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Die Erfindung betrifft eine medizinische Knochenschraube, insbesondere aus einer Titanlegierung, mit einem ein, vorzugsweise selbstschneidendes, Knochengewinde aufweisenden, sich entlang einer Längsmittelachse der Knochenschraube erstreckenden Schaft und mit einem von einem hinteren Knochenschraubenende her zugänglichen Antrieb, umfassend eine Öffnung mit einer inneren Umfangsfläche.
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Bekannte Knochenschrauben zur Fixation von Knochenplatten weisen üblicherweise ein Knochengewinde sowie axial benachbart in einem Schraubenkopf ein Verblockungsgewinde zum Verblocken mit einer Knochenplatte auf. Es existieren Knochenschrauben mit den unterschiedlichsten Antrieben. Bekannt sind Knochenschrauben mit Kreuzschlitzantrieb, Mehrkantantrieb sowie Torx-Antrieb. Üblicherweise sind Knochenschrauben aus harten Materialien, wie Titanlegierungen, ausgebildet, so dass der von hinten zugängliche Antrieb aufwändig in die hintere Stirnseite der Schraube gefräst werden muss. Dies ist zeit- und kostenintensiv. Darüber hinaus ist die Sterilisierbarkeit bekannter Knochenschrauben aufgrund der verwinkelten bekannten Antriebe verbesserungsbedürftig. Ferner ist von Nachteil, dass die bekannten Knochenschrauben sich vergleichsweise leicht von einem korrespondierenden chirurgischen Werkzeug, auf welches sie axial aufgeschoben werden, lösen und auf den Operationstisch, den Boden oder in die offene Wunde hineinfallen können. Ferner besteht die Gefahr, dass das chirurgische Werkzeug bei der Knochenschraubenbetätigung bei entsprechender Kraftaufwendung herausgehebelt wird. Auch ist der Rundlauf bekannter Knochenschrauben verbesserungsbedürftig, insbesondere für den Fall, dass die Knochenschraube mit einem motorisch angetriebenen Schraubwerkzeug in den menschlichen oder tierischen Knochen eingedreht oder aus diesem gelöst wird.
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Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Knochenschraube mit einem alternativ aufgebauten, vorzugsweise einfach zu fertigenden Antrieb bereitzustellen. Bevorzugt soll der Antrieb gut zugänglich und sterilisierbar sein. Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die Knochenschraube sicher auf einem korrespondierenden chirurgischen Werkzeug sitzt. Noch weiter bevorzugt ist es, wenn auch der Rundlauf der Knochenschraube gegenüber bekannten Knochenschrauben verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen medizinischen Knochenschraube dadurch gelöst, dass exzentrisch zu der Längsmittelachse der Knochenschraube angeordnete Formschlussmittel zum Einbringen einer in Umfangsrichtung wirkenden Betätigungskraft vorgesehen sind, die in axialer Einschraubrichtung vor der Öffnung angeordnet sind und sich in axialer Richtung nach vorn, d. h. in Richtung des vorderen Schraubenendes erstrecken. Die Formschlussmittel können axial beabstandet zu der Öffnung angeordnet sein oder an diese angrenzen, insbesondere derart, dass sie sich vom Grund der Öffnung in axialer Richtung von dem hinteren Knochenschraubenende weg, d. h. in axialer Einschraubrichtung bzw. in Richtung Knochen, erstrecken.
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Ferner wird die Aufgabe durch die Verwendung einer nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Knochenschraube zum Einschrauben in einen menschlichen oder tierischen Knochen, insbesondere zur Fixation einer Knochenplatte oder als Implantat, beispielsweise als Dentalimplantat bzw. als Verankerung für ein Implantat, insbesondere ein Dentalimplantat, gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Antrieb bei einer medizinischen, elf Knochengewinde aufweisenden Knochenschraube als Exzenterantrieb auszubilden, wobei ein derartiger Exzenterantrieb zusätzlich zu einer in die hintere Stirnseite der medizinischen Knochenschraube eingebrachten, vorzugsweise konzentrischen, Öffnung eine axiale in axialer Einschraubrichtung vor der Öffnung angeordneten Vertiefung aufweist, die sich, vorzugsweise ausgehend vom Grund der Öffnung, axial in Einschraubrichtung, d. h. weg vom hinteren Knochenschraubenende, erstreckt. Wird nun ein korrespondierendes chirurgisches Werkzeug in den Antrieb eingesetzt, derart, dass es zum einen axial in die Formschlussmittel und zum anderen in die axial hinter den Formschlussmitteln angeordnete Öffnung eingreift, so kann mittels des Werkzeugs eine in Umfangsrichtung wirkende Betätigungskraft eingebracht werden, indem sich das Werkzeug zum einen an der inneren Umfangsfläche der hinteren Öffnung und zum anderen am Innenumfang der Formschlussmittel abstützt. Durch die exzentrische Anordnung der Formschlussmittel relativ zur Längsmittelachse der Knochenschraube kann somit ein Drehmoment eingebracht werden.
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Die nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Knochenschraube zeichnet sich durch eine vereinfachte Herstellbarkeit aus, insbesondere da die Geometrie im Vergleich zu bekannten Antrieben, wie Torx-Antrieben, vergleichsweise einfach gehalten werden kann. Insbesondere dann, wenn auf eine einfache, beispielsweise im Wesentlichen gerundete Geometrie zurückgegriffen wird, resultiert eine einfach reinigbare bzw. sterilisierbare medizinische Knochenschraube. Im einfachsten Fall kann der Exzenterantrieb durch das zeitweise versetzte Einbringen zweier axialer, in Bezug auf ihre Längsachsen versetzte Bohrungen bzw. Axialfräsungen realisiert werden. Insbesondere dann, wenn, wie später noch erläutert werden wird, die hintere Öffnung konisch (d. h. innenkonisch), insbesondere leicht konisch, konturiert wird, wird ein sicherer Halt auf einem entsprechend gegenkonisch konturierten chirurgischen Werkzeug sichergestellt, wodurch nicht nur ein Herabfallen der Knochenschraube vermieden, sondern auch der Rundlauf im Falle der motorischen Betätigung der Knochenschraube deutlich verbessert wird. Aufgrund der vereinfachten und damit zeitlich schnelleren Fertigbarkeit der nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten medizinischen Knochenschraube kann diese im Vergleich zu bekannten Knochenschrauben günstiger hergestellt werden.
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Im Hinblick auf die Materialwahl zur Ausbildung der Knochenschraube gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So ist diese bevorzugt aus Titan, insbesondere einer Titanlegierungen ausgebildet, wobei zusätzlich oder alternativ grundsätzlich die vollständige oder teilweise Ausbildung aus Edelstahl, Kunststoff, Keramik oder einem vom Körper resorbierbaren Material, insbesondere PDLLA möglich ist.
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Wie eingangs bereits angedeutet, ist es besonders bevorzugt, wenn die sich in axialer Richtung erstreckenden Formschlussmittel als, vorzugsweise zumindest abschnittsweise, zylindrische Sacklochöffnung, insbesondere als Sacklochbohrung, ausgebildet sind, in die ein chirurgisches Werkzeug in axialer Richtung mit einem entsprechenden Fortsatz eingreifen kann.
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Im Falle der Ausbildung der Formschlussmittel als exzentrisch angeordnete Sacklochöffnung, insbesondere Sacklochbohrung, ist es bevorzugt, wenn der Durchmesser der Sacklochöffnung kleiner ist als der Durchmesser der hinteren Öffnung. Bevorzugt beträgt der Durchmesser der Sacklochöffnung etwa 10% bis etwa 95%, noch weiter bevorzugt etwa 20% bis etwa 95%, noch weiter bevorzugt etwa 30% bis etwa 90% oder etwa 30% bis etwa 80% oder ggf. etwa 30% bis etwa 70% des Durchmessers der axial hinter der Sacklochöffnung angeordneten Öffnung. Unter dem Durchmesser der hinteren Öffnung ist dabei der kleinste bzw. axial vorderste bzw. der an dem Grund angeordnete Durchmesser im Falle der innenkonischen Ausformung der Öffnung zu verstehen. Bevorzugt sind sowohl die Sacklochöffnung als auch die axial hintere Öffnung im Querschnitt kreisförmig konturiert. Die nicht von der Querschnittsfläche der Sacklochöffnung eingenommene Fläche am Fuße der hinteren Öffnung bildet bevorzugt den Grund der hinteren Öffnung. Dieser Grund kann bei Bedarf in einer senkrecht zur Längsmittelachse verlaufenden Radialebene verlaufen, also eben ausgebildet sein, oder beispielsweise gekrümmt. Bevorzugt ist der Grund in Richtung Sacklochöffnung abgeschrägt ausgeformt.
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Ganz besonders bevorzugt beträgt der Abstand zwischen der Längsmittelachse der hinteren Öffnung und der Längsmittelachse der Sacklochöffnung etwa 0,5 bis 3 mm.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn der Abstand der Längsmittelachse der in Bezug auf die Formschlussmittel hinteren Öffnung und der Formschlussmittel weniger als 2 mm, noch weiter bevorzugt weniger als 1 mm beträgt.
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Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn sowohl die Öffnung als auch die Formschlussmittel als Bohrung, der Antrieb also als (exzentrische bzw. radial versetzte) Stufenbohrung ausgebildet ist, wobei die Längsmittelachsen der Bohrungen parallel versetzt zueinander angeordnet sind. Bevorzugt fällt die Längsmittelachse der hinteren Öffnung mit der Längsmittelachse der Knochenschraube zusammen.
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Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante der Knochenschraube, bei der diese im hinteren Endbereich einen Knochenschraubenkopf aufweist. Dieser weist bevorzugt, zumindest abschnittsweise, einen größeren Durchmesser auf als der axial benachbarte, zumindest abschnittsweise mit dem Knochengewinde versehene Schaft. Eine derartige Kopfknochenschraube eignet sich hervorragend zur Fixation von Knochenplatten, wobei es hierzu bevorzugt ist, wenn am Knochenschraubenkopf ein weiteres Gewinde vorgesehen ist.
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Ganz besonders bevorzugt weist der Schraubenkopf, zumindest abschnittsweise, eine konische oder kugel- bzw. teilkugelförmige Hüllkontur auf. Für einige Anwendungsfälle denkbar ist auch eine zumindest näherungsweise zylindrische Hüllkontur des Schraubenkopfes.
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Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn zusätzlich zu dem am Schaft vorgesehenen, insbesondere selbstschneidenden Knochengewinde ein weiteres Gewinde vorgesehen ist, welches bevorzugt axial benachbart zu dem Knochengewinde angeordnet ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn dieses weitere Gewinde, um unerwünschte Spannungen zu vermeiden, die gleiche Steigung aufweist wie das Knochengewinde. Für einige Anwendungen ist es vorteilhaft, wenn es sich bei dem weiteren Gewinde um ein mehrgängiges Gewinde handelt, insbesondere um ein mehrgängiges Feingewinde. im Hinblick auf die konkrete Ausbildung des weiteren Gewindes gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So kann dies beispielsweise als Feingewinde ausgebildet sein und/oder als Knochengewinde, welches zum Einschrauben in einen Knochen geeignet ist. Bei dem weiteren Gewinde kann es sich um ein beispielsweise als Feingewinde ausgebildetes Gewinde zum Verblocken mit einer Knochenplatte handeln. Zusätzlich oder alternativ kann das Gewinde ausgelegt sein zum Festlegen eines Implantates, beispielsweise eines Dentalimplantates. Bevorzugt weist das weitere Gewinde mindestens eine sich vorzugsweise über mindestens 360° erstreckende Gewindegangwindung auf. Es muss sich jedoch nicht zwingend um ein vollständiges Gewinde handeln, sondern bei dem weiteren Gewinde kann es sich auch um einen Gewindeabschnitt handeln, der eine bestimmte Funktion hat, beispielsweise um in einem äußeren Knochenabschnitt verankert zu werden oder um mit einem weiteren chirurgischen Element, beispielsweise einer Knochenplatte, in Wechselwirkung zu treten.
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Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn das mindestens eine, vorzugsweise ausschließlich eine, weitere Gewinde an einem fakultativ vorgesehenen Knochenschraubenkopf angeordnet ist, wobei sich der Knochenschraubenkopf bevorzugt in einem hinteren Endbereich der Knochenschraube befindet. Besonders zweckmäßig ist es für den Fall, dass kein Knochenschraubenkopf vorhanden ist, dass das weitere Gewinde in einem hinteren Endbereich und das Knochengewinde in axialer Einschraubrichtung vor diesem weiteren Gewinde angeordnet ist.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante der Knochenschraube, bei der die Umfangsfläche der in Bezug auf die Formschlussmittel axial hinteren Umfangsfläche zumindest in einem Axialabschnitt, vorzugsweise über mindestens 80%, noch weiter bevorzugt über mindestens 90% ihrer Axialerstreckung, noch weiter bevorzugt über zumindest näherungsweise 100% ihrer Axialerstreckung konisch konturiert ist. Hierdurch wird ein optimaler Halt in einem korrespondierenden Werkzeug gewährleistet. Zudem wird der Rundlauf der Knochenschraube an einem motorisch betriebenen Werkzeug, chirurgischen Akkuschrauber, optimiert. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es denkbar, die Umfangsfläche zylindrisch oder sphärisch zu konturieren.
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Wie eingangs bereits angedeutet, ist die medizinische, insbesondere chirurgische Knochenschraube nicht auf die Anwendung zur Fixation von Knochenplatten beschränkt. Es kann sich bei der Schraube auch um einen Bestandteil eines Dentalimplantates bzw. eine Schraube zur Fixierung eines Implantates, beispielsweise eines Dentalimplantates, handeln.
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Die Erfindung führt auch auf ein System, umfassend die nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Knochenschraube und ein weiteres chirurgisches Teil, insbesondere ein Implantat, besonders bevorzugt eine Knochenplatte. Darüber hinaus führt die Erfindung auch auf die Verwendung einer wie zuvor beschrieben ausgebildeten Knochenschraube zum Einschrauben in einen menschlichen oder tierischen Knochen – bei Bedarf selbstverständlich auch zum wieder Lösen aus einem menschlichen oder tierischen Knochen – insbesondere zur Fixation einer Knochenplatte oder als Verankerung für ein Implantat.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese zeigen in:
Die innere Umfangsfläche ist innenkonusförmig konturiert.
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1: eine ausschnittsweise geschnitten dargestellte Knochenschraube, umfassend einen Schaft mit Knochengewinde sowie einen im Vergleich zum Schaftdurchmesser erweiterten, kugelförmigen Kopf mit einem weiteren Gewinde und
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2: eine vergrößerte Darstellung einer Draufsicht auf die Knochenschraube gemäß 1 von hinten, d. h. Blick in axialer Einschraubrichtung.
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In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In den 1 und 2 ist eine medizinische Knochenschraube, hier zum Zusammenwirken mit einer nicht dargestellten Knochenplatte, gezeigt. Die Knochenschraube 1 umfasst einen im axial hinteren Endbereich angeordneten Knochenschraubenkopf 2 sowie einen an den Knochenschraubenkopf 2 axial in Einschraubrichtung E angrenzenden Schaft 3 mit am Außenumfang vorgesehenem Knochengewinde 4.
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Innerhalb des Knochenschraubenkopfes 2 befindet sich ein vom hinteren Knochenschraubenende her zugänglicher Antrieb 5, welcher als Exzenterantrieb ausgebildet ist. Der Antrieb 5 umfasst im Wesentlichen zwei Axialabschnitte, nämlich eine (hintere), konisch konturierte Öffnung 6, die sich in axialer Richtung ausgehend von einer hinteren Stirnseite 7 in Einschraubrichtung E, d. h. vom hinteren Ende in Richtung Schaft 3 erstreckt sowie axial in Einschraubrichtung E vor der Öffnung 6 angeordnete, sich in axialer Richtung nach vorne erstreckende Formschlussmittel 8. Die Formschlussmittel 8 sind als Vertiefung, hier als Sacklochöffnung 9, ausgebildet, die sich ausgehend von einem Grund 10 der hinteren Öffnung 6 in axialer Richtung nach vorne erstreckt. Der Grund 10 kann unterschiedlich ausgeformt sein, beispielsweise eben, also in einer gedachten Radialebene liegend, oder bevorzugt leicht schräg, insbesondere konisch. Der Grund 10 verläuft winklig zu einer inneren, konisch, d. h. innenkonisch konturierten Umfangsfläche 11 der hinteren Öffnung 6. Die hintere Öffnung 6 ist eine in Bezug auf die Formschlussmittel 8 hintere Öffnung und im gezeigten Ausführungsbeispiel die hinterste Öffnung, was jedoch nicht zwingend der Fall sein muss. Bei Bedarf kann sich axial hinter der Öffnung 6 eine weitere, ggf. einen größeren Durchmesser aufweisende Öffnung befinden. Wesentlich ist lediglich, dass sich die Formschlussmittel 8 in axialer Richtung vor der Öffnung 6 befinden.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die über ihre gesamte Axialerstreckung konisch, d. h. innenkonisch, konturierte Öffnung 6 konzentrisch zu einer Längsmittelachse L der Knochenschraube 1 angeordnet. Exzentrisch in Bezug auf die Längsmittelachse L der Knochenschraube 1 befindet sich die Vertiefung bzw. das Sackloch 9, welches in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zumindest näherungsweise zylindrisch konturiert ist. Anders ausgedrückt ist eine Längsmittelachse LF der Formschlussmittel 8 parallel und mit Abstand zur Längsmittelachse L der Knochenschraube 1 angeordnet, deren Längsmittelachse L mit der Längsmittelachse der Öffnung 6 zusammenfällt.
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In 2 ist eine vergrößerte Draufsicht der Knochenschraube 1 von hinten gezeigt. Zu erkennen ist der äußere Umfangsrand 12 des Kopfes 2, an welchen sich ein in 1 angedeutetes weiteres Gewinde 13 befindet, welches gleich sein kann wie das Knochengewinde 4, jedoch bevorzugt in zumindest einem Gewindeparameter, beispielsweise der Steigung, der Flankenform, der Mehrgängigkeit, etc. unterschiedlich ist zu dem Knochengewinde 4.
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Radial beabstandet zu dem äußeren Rand 12 befindet sich die hintere Stirnseite 7, in die axial der Antrieb 5 eingebracht ist. Dieser umfasst die Öffnung 6 mit ihrer in dem gezeigten Ausführungsbeispiel innenkonisch konturierten inneren Umfangsfläche 11, die an einem winklig zur Umfangsfläche 11 verlaufenden Grund 10 endet. Die Öffnung 6 ist konzentrisch zur Längsmittelachse L der Knochenschraube 1 angeordnet. Seitlich versetzt zur Längsmittelachse L befindet sich eine Längsmittelachse LF von als Zylinderbohrung ausgebildeten Formschlussmitteln 8, welche exzentrisch zur Längsmittelachse L angeordnet sind. Zu erkennen ist, dass der Durchmesser der Formschlussmittel 8 mehr als 50% des kleinsten, hier untersten Durchmessers der Öffnung 6 entspricht.
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Ein aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestelltes chirurgisches Werkzeug ist bevorzugt formkongruent zum Antrieb 5 ausgebildet, d. h. es weist für das gezeigte Ausführungsbeispiel einen vorderen, bevorzugt zylindrischen Absatz auf, der axial von hinten in das Sackloch 9 einführbar ist. Axial hinter dem Fortsatz befindet sich bevorzugt ein Außenkonusabschnitt, dessen Konuswinkel, zumindest näherungsweise, dem Innenkonuswinkel der Öffnung 6 bzw. der Umfangsfläche 11 entspricht. Das Werkzeug stützt sich also sowohl an der Umfangsfläche 11 als auch an der Innenumfangsfläche 14 der Formschlussmittel 8 ab. Aufgrund der Exzentrizität der Formschlussmittel 8 kann ein Drehmoment durch gleichzeitiges Abstützen an der Innenumfangsfläche 14 sowie an der Umfangsfläche 11 übertragen werden und zwar sowohl in eine Festziehumfangsrichtung als auch in eine Löseumfangsrichtung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Knochenschraube
- 2
- Knochenschraubenkopf
- 3
- Schaft
- 4
- Knochengewinde
- 5
- Antrieb
- 6
- Öffnung
- 7
- Stirnseite
- 8
- Formschlussmittel
- 9
- Sackloch
- 10
- Grund
- 11
- Umfangsfläche
- 12
- Umfangsrand
- 13
- weiteres Gewinde
- 14
- Innenumfangsfläche
- L
- Längsmittelachse der Knochenschraube
- LF
- Längsmittelachse der Formschlussmittel
- E
- axiale Einschraubrichtung
