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Die
Erfindung betrifft eine medizinische Schraube gemäß dem Oberbegriff
des Schutzanspruchs 1.
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Derartige
medizinische Schrauben sind aus dem Stand der Technik bekannt und
werden z. B. zum Fixieren von Knochenblöcken im Kieferbereich bei einer
Knochenrückbildung,
bspw. aufgrund einer Unterbelastung des Kieferknochens unter einer Zahn-Brücke verwendet.
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Zur
Fixierung eines Knochenblockes mittels einer Knochenschraube wird
nach dem Stand der Technik in einem ersten Schritt in den vorhandenen Bestandsknochen
ein Kernloch gebohrt, in dem der Knochenblock über die Schraube anschließend fixiert
wird. Zur Fixierung des Knochenblockes muss die Schraube durch ein
sogenanntes Gleitloch im Knochenblock in das Kernloch im Bestandsknochen eingeschraubt
werden. Problematisch bei diesem Vorgehen ist, dass im Anschluss
an die Kernlochbohrung in der Regel permanentes Einbluten in das
Operationsgebiet zu verzeichnen ist, aufgrund dessen das Kernloch
oft nur schwierig gefunden werden kann. Das Auffinden des Kernlochs
wird außerdem dadurch
erschwert, dass die Operationsgebiete im intraoralen Bereichen liegen
und daher nur schwierig zugänglich
sind.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile
zu beseitigen und eine medizinische Schraube derart weiter zu bilden,
dass eine einfache Fixation von Knochenblöcken im Kieferbereich erreicht
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine medizinische Schraube mit den Merkmalen des Schutzanspruchs
1.
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Die
erfindungsgemäße medizinische Schraube
weist einen im Wesentlichen zylinderförmigen Schaft mit einer Längsachse,
einem maximalen Schaftdurchmesser und einem Gewinde auf, das sich
zumindest über
einen Teil des Schafts erstreckt, wobei an dem Schaft ein Schraubenkopf
mit einer unrunden Ausnehmung zur Übertragung einer Schraubkraft
auf die Schraube mit einer maximalen Erstreckung quer zur Längsachse
angeordnet ist, wobei die Schraube als Schlagschraube ausgebildet ist.
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Die
erfindungsgemäße Schraube
ist als Schlagschraube ausgebildet, d. h. dass die Schraube einerseits
durch Schläge
mit einem Hammer oder einem ähnlichen
Gebilde auf ein Griffende des Schraubendrehers in den Knochen getrieben
werden kann und andererseits mittels des Schraubendrehers, der in
die unrunde Ausnehmung, die bspw. als Kreuzschlitz-, 4-kant, 3-kant,
Inbus- oder Torx-Ausnehmung ausgebildet sein kann, eingreift, in
den Knochen geschraubt werden kann. Durch eine derartige Ausbildung
der Schraube ist es möglich,
einen Knochenblock direkt auf die Schlagschraube aufzuschieben und
anschließend
die Schlagschraube direkt an der gewünschten Position in den Knochen
zu treiben. Auf diese Weise kann mit wenigen dosierten Schlägen eine
erste Fixation stattfinden, wobei in Abhängigkeit von der Härte des
Knochens, die Schraube weiter mit einem Hammer eingetrieben bzw.
mit einem Schraubendreher eingedreht werden kann. Für eine gezielte
Einleitung der Schlagkraft ist es sinnvoll, die Hammerschläge über einen
Schraubendreher auf die Schraube zu leiten. Eine abschließende Fixation
der Schraube findet in der Regel mittels Einschrauben statt, da
auf diese Weise eine bessere Dosierung eines letztendlichen Anpressdrucks
zwischen dem Knochenblock und dem Bestandsknochen erfolgen kann.
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Um
eine übermäßige Belastung
des Schraubenkopfes und im Extremfall ein Abreißen desselben zu vermeiden,
ist es sinnvoll, die maximale Erstreckung der unrunden Ausnehmung
kleiner als den maximalen Schaftdurchmesser auszubilden. Durch eine
derartige Dimensionierung der Ausnehmung wird erreicht, dass ein über einen
Schraubendreher eingeleiteter Schlag zentral in den Schaft der Schraube
eingeleitet wird und nicht durch ein verkipptes Schlagen auf den
Schraubenkopf eine Beschädigung der
Schraube verursacht.
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Es
ist dabei sinnvoll, die Ausnehmung zentrisch in dem Schraubenkopf
anzuordnen und eine im Idealfall symmetrische Ausgestaltung der
Ausnehmung zu wählen.
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Zentrisch
in der Ausnehmung kann außerdem
ein Sackloch vorgesehen sein. Mittels des Sacklochs ist es möglich, mittels
eines speziellen Werkzeugs, das einen Schlagbolzen aufweist, der
geeignet ist, in das Sackloch eingeführt zu werden, einen Schlag
auf das Werkzeug gezielt in den Schaft der medizinischen Schraube
einzuleiten, ohne eine Belastung für den Schraubenkopf sowie die
Ausnehmung zur Übertragung
der Schraubkraft zu verursachen. Das Werkzeug kann bspw. ein Kreuzschlitz-Schraubendreher
mit einem an der Spitze angeordneten Schlagbolzen sowie einer am
Griff befindlichen Schlagplatte sein.
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Das
in der Ausnehmung vorgesehene Sackloch erstreckt sich vorzugsweise
in Axialrichtung bis in den Schaft, so dass durch eine gewisse Eintauchtiefe
des Schlagbolzens eine Führung
des Werkzeugs erreicht wird und dadurch eine Einlenkung der Schlagkraft
in Axialrichtung gewährleistet
ist.
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Um
ein Eintreiben der Schraube in einen Knochen zu erleichtern, kann
am distalen Ende des Schafts ein Schlagkegel angeordnet sein. Der Schlagkegel
bildet am distalen Ende des Schafts eine kegelförmige Spitze aus und ermöglicht so
ein Eintreiben der Schraube, ohne größere Schäden zu verursachen, und gewährleistet
gleichzeitig, dass das verdrängte
Knochenmaterial verdichtet wird.
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In
einem Bereich zwischen dem Schlagkegel und dem Gewinde kann außerdem ein
Kernzylinder angeordnet sein, der einen glatten Übergangsbereich zwischen dem
Schlagkegel und dem Gewinde ausbildet. Der Schlagkegel kann außerdem wenigstens
eine Längsnut
aufweisen, die sich auch bis in den Bereich des Kernzylinders erstrecken
kann. Bevorzugterweise werden zwei Längsnuten vorgesehen. Die Längsnuten
bewirken einen langsameren Anstieg des Durchmessers der Schraube
im Bereich der Längsnut
und ermöglichen
so eine weitere Verdichtung des verdrängten Knochenmaterials. Nach einer
vollständigen
Fixation des Knochenblockes bewirken die Längsnuten außerdem eine Sicherung der Schraube
gegen ein ungewolltes Ausdrehen aus dem Kieferknochen.
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Um
die angesprochene Sicherung der Schraube gegen Ausdrehen zu gewährleisten
und um zusätzlich
das Einschrauben der Schraube zu erleichtern, ist die wenigstens
eine Längsnut
mit einer im Wesentlichen entlang eines Radius des Kegels verlaufenden
ersten Seitenwandung und einer bogenförmig entgegen der Ausdrehrichtung
verlaufenden zweiten Seitenwandung ausgebildet. Es wird dadurch
erreicht, dass beim Eindrehen einerseits eine Schneidwirkung erreicht
wird und andererseits eine Verdichtung des Knochenmaterials stattfindet.
Zusätzlich
wird ein Ausdrehen aufgrund der bogenförmig verlaufenden zweiten Seitenwandung,
mittels derer Knochenmaterial in die Nut befördert wird, verhindert.
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Um
bei der Fixation eine Beschädigung
des Knochenblocks zu verhindern, kann im proximalen Bereich der
Schraube zwischen dem Gewinde und dem Schraubenkopf ein zylindrischer
Gleitbereich angeordnet sein. In diesem Gleitbereich kommt ein Gleitloch
des Knochenblocks zum Liegen, so dass eine Beschädigung des Knochenblocks durch
die Windungen der Schraube vermieden wird.
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Der
distal angeordnete Kernzylinder weist vorzugsweise einen Durchmesser
auf, der im Wesentlichen einem Kerndurchmesser des Gewindes entspricht.
Auf diese Weise kann ein allmählicher Übergang
zwischen dem Kernzylinder und dem Gewinde erfolgen, wobei ein Gewindedurchmesser
ausgehend von dem Kerndurchmesser bis zu einem Durchmesser des Gleitbereichs,
der vorteilhafterweise im Wesentlichen einem maximalen Außendurchmesser
des Gewindes entspricht, ansteigt. Vorteilhafterweise steigt der
Gewindedurchmesser innerhalb von zwei bis vier, insbesondere drei
Windungen vom Kerndurchmesser auf den Durchmesser des Gleitbereiches
an, so dass einerseits ein zügiger Übergang
vom Kernzylinder in das Gewinde stattfindet und andererseits beim
Einschlagen der Schraube extreme Belastungen der vorderen Gewindeflanken vermieden
werden. An dem Gewinde kann außerdem
eine Schneidkante vorgesehen sein, sodass die Schraube ohne großen Kraftaufwand
und ohne Beschädigungen
des Bestandknochens eingeschraubt werden kann.
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Ein
medizinischer Schraubendreher zum Eindrehen und/oder Einschlagen
der medizinischen Schraube weist vorzugsweise einen an einem distalen
Arbeitsende vorzugsweise zentrisch angeordneten zylindrischen Fortsatz
zur Übertragung
der Schlagkraft auf.
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An
einem proximalen Ende ist zur Vergrößerung einer Schlagfläche bevorzugt
eine Schlagplatte angeordnet.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Figuren eingehend erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
räumliche
Darstellung eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Schraube,
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2 die
Schraube aus 1 in Seitenansicht,
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2a eine
Ausschnittsvergrößerung aus 2,
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2b eine
räumlich
dargestellte Ausschnittsvergrößerung aus 2a,
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3 eine
Draufsicht von oben auf die Schraube aus den 1 und 2,
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4 eine
Draufsicht von unten auf die Schraube aus den 1 bis 3,
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5 eine
räumliche
Darstellung eines entsprechenden Schraubendrehers und
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5a eine
Ausschnittsvergrößerung aus 5.
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1 zeigt
eine räumliche
Darstellung einer erfindungsgemäßen Schraube
mit einem Schaft 2 und einem daran angeordneten Schraubenkopf 6. Der
Schaft 2 ist im vorliegenden Beispiel in vier Abschnitte
unterteilt. Vom Schraubenkopf 6 ausgehend fol gen nacheinander
ein zylindrischer Gleitbereich 20, ein Gewinde 4,
ein Kernzylinder 14 sowie als distaler Abschluss ein Schlagkegel 12.
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Der
distal angeordnete Schlagkegel 12 ermöglicht, dass die Schraube mittels
gezielter Schläge,
die bspw. über
einen Schraubendreher in den Schaft 2 eingeleitet werden,
in einen Knochen getrieben werden kann. Der Schlagkegel 12 geht
in proximaler Richtung in einen Kernzylinder 14 über, der
einen Übergang
von dem Schlagkegel 12 zum Gewinde 4 bildet. Ausgehend
von einer Spitze des Schlagkegels 12 erstrecken sich zwei
Längsnuten 16 in
proximaler Richtung bis in den Kernzylinder 14. Die Längsnuten 16 gewährleisten
beim Einschlagen der Schraube eine Knochenverdichtung beim Eindrehen der
Schraube eine Schneid- bzw. Bohrwirkung und sichern die Schraube
im vollständig
eingesetzten Zustand gegen ein ungewolltes Ausdrehen.
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Von
dem Kernzylinder 14 ausgehend erstreckt sich weiterhin
in proximaler Richtung das Gewinde 4, das ausgehend von
einem Durchmesser des Kernzylinders 14, der im Wesentlichen
einem Kerndurchmesser k des Gewindes 4 entspricht, auf einen
Außendurchmesser
a ansteigt, der im Wesentlichen einem Durchmesser des zylindrischen
Gleitbereichs 20 entspricht. Durch ein langsames Ansteigen des
Gewindedurchmessers wird vermieden, dass beim Einschlagen der Schraube
in einen Knochen zu große
Kräfte
auf die vorderen Flanken des Gewindes 4 wirken, so dass
eine Beschädigung
des Gewindes 4 vermieden wird.
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Im
Anschluss an das Gewinde 4, das sich etwa über die
Hälfte
der Länge
des Schafts 2 erstreckt, schließt sich der zylindrische Gleitbereich 20 an.
Im zylindrischen Gleitbereich 20 kann beim Fixieren eines
Knochenblockes der Knochenblock mit einem Gleitloch zum Liegen kommen,
wodurch eine Beschädigung
des Knochenblocks durch Flanken des Gewindes 4 vermieden
wird.
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Ein
proximaler Abschluss der Schraube wird durch den an dem zylindrischen
Gleitbereich 20 angeordneten Schraubenkopf 6 gebildet.
Der Schraubenkopf 6 weist im vorliegenden Fall eine als
Kreuzschlitz ausgebildete Ausnehmung 8 auf, in der zentrisch
ein Sackloch 10 angeordnet ist. Das Sackloch 10 erstreckt
sich entlang einer Längsachse
L der Schraube bis in den Bereich der Schafts 2 und gewährleistet
damit, dass ein spezielles Werkzeug mit einem Schlagbolzen, der
in das Sackloch 10 eingeführt wird, in axialer Verlängerung
der Schraube angesetzt wird und gewährleistet damit eine Schlagkrafteinleitung
in axialer Richtung.
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2 zeigt
die Schraube aus 1 in einer Seitenansicht und 2a zeigt
eine Ausschnittsverzögerung
des Schafts 2 der Schraube aus 2. In den
Seitenansichten ist besonders deutlich eine der an dem Schlagkegel 12 angeordneten
Längsnuten 16 zu
erkennen. Die Längsnut 16 weist
eine in Einschraubrichtung hinten liegende erste Seitenwandung 18a auf,
die im Wesentlichen entlang eines Radius des Schlagkegels 12 verläuft. Die
erste Seitenwandung 18a bildet am Übergang in den Schlagkegel 12 eine
erste Schneidkante aus, die beim Einschrauben der Schraube eine
Aushöhlung
des Bestandsknochens in Größe des Kernzylinders 14 bewirkt. Eine
zweite Seitenwandung 18b ist im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet
und verhindert im eingeschraubten Zustand ein ungewolltes Aufdrehen
der Schraube. Im proximalen Bereich der Schraube ist in 2 die
Erstreckung des Sackloches 10 in den Bereich des zylindrischen
Gleitbereichs 20 angedeutet. Wie oben angedeutet, wird
durch ein mit einem Schlagbolzen ausgestattetes Werkzeug ein Schlag auf
das Werkzeug in Axialrichtung in den Schaft 2 der Schraube
eingeleitet und somit ein linearer Vortrieb gewährleistet.
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2b zeigt
eine räumlich
dargestellte Vergrößerung des
distalen Bereichs der Darstellung aus 2a. In
dieser Darstellung sind einerseits die an dem Schlagkegel 12 angeordnete
Längsnut 16 und deren
Seitenwandungen 18a, 18b zu erkennen und andererseits
ist eine weitere Längsnut
im Bereich der ersten Windungen ausgehend von dem Kernzylinder 14 des
Gewindes 4 zu erkennen. Durch die weitere Längsnut,
die hier in axialer Verlängerung
der Längsnut 16 angeordnet
ist, werden an den ersten Gewindegängen, insbesondere den ersten
drei Gewindegängen,
Schneidekanten 22 ausgebildet, die ein Eindrehen der Schraube
erleichtern und das zum Eindrehen notwendige Gewinde in den Bestandsknochen
schneiden.
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3 zeigt
eine Draufsicht von oben auf die Schraube aus den 1 und 2.
An dieser Draufsicht ist besonders deutlich die Ausnehmung 8 in dem
Schraubenkopf 6 zu erkennen, in der zentrisch das Sackloch 10 angeordnet
ist. Eine maximale Erstreckung 1 der Ausnehmung 8 ist
vorzugsweise nicht größer als
ein maximaler Schaftdurchmesser s. Im vorliegenden Beispiel entspricht
der maximale Schaftdurchmesser s einem Außendurchmesser a des Gewindes 4 und
entspricht damit einem Durchmesser des zylindrischen Gleitbereichs 20.
Dadurch, dass die maximale Erstreckung 1 der Ausnehmung 8 auf
den Bereich einer Projektion des zylindrischen Gleitbereichs 20 entlang
der Längsachse
auf den Schraubenkopf 6 begrenzt wird, wird erreicht, dass auch
bei Verwendung eines normalen Werkzeugs, in diesem Fall eines herkömmlichen
Kreuzschlitz-Schraubendrehers, eine Beschädigung des Schraubenkopfes 6 aufgrund
einer ungleichmäßigen Kraftverteilung
vermieden wird.
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In
der in 4 dargestellten Draufsicht von unten auf die Schraube
aus den 1 bis 3 ist besonders
deutlich die Ausgestaltung der Seitenwandungen 18a, 18b der
Längsnut 16 zu
erkennen. Während
die erste Seitenwandung 18a im Wesentlichen entlang des
Radius des Schlagkegels 12 verläuft, ist die zweite Seitenwandung 18b bogenförmig ausgestaltet.
In Ausdrehrichtung wird auf diese Weise entlang der zweiten Seitenwandung 18b Knochenmaterial
in die Längsnut 16 befördert und
somit ein Sperren der Schraube gegen ein Lösen bzw. ungewolltes Ausdrehen
erreicht.
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Erfindungsgemäße Schrauben
werden bevorzugterweise aus biokompatiblen Materialien, bspw. Edelstahl
oder Titan gefertigt. Außer
den oben aufgezählten
Formen für
die Ausnehmung 8 sind dem Fachmann weitere Formen für derartige
Ausnehmungen zur Schraubkraftübertragung
bekannt. Beispielhaft werden Vierkant-, Dreikant-, Tri-Wing- und
Torq-Set-Ausnehmungen angeführt.
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5 zeigt
eine räumliche
Darstellung eines Schraubendrehers, wie er in Verbindung mit der
oben beschriebenen Schraube verwendet wird. In 5a ist
ein vorderer Abschnitt des Schraubendrehers vergrößert dargestellt.
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Ein
distales Arbeitsende 23 des Schraubendrehers ist zur Schraubkraftübertragung
als Kreuzschlitz ausgebildet und weist zentrisch einen zylindrischen
Fortsatz 24 auf, der in das Sackloch 10 der Schraube
eingreift. Der zylindrische Fortsatz 24 weist eine Axialerstreckung
auf, die in etwa einer Tiefe des Sackloches 10 entspricht.
Um einen Schlage hauptsächlich über den
Fortsatz 24 in die Schraube einzuleiten, ohne die Schlagkraft über den
Kreuzschlitz zu leiten, ist der Fortsatz 24 in der Regel
etwas länger ausgebildet
als das Sackloch 10 tief ist. Ein Eingriff des Kreuzschlitz
in die Ausnehmung 8 der Schraube muss jedoch gewährleistet
bleiben, um auch eine Schraubkraft weiterhin zuverlässig übertragen
zu können.
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Am
proximalen Ende des Schraubendrehers ist außerdem eine Schlagfläche 26 vorgesehen,
die im vorliegenden Beispiel als kreisrunde Schlagplatte ausgebildet
ist. Die Schlagfläche 26 vergrößert das proximale
Ende des Schraubendrehers und erleichtert somit das Schlagen mittels
eines Hammers auf den Schraubendreher.
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- 2
- Schaft
- 4
- Gewinde
- 6
- Schraubenkopf
- 8
- Ausnehmung
- 10
- Sackloch
- 12
- Schlagkegel
- 14
- Kernzylinder
- 16
- Längsnut
- 18a
- erste
Seitenwandung
- 18b
- zweite
Seitenwandung
- 20
- zylindrischer
Gleitbereich
- 22
- Schneidkante
- 24
- zylindrischer
Fortsatz
- 26
- Schlagfläche
- L
- Längsachse
- s
- max.
Schaftdurchmesser
- l
- max.
Erstreckung
- k
- Kerndurchmesser
- a
- Außendurchmesser