number of depressions 13 is arranged on the inner circumference of the receptacle 8a. The depressions 13 on the outer circumference of the adjusting element 7 and the guide projections 14 on the inner circumference of the receptacle 8a are each engaged, so that the adjusting device 6 can be adjusted relative to the base body 2 simply by rotating about the thread axis and in the axial direction along the thread axis relative to the Body 2 is fixed. It can thus be prevented that the adjusting device 6 moves in the axial direction relative to the base body 2 when rotated about the thread axis.

1 und 2 zeigen zudem, dass die Querschnittsform der rotationsasymmetrischen Stelleinrichtung 6 entlang der Erstreckungsrichtung nicht einheitlich ist. Hierbei kann die Stelleinrichtung 6 mittig eine quadratische bzw. polygonale Querschnittsform aufweisen und vorzugsweise am oberen Ende eine kreisförmige Querschnittsform und am distalen Ende eine elliptische Querschnittsform. Somit ergibt sich am oberen Ende im Bereich des Bohrlochs 4 eine leichte Verdrehbarkeit und im mittleren Bereich eine gewichts- und platzsparende Form der Stelleinrichtung 6. 1 and 2 also show that the cross-sectional shape of the rotationally asymmetric Stell device 6 is not uniform along the direction of extension. In this case, the actuating device 6 can have a square or polygonal cross-sectional shape in the center and preferably a circular cross-sectional shape at the upper end and an elliptical cross-sectional shape at the distal end. This results in a slight twistability at the upper end in the area of the borehole 4 and in the middle area a weight- and space-saving shape of the adjusting device 6.

3A zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht des distalen Endes der Knochenschraube 1 im ersten Zustand des Grundkörpers 2. Dabei erstreckt sich eine Hauptachse HA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 parallel zur Hauptachse der elliptischen Querschnittsform der komplementär geformten Aufnahme 8a im Inneren des Grundköpers 2 und verläuft durch (bzw. schneidet) die schlitzförmigen Öffnungen 8 in der Mantelfläche des Grundkörpers 2. Die Hauptachse HA des elliptischen Querschnitts ist vorzugsweise gleich wie oder kleiner als der Außendurchmesser des Grundkörpers 2. Insbesondere ist der Außendurchmesser der Stelleinrichtung 6 niemals größer als der Außendurchmesser des Grundkörpers 2. Im ersten Zustand des Grundkörpers 2 fällt eine Nebenachse NA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 mit einer Nebenachse der elliptischen Querschnittsform der komplementär geformten Aufnahme 8a im Inneren des Grundköpers 2 zusammen. 3A shows a schematic and perspective view of the distal end of the bone screw 1 in the first state of the base body 2. A main axis HA of the elliptical cross-sectional shape of the actuating element 7 extends parallel to the main axis of the elliptical cross-sectional shape of the complementarily shaped receptacle 8a inside the base body 2 and runs through (or intersects) the slit-shaped openings 8 in the lateral surface of the base body 2. The main axis HA of the elliptical cross section is preferably the same as or smaller than the outer diameter of the base body 2. In particular, the outer diameter of the actuating device 6 is never greater than the outer diameter of the base body 2 In the first state of the base body 2 , a minor axis NA of the elliptical cross-sectional shape of the adjusting element 7 coincides with a minor axis of the elliptical cross-sectional shape of the complementarily shaped receptacle 8a inside the base body 2 .

Im ersten Zustand des Grundkörpers 2 bilden die komplementär geformten Querschnittsformen des Stellelements 7 und der die Aufnahme 8a definierenden Schenkel des Grundkörpers 2 gemeinsam eine Kreisform. Somit ergibt sich am Außenumfang des Grundkörpers 2 eine kreisförmige Querschnittsform mit einem Durchmesser D1. 3B zeigt eine Querschnittsansicht gemäß einem Schnitt in der Ebene A in 3A der Knochenschraube 1 im ersten Zustand. Es sei darauf hingewiesen, dass die Darstellung der Hauptachse HA und der Nebenachse NA des elliptischen Querschnitts in 3A aufgrund der perspektivischen Ansicht verzerrt ist. In der Querschnittsansicht in 3B sind die Hauptachse HA und die Nebenachse NA perspektivisch korrekt dargestellt.In the first state of the base body 2, the complementarily shaped cross-sectional shapes of the actuating element 7 and the legs of the base body 2 that define the receptacle 8a together form a circular shape. This results in a circular cross-sectional shape with a diameter D1 on the outer circumference of the base body 2 . 3B shows a cross-sectional view according to a section in the plane A in 3A the bone screw 1 in the first state. It should be noted that the representation of the major axis HA and the minor axis NA of the elliptical cross-section in 3A is distorted due to the perspective view. In the cross-sectional view in 3B the main axis HA and the secondary axis NA are shown correctly in perspective.

4A zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht des distalen Endes der Knochenschraube 1 im zweiten Zustand des Grundkörpers 2. Der zweite Zustand wird ausgehend vom ersten Zustand des Grundkörpers 2 durch Verdrehung der Stelleinrichtung 6 um 90° um die Gewindeachse erreicht. Dieser zweite Zustand entspricht einer maximalen Querschnittsvergrößerung des Grundkörpers 2. 4A shows a schematic and perspective view of the distal end of the bone screw 1 in the second state of the base body 2. Starting from the first state of the base body 2, the second state is achieved by rotating the adjusting device 6 by 90° about the thread axis. This second state corresponds to a maximum cross-sectional enlargement of the base body 2.

Im zweiten Zustand des Grundkörpers 2 verläuft die Nebenachse NA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 durch die schlitzförmigen Öffnungen 8 in der Mantelfläche des Grundköpers 2. Die Hauptachse HA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 liegt quer in der Aufnahme 8a im Inneren des Grundkörpers 2 und verdrängt dabei die die Aufnahme 8a bildenden Schenkel des Grundkörpers 2 radial nach außen. Infolgedessen ergibt sich am Außenumfang des Grundkörpers 2 eine näherungsweise elliptische Querschnittsform mit einem einen maximalen Durchmesser D2.In the second state of the base body 2, the minor axis NA of the elliptical cross-sectional shape of the actuating element 7 runs through the slot-shaped openings 8 in the lateral surface of the base body 2. The major axis HA of the elliptical cross-sectional shape of the actuating element 7 lies transversely in the receptacle 8a inside the base body 2 and is displaced the legs of the base body 2 forming the receptacle 8a extend radially outwards. As a result, an approximately elliptical cross-sectional shape with a maximum diameter D2 results on the outer circumference of the base body 2 .

Im zweiten Zustand des Grundkörpers 2 bilden das Stellelement 7 und die die Aufnahme 8a bildenden Schenkel 5 also eine Querschnittsform, die nicht kreisförmig ist. 4B zeigt eine Querschnittsansicht gemäß einem Schnitt in der Ebene B in 4A der Knochenschraube 1 im zweiten Zustand.In the second state of the base body 2, the adjusting element 7 and the legs 5 forming the receptacle 8a form a cross-sectional shape that is not circular. 4B shows a cross-sectional view according to a section in the plane B in 4A the bone screw 1 in the second state.

Auch hier sei darauf hingewiesen, dass die Darstellung der Hauptachse HA und der Nebenachse NA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 in 4A aufgrund der perspektivischen Ansicht verzerrt ist. In der Querschnittsansicht in 4B sind die Hauptachse HA und die Nebenachse NA perspektivisch korrekt dargestellt.It should also be pointed out here that the illustration of the main axis HA and the secondary axis NA of the elliptical cross-sectional shape of the actuating element 7 in FIG. 4A is distorted due to the perspective view. In the cross-sectional view in 4B the main axis HA and the secondary axis NA are shown correctly in perspective.

5 zeigt einen Querschnittsunterschied zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand der Knochenschraube 1. Die maximale Querschnittserweiterung der Knochenschraube ergibt sich zu ΔD = D2-D1. 5 shows a cross-sectional difference between the first state and the second state of the bone screw 1. The maximum cross-sectional expansion of the bone screw results in ΔD=D2-D1.

6A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Knochenschraube 1 mit einem spitzen Endabschnitt 10 im ersten Zustand. Somit können die Vorteile einer herkömmlichen spitzen Schraube 1 auch bei der vorliegenden Knochenschraube 1 gewährleistet werden. Die Spitze 10 ist am distalen Ende der Stelleinrichtung 6 angeordnet und vorzugsweise einstückig mit der Stelleinrichtung 6 ausgebildet. 6A shows a perspective view of a bone screw 1 with a pointed end section 10 in the first state. In this way, the advantages of a conventional pointed screw 1 can also be guaranteed with the present bone screw 1 . The tip 10 is arranged at the distal end of the adjusting device 6 and is preferably formed in one piece with the adjusting device 6 .

6B zeigt die Knochenschraube 1 mit spitzem Endabschnitt 10 im zweiten Zustand. Die zwei fingerartigen Abschnitte 5 bzw. Schenkel 5 des Aufweitungsabschnitts 5 sind im zweiten Zustand, wie in 8B dargestellt, am distalen Ende der Schraube unter Aufweitung des Schlitzes voneinander abgespreizt. 6B shows the bone screw 1 with a pointed end section 10 in the second state. The two finger-like sections 5 or legs 5 of the widening section 5 are in the second state, as in FIG 8B shown, spread apart at the distal end of the screw while widening the slot.

7A zeigt einen Schraubenkopf 11 mit einem Stellglied 9 und einer Anzeigeeinrichtung zur Darstellung der Drehstellung des Stellglieds 9 entsprechend dem zweiten Zustand des Grundkörpers 2, in welchem die Querschnittform des Grundkörpers 2 den größten Durchmesser aufweist. Der Schraubenkopf 11 weist einen Außensechskant auf, der mit einem entsprechenden Werkzeug in Eingriff genommen werden, um die Knochenschraube 1 in einen zu behandelnden Knochen einzuschrauben. 7A zeigt ein Stellglied 9 am oberen Ende der Stelleinrichtung 6, die am oberen Ende des Schraubenkopfs 11 freiliegt. Hier handelt es sich um eine einfache Schlitznut der beispielsweise mit einem Schlitzschraubenzieher betätigt werden kann. 7A shows a screw head 11 with an actuator 9 and a display device for showing the rotational position of the actuator 9 corresponding to the second state of the base body 2, in which the cross-sectional shape of the base body 2 has the largest diameter. The screw head 11 has an external hexagon which engages with a corresponding tool be taken to screw the bone screw 1 into a bone to be treated. 7A shows an actuator 9 at the top of the actuator 6, which is exposed at the top of the screw head 11. This is a simple slotted groove that can be operated with a slotted screwdriver, for example.

Das Stellglied 9 kann zudem mit einem Verstell-Mechanismus ausgestattet sein, welcher ein Formgedächtniselement oder ein piezoelektrisches Element (jeweils nicht dargestellt) umfasst. Hierbei kann durch elektrische oder temperaturbedingte Einwirkung von außen die Stelleinrichtung 6 berührungslos gedreht werden. Somit ergibt sich der Vorteil, dass das Stelleinrichtung in einer bereits implantierten Knochenschraube 1 nachträglich verdreht werden kann, um nach Lockerung der Knochenschraube erst nach einer gewissen Zeit nach der Implantierung eine Querschnittserweiterung zu erwirken.The actuator 9 can also be equipped with an adjustment mechanism which includes a shape memory element or a piezoelectric element (each not shown). In this case, the actuating device 6 can be rotated in a non-contact manner by electrical or temperature-related influences from the outside. This results in the advantage that the adjusting device can be subsequently rotated in a bone screw 1 that has already been implanted, in order to achieve an enlargement of the cross section after loosening the bone screw only after a certain time after the implantation.

Mit der Anzeigeeinrichtung wird eine Drehstellung der Stelleinrichtung 6 angezeigt, die dem ersten oder zweiten Zustand der Knochenschraube 1 entspricht. Dies ist in 7A der Einfachheit halber durch einen Kreis und eine Ellipse dargestellt. In 7A steht die Anzeigeeinrichtung auf die Ellipse zeigend und die Stelleinrichtung 6 befindet sich demnach im zweiten Zustand.A rotational position of the adjusting device 6 that corresponds to the first or second state of the bone screw 1 is displayed with the display device. this is in 7A represented by a circle and an ellipse for the sake of simplicity. In 7A the display device is pointing to the ellipse and the setting device 6 is accordingly in the second state.

7B zeigt den Schraubenkopf 11 der Knochenschraube 1 mit einer Anzeigeeinrichtung zur Darstellung des Drehwinkels der Stelleinrichtung 6 gegenüber dem Grundkörper 2 am Stellglied 9. In der vorliegenden Erfindung entspricht ein Drehwinkel von 0° der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung 6 und dem ersten Zustand des Grundkörpers 2, und ein Drehwinkel von 90° der zweiten Drehstellung der Stelleinrichtung 6 und dem zweiten Zustand des Grundkörpers 2. 7B shows the screw head 11 of the bone screw 1 with a display device for showing the angle of rotation of the adjusting device 6 relative to the base body 2 on the actuator 9. In the present invention, an angle of rotation of 0° corresponds to the first rotational position of the adjusting device 6 and the first state of the base body 2, and a rotation angle of 90° of the second rotary position of the adjusting device 6 and the second state of the base body 2.

7C zeigt den Schraubenkopf 11 mit einer als Verdrehschutz dienenden Arretierung 12. Diese Arretierung 12 dient dazu, um die Stelleinrichtung 6 in einer bestimmten Drehstellung gegenüber dem Grundkörper 2 zu arretieren und um ein Überdrehen oder Zurückdrehen der Stelleinrichtung 6 zu verhindern. Die Arretierung 12 wird z.B. durch einen Schiebemechanismus gewährleistet. In diesem wird, wenn sich das Stellglied 9 in der zweiten Drehstellung - d.h. 90° verdreht gegenüber der ersten Drehstellung - befindet, ein Schieber an der Oberfläche des Schraubenkopfs 11 teilweise radial zur Gewindeachse nach innen in eine entsprechende Schlitznut des Stellglieds 9 geschoben. Hierdurch ergibt sich eine Verdrehblockade. 7C shows the screw head 11 with a locking device 12 serving as anti-twist protection. This locking device 12 serves to lock the adjusting device 6 in a specific rotational position relative to the base body 2 and to prevent the adjusting device 6 from being over-tightened or turned back. The lock 12 is ensured, for example, by a sliding mechanism. In this, when the actuator 9 is in the second rotary position - ie rotated 90° compared to the first rotary position - a slider on the surface of the screw head 11 is pushed partially radially inward to the thread axis into a corresponding slotted groove of the actuator 9. This results in a twist blockade.

8A zeigt schematisch einen Querschnitt des Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Knochenschraube 1 mit einem Überdrehschutz 15 im ersten Zustand. Die Stelleinrichtung 6 weist im Bereich der Aufnahme 8a am Außenumfang eine keilförmige Ausbuchtung 15 auf. Im ersten Zustand liegt eine Seitfläche der keilförmigen Ausbuchtung 15 an einer Flanke eines ersten Schenkels 5 an und wird somit einseitig an einer Verdrehung gehindert. 8A shows schematically a cross section of the base body of a bone screw 1 according to the invention with an overtightening protection 15 in the first state. The adjusting device 6 has a wedge-shaped bulge 15 on the outer circumference in the area of the receptacle 8a. In the first state, a side surface of the wedge-shaped bulge 15 rests against a flank of a first leg 5 and is thus prevented from twisting on one side.

Die keilförmige Ausbuchtung 15 ist vorzugsweise an einem Abschnitt der Stelleinrichtung 6 angeordnet, an der die Stelleinrichtung 6 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, welches einem Abschnitt in Erstreckungsrichtung nahe eines oberen Ende der Aufnahme 8a entspricht. Durch das Verstellen der Stelleinrichtung 6 von der ersten in die zweite Drehstellung verschiebt sich die keilförmige Ausbuchtung 15 von der Flanke des ersten Schenkels 5 in Richtung eines zweiten Schenkels 5.The wedge-shaped bulge 15 is preferably arranged at a portion of the adjusting device 6 where the adjusting device 6 has a circular cross section which corresponds to a portion in the direction of extension close to an upper end of the receptacle 8a. By adjusting the adjusting device 6 from the first to the second rotational position, the wedge-shaped bulge 15 is displaced from the flank of the first leg 5 in the direction of a second leg 5.

8B zeigt schematisch einen Querschnitt des Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Knochenschraube 1 mit einem Überdrehschutz 15 im zweiten Zustand. 8B zeigt den zweiten Zustand in dem die Stelleinrichtung 6 maximal verdreht ist. Eine zweite Seitfläche der keilförmigen Ausbuchtung 15 liegt im zweiten Zustand an der Flanke des zweiten Schenkels 5 an. Somit wird eine weitere Verdrehung der Stelleinrichtung 6 verhindert. Somit kann ein Überdrehen der Stelleinrichtung 6 vermieden werden. 8B shows schematically a cross section of the base body of a bone screw 1 according to the invention with an overtightening protection 15 in the second state. 8B shows the second state in which the adjusting device 6 is rotated to the maximum. A second side face of the wedge-shaped bulge 15 is in contact with the flank of the second leg 5 in the second state. Thus, further rotation of the adjusting device 6 is prevented. Thus, an over-rotation of the adjusting device 6 can be avoided.

9 zeigt einen Längsschnitt eines Schraubenkopfs 11 einer weiteren erfindungsgemäßen Knochenschraube 1 mit einem schraubenbasierten Verstell-Mechanismus 16. Über den schraubenbasierten Verstell-Mechanismus 16 kann die Knochenschraube 1 zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand verstellt werden. Im Unterschied zur in 2 dargestellten Knochenschraube 1, wird die Stelleinrichtung 6 im Bohrloch 4 über ein Innengewinde 16a im Bohrloch 4 geführt. Durch das auf der Außenfläche der Stelleinrichtung 6 angeordnete Außengewinde 16b wird die Stelleinrichtung 6 in die Knochenschraube 1 eingeschraubt. Hierzu wird vorzugsweise ein Stellglied 9 in Form eines Innen-Sechskants verwendet. 9 shows a longitudinal section of a screw head 11 of another bone screw 1 according to the invention with a screw-based adjustment mechanism 16. The screw-based adjustment mechanism 16 can be used to adjust the bone screw 1 between a first and a second state. In contrast to the in 2 illustrated bone screw 1, the adjusting device 6 is guided in the borehole 4 via an internal thread 16a in the borehole 4. The adjusting device 6 is screwed into the bone screw 1 through the external thread 16b arranged on the outer surface of the adjusting device 6 . For this purpose, an actuator 9 in the form of a hexagon socket is preferably used.

Im schraubenbasierten Verstell-Mechanismus 16 kann durch die Länge des Innengewindes 16a festgelegt werden, wie tief die Stelleinrichtung 6 in die Knochenschraube 1 eingeschraubt werden kann bis das Außengewinde 16b der Stelleinrichtung 6 am unteren Ende des Innengewindes 16a ein weiteres Einschrauben blockiert. Somit kann innerhalb der Knochenschraube 1 sowohl ein Überdrehungsschutz als auch eine reibungsbedingte Arretierung aufwandsarm ermöglicht werden.In the screw-based adjustment mechanism 16, the length of the internal thread 16a can be used to determine how deep the adjusting device 6 can be screwed into the bone screw 1 until the external thread 16b of the adjusting device 6 at the lower end of the internal thread 16a blocks further screwing. Thus, both overtightening protection and friction-related locking can be made possible within the bone screw 1 with little effort.

Es sei darauf hingewiesen, dass in der in 9 dargestellten Knochenschraube 1 ein Festlegen der Stelleinrichtung 6 in axialer Richtung entlang der Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper 2 nicht festgelegt ist.It should be noted that in the in 9 illustrated bone screw 1 a Festle Is not fixed relative to the base body 2 gene of the adjusting device 6 in the axial direction along the thread axis.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Abänderungen und Variationen der Ausführungsbeispiele sind denkbar. So wären ein Ausführungsbeispiel mit einem Schraubenkopf mit einem Außen-Vierkant, Innen-Vierkant oder einer Flügelschraube, sowie Ausführungsbeispiele mit klinischen Köpfen, Schraube-Stab-Systemen oder U-Profilen möglich. Zudem kann das Stellglied 9 eine KreuzNut aufweisen.The present invention is not limited to the exemplary embodiments described. Further modifications and variations of the exemplary embodiments are conceivable. An exemplary embodiment with a screw head with an external square, internal square or a wing screw, as well as exemplary embodiments with clinical heads, screw-rod systems or U-profiles would be possible. In addition, the actuator 9 can have a cross groove.

Zudem offenbart ist ein Ausführungsbeispiel, in dem die Öffnung 8 nicht bis zum distalen Ende der Knochenschraube 1 reicht. Somit ergibt sich im mittleren Abschnitt der Knochenschraube 1 ein Aufweitungsbereich 5, der sich in der zweiten Drehstellung der Stelleinrichtung 6 nach außen aufweitet und am distalen Ende der Knochenschraube 1 wieder in eine kreisförmige Querschnittform des Grundkörpers 2 übergeht. Durch eine solche Anordnung kann eine lokale Aufweitung der Knochenschraube 1 im mittleren Bereich ermöglicht werden. Dies ist vorteilhaft, wenn die Knochenschraube 1 dazu vorgesehen ist, den zu behandelnden Knochen zu durchdringen.Also disclosed is an embodiment in which the opening 8 does not reach the distal end of the bone screw 1 . This results in a widening area 5 in the middle section of the bone screw 1, which widens outwards in the second rotary position of the adjusting device 6 and at the distal end of the bone screw 1 again changes into a circular cross-sectional shape of the base body 2. Such an arrangement allows a local widening of the bone screw 1 in the middle area. This is advantageous if the bone screw 1 is intended to penetrate the bone to be treated.

Des Weiteren offenbart ist ein Ausführungsbeispiel, in dem das Stellelement 7 nicht achsensymmetrisch wie eine Ellipse ausgebildet ist, sondern z.B. exzentrisch zur Gewindeachse angeordnet ist, um lediglich einen Querschnittsabschnitt der Knochenschraube 1 gezielt zu erweitern. Die Rotationsasymmetrie könnte sich zudem entlang der Erstreckungsrichtung verändern. Somit könnte bei entsprechenden Aussparungen und Aufweitungsabschnitten eine gezielte Ausbeulung an einer bestimmten Stelle entlang der Knochenschraube 1 ermöglicht werden.Also disclosed is an exemplary embodiment in which the adjusting element 7 is not designed to be axially symmetrical like an ellipse, but is arranged eccentrically to the thread axis, for example, in order to specifically widen only a cross-sectional section of the bone screw 1 . The rotational asymmetry could also change along the direction of extension. A targeted bulging at a specific point along the bone screw 1 could thus be made possible with corresponding recesses and widening sections.

Zudem sind verschiedene Varianten der Anzeigeeinrichtung zur Darstellung der Drehstellung der Stelleinrichtung möglich. Beispielsweise kann der Schraubenkopf derart beschriftet sein, dass der entsprechende Durchmesser der Knochenschraube 1 je nach Stellung des Stellglieds 9 anzeigt wird.In addition, different variants of the display device for showing the rotational position of the actuating device are possible. For example, the screw head can be labeled in such a way that the corresponding diameter of the bone screw 1 is indicated depending on the position of the actuator 9 .

Obwohl die Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsformen für eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht auf diese Weise zu beschränken, sondern so auszulegen, dass sie alle Modifikationen und alternative Konstruktionen verkörpern, die einem Fachmann auf adäquate Weise einfallen können, welche in den Schutzbereich der Ansprüche fallen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.Although the invention has been described with reference to specific embodiments for complete and clear disclosure, the appended claims should not be so limited but should be construed to embody all modifications and alternative constructions that may reasonably occur to those skilled in the art, which fall within the scope of the claims. In addition, the features of various embodiments can be combined to form further embodiments of the invention.

BezugszeichenlisteReference List

11
Schraubescrew
22
Grundkörperbody
33
Außengewindeexternal thread
44
Bohrlochborehole
55
Schenkel bzw. AufweitungsabschnitteLegs or expansion sections
66
Stelleinrichtungadjusting device
77
Stellelementactuator
88th
Schlitz bzw. Öffnungslit or opening
8a8a
Aufnahmerecording
99
Stellgliedactuator
1010
spitzer Endabschnittpointed end section
1111
Schraubenkopfscrew head
1212
Arretierung (Verdrehschutz)Lock (anti-rotation)
1313
Weiblicher Führungsabschnitt bzw. VertiefungFemale leading section or depression
1414
Männlicher Führungsabschnitt bzw. FührungsvorsprungMale guide section or guide projection
1515
Keilförmige Ausbuchtung (Überdrehschutz)Wedge-shaped bulge (overwind protection)
1616
Schraubenmechanismusscrew mechanism
16a16a
Innengewinde im SchraubenkopfInternal thread in the screw head
16b16b
Außengewinde der Stelleinrichtungexternal thread of the adjusting device
HAHA
Hauptachsemain axis
NAN / A
Nebenachsesecondary axis
D1D1
Durchmesser im ersten ZustandDiameter in the first state
D2D2
Durchmesser im zweiten Zustanddiameter in the second state

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 2451373 B1 [0005]EP 2451373 B1 [0005]
  • US 20130226251 A1 [0007]US20130226251A1 [0007]

Claims (15)

Schraube (1), insbesondere chirurgische Knochenschraube für den Einsatz in der Osteosynthese zur Erhöhung der Verankerungsstabilität in einer Knochenstruktur, umfassend: einen Grundkörper (2) mit einem sich entlang einer Gewindeachse erstreckenden Außengewinde (3), wobei der Grundkörper (2) zwischen einem ersten Zustand, in welchem die Knochenschraube (1) zum Einschrauben in die Knochenstruktur geeignet ist und/oder eine kreisförmige Querschnittsform aufweist, und einem zweiten Zustand, in welchem die Querschnittsform zur Verankerung der Knochenschraube (1) in der Knochenstruktur gegenüber dem ersten Zustand zumindest abschnittsweise verändert ist, überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (1) eine Stelleinrichtung (6) umfasst, die durch Drehung relativ zu dem Grundkörper (2) zwischen einer ersten und einer zweiten Drehstellung verstellbar ist, um den Grundkörper (2) zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand zu überführen.Screw (1), in particular surgical bone screw for use in osteosynthesis to increase the anchoring stability in a bone structure, comprising: a base body (2) with an external thread (3) extending along a thread axis, the base body (2) between a first State in which the bone screw (1) is suitable for screwing into the bone structure and/or has a circular cross-sectional shape, and a second state in which the cross-sectional shape for anchoring the bone screw (1) in the bone structure changes at least in sections compared to the first state is transferable, characterized in that the screw (1) comprises an adjusting device (6) which can be adjusted by rotating it relative to the base body (2) between a first and a second rotational position in order to move the base body (2) between the first State and the second state to convert. Schraube (1) nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (6) durch Drehung um die Gewindeachse zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellbar ist und/oder in axialer Richtung entlang der Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper (2) festgelegt ist, wobei vorzugsweise die Schraube eine Führungseinrichtung, insbesondere mit ineinandergreifenden Führungsabschnitten (13, 14), zur Führung der Drehbewegung der Stelleinrichtung (6) relativ zu dem Grundkörper (2) aufweist.Screw (1) according to the preceding claim, characterized in that the adjusting device (6) can be adjusted between the first and the second rotational position by rotation about the thread axis and/or is fixed in the axial direction along the thread axis relative to the base body (2). , the screw preferably having a guide device, in particular with guide sections (13, 14) engaging in one another, for guiding the rotational movement of the adjusting device (6) relative to the base body (2). Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) zur Überführung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand zumindest abschnittsweise verformbar ist, vorzugsweise elastisch.Screw (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (2) can be deformed, preferably elastically, at least in sections for the transition between the first and the second state. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt ist, vorzugsweise einstückig, bevorzugt monolithisch.Screw (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (2) is made of plastic and/or metal, preferably in one piece, preferably monolithic. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) einen Kopf (11) und einen sich davon erstreckenden Schaft aufweist, wobei sich das Außengewinde (3) vorzugsweise ausgehend vom Kopf (11) zumindest abschnittsweise oder vollständig über den Schaft erstreckt, wobei der Schaft bevorzugt im ersten Zustand eine zylindrische Mantelfläche und ggf. einen konischen Endabschnitt aufweist.Screw (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (2) has a head (11) and a shank extending therefrom, the external thread (3) preferably starting from the head (11) at least partially or completely extends over the shank, the shank preferably having a cylindrical lateral surface and possibly a conical end section in the first state. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) zumindest einen Schlitz (8) im Außengewinde (3) aufweist, der das Außengewinde (3) in verschiedene Gewindeabschnitte teilt, wobei die Gewindeabschnitte durch Überführen des Grundkörpers (2) zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand relativ zueinander bewegbar sind, wobei sich der Schlitz (8) vorzugsweise parallel und/oder radial zur Gewindeachse, bevorzugt diametral durch gesamten Querschnitt des Grundkörpers (2), erstreckt, besonders bevorzugt bis zum distalen Ende des Grundkörpers (2), sodass der Grundkörper (2) am distalen Ende wenigstens zwei freie Schenkel (5) aufweist.Screw (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (2) has at least one slot (8) in the external thread (3) which divides the external thread (3) into different thread sections, the thread sections being transferred by transferring the base body (2) can be moved relative to one another between the first and second states, the slot (8) preferably extending parallel and/or radially to the thread axis, preferably diametrically through the entire cross section of the base body (2), particularly preferably up to the distal end of the base body (2), so that the base body (2) has at least two free legs (5) at the distal end. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (6) zumindest ein Stellelement (7) aufweist, das bei Verstellung der Stelleinrichtung (6) von der ersten in die zweite Drehstellung die Überführung des Grundkörpers (2) vom ersten in den zweiten Zustand bewirkt, wobei vorzugsweise das Stellelement (7) bzgl. einer Drehachse der Stelleinrichtung (6) rotationsasymmetrisch ausgebildet oder exzentrisch angeordnet ist.Screw (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device (6) has at least one adjusting element (7) which, when the adjusting device (6) is adjusted from the first to the second rotational position, transfers the base body (2) from the causes the first to the second state, wherein the actuating element (7) is preferably configured rotationally asymmetrically with respect to an axis of rotation of the actuating device (6) or is arranged eccentrically. Schraube (1) nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) zumindest eine Aufnahme (8a) aufweist, in welcher das Stellelement (7) drehbar angeordnet ist, wobei die Aufnahme (8a) eine vorzugsweise konkave, insbesondere elliptische, Innenkontur aufweist, die in der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung (6) zu einer Außenkontur des Stellelements (7) komplementär ist.Screw (1) according to the preceding claim, characterized in that the base body (2) has at least one receptacle (8a) in which the adjusting element (7) is rotatably arranged, the receptacle (8a) having a preferably concave, in particular elliptical, Has inner contour which is complementary to an outer contour of the actuating element (7) in the first rotational position of the actuating device (6). Schraube (1) nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (7) die Innenkontur der Aufnahme (8a) beim Verstellen der Stelleinrichtung (6) von der ersten in die zweite Drehstellung verändert, vorzugsweise verformt, bevorzugt derart, dass sich ein Innenumfang der Aufnahme (8a) und/oder ein Außenumfang des Grundkörpers (2) vergrößert/vergrößern.Screw (1) according to the preceding claim, characterized in that the adjusting element (7) changes, preferably deforms, the inner contour of the receptacle (8a) when adjusting the adjusting device (6) from the first to the second rotary position, preferably in such a way that a The inner circumference of the receptacle (8a) and/or an outer circumference of the base body (2) increases/enlarges. Schraube (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (7) zumindest abschnittsweise eine elliptische Querschnittsform aufweist.Screw (1) after one of Claims 7 until 9 , characterized in that the adjusting element (7) has at least partially an elliptical cross-sectional shape. Schraube (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Stellelements (7) entlang der Drehachse der Stelleinrichtung (6) uneinheitlich ist, wobei vorzugsweise die Querschnittsfläche des Stellelements (7) zum distalen Ende der Schraube (1) zunimmt, wobei bevorzugt die Querschnittsform des Stellelements (7) zum distalen Ende der Schraube (1) hin von der Kreisform in eine Ellipsenform übergeht, bevorzugt kontinuierlich, besonders bevorzugt, indem lediglich ein Durchmesser der Hauptachse zunimmt.Screw (1) after one of Claims 7 until 10 , characterized in that the cross-sectional shape of the adjusting element (7) is non-uniform along the axis of rotation of the adjusting device (6), the cross-sectional area of the adjusting element (7) preferably increasing towards the distal end of the screw (1), the cross-sectional shape of the adjusting element (7 ) to the distal end of the Screw (1) goes from the circular shape into an elliptical shape, preferably continuously, particularly preferably by only increasing a diameter of the main axis. Schraube (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Radius des Stellelements (7) dem Radius des Außengewindes (3) im ersten Zustand des Grundkörpers (2) entspricht und/oder ein minimaler Radius des Stellelements (7) dem minimalen Radius der Aufnahme (8a) entspricht.Screw (1) after one of Claims 8 until 11 , characterized in that a maximum radius of the adjusting element (7) corresponds to the radius of the external thread (3) in the first state of the base body (2) and/or a minimum radius of the adjusting element (7) corresponds to the minimum radius of the receptacle (8a). Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (1) eine Anzeigeeinrichtung aufweist, um anzuzeigen, ob sich die Stelleinrichtung (6) in der ersten oder in der zweiten Drehstellung befindet, und/oder ob sich der Grundkörper (2) im ersten oder im zweiten Zustand befindet.Screw (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the screw (1) has an indicator device to indicate whether the adjusting device (6) is in the first or in the second rotational position and/or whether the base body (2) is in the first or second state. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (6) mechanisch oder berührungslos zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellbar ist, vorzugsweise durch ein Formgedächtniselement oder ein piezoelektrisches Element, bevorzugt durch Drehung der Stelleinrichtung (6) um 90° um die Gewindeachse.Screw (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device (6) can be adjusted mechanically or without contact between the first and the second rotational position, preferably by a shape memory element or a piezoelectric element, preferably by rotating the adjusting device (6) by 90° around the thread axis. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (1) eine Arretierung (12) aufweist, um die Stelleinrichtung (6) in der ersten und/oder in der zweiten Drehstellung zu arretieren.Screw (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the screw (1) has a locking device (12) in order to lock the adjusting device (6) in the first and/or in the second rotational position.
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