DE20218213U1

DE20218213U1 - Anordnung zum Fixieren eines aus einem Schädeldach herausgetrennten Kalottenabschnittes

Info

Publication number: DE20218213U1
Application number: DE20218213U
Authority: DE
Original assignee: MONDEAL MEDICAL SYSTEMS GmbH
Current assignee: MONDEAL MEDICAL SYSTEMS GmbH
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2012-11-23

Description

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PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS

Antrag auf Eintragung eines Gebrauchsmusters

(31) Prioritätsnummer / Priority Application Number:

(32) Prioritätstag / Priority Date:

(33) Prioritätsland I Priority Country:

Unser Zeichen: M337DE7 H/mü

(54) Titel /Title:

Anordnung zum Fixieren eines aus einem Schädeldach herausgetrennten Kalottenabschnittes

(71) Anmelder/in I Applicant:

MONDEAL Medical Systems GmbH Moltkestraße 41

78532 Tuttlingen Deutschland

(74) Vertreter / Agen t:

Dipl.-Ing. Gerhard F. Hiebsch

Dipl.-Ing. Dr. oec. Niels Behrmann M.B.A. (NY)

Heinrich-Weber-Platz

78224 Singen

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Anordnung zum Fixieren eines aus einem Schädeldach herausgetrennten Kalottenabschnittes

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Fixieren eines aus einem Schädeldach eines Lebewesens herausgetrennten Kalottenabschnittes mit mehreren zwischen diesen sowie das Schädeldach als Flächenpartner in jeweils eine bohrungsartige Öffnung eingesetzten Fixierelementen — aus körperverträglichem Werkstoff -- die jeweils mit einer scheibenartigen Abdeckung Abschnitte der Flächenpartner übergreifen.

Aus der DE 196 03 887 C2 ist eine derartige Anordnung bekannt, deren Fixierelemente jeweils als an einem Ende mit einem Flachkopf versehener Stift sowie zwei an diesen in Abstand zueinander anzuordnenden gewölbten Scheiben gestaltet und aus einem körperverträglichen Metall oder einer körperverträglichen metallischen Verbindung hergestellt sind. Die querschnittlich zueinander gekrümmten Scheiben sind im Randbereich ihrer konkaven Seite mit einander zugekehrten Zacken sowie in der Mitte mit einem Durchgangsloch für den Schaft jenes Stiftes versehen. Fünf bohrungsartige Öffnungen werden als Randausnehmungen im etwa oval geschnittenen Kalottenabschnitt angeordnet. Die Randbereiche sowohl des Schädeldaches als auch des Kalottenabschnittes werden als Flächenpartner radial so zwischen jene gewölbten Scheiben der Fixierelemente geschoben, dass der Stift zwischen diesen Flächenpartnern verläuft und die Scheiben am Stift mit ihren Zacken gegen die beiden Paarungen von Oberflächen der Flächenpartner gedrückt werden. Durch die Fixierelemente soll mit möglichst geringem Zeitaufwand ein einfaches Zusammenfassen sowie Verbindung der getrennten Knochenabschnitte ermöglicht werden. Die Zacken der konkaven Scheiben führen dabei nicht nur zu einem festen Sitz, sondern kerben sich auch in die von ihnen berührten Knochenoberflächen ein.

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Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche auf noch einfache Weise die Fixierung solcher Knochenabschnitte ermöglicht, ohne dass ein Untergreifen der inneren Flächen erforderlich wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.

Erfindungsgemäß ist zumindest eine der bohrungsartigen Öffnungen sowohl in einen Bereich des Schädeldaches als auch in den benachbarten Kalottenabschnitt eingebracht, wobei wenigstens einem der Flächenpartner eine von der Außenfläche des Fixierelements etwa radial abragende Anformung anliegt. Bevorzugt sollen zumindest drei bohrungsartige Öffnungen mit jeweils einer teilkreisförmigen Kontur sowie mit diese verbindenden Seitenkanten an einem Ausschnitt des Schädeldaches vorgesehen sein. In letzteren wird dann der entsprechend gestaltete Kalottenabschnitt eingesetzt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Fixierelement an einem mit einer Bohrung versehenen Schaft zumindest eine von dessen Außenfläche — etwa in deren Höhenmitte -- radial abragende zahnartige Anformung auf und ist zudem einends mit einer den Schaft seitlich überragenden Abdeckung ausgestattet. Dazu hat es sich als günstig erwiesen, die zahnartige Anformung mit zumindest zwei zur Längsachse des Schafts etwa parallel vorspringenden Schneiden auszustatten, also eine zahnleistenartige Anformung zu schaffen, zwischen deren parallelen Schneiden im Querschnitt des Schaftes eine Teilkreiskontur vorgesehen sein kann, welche die Innenflanken von zahnartigen Vorsprüngen bilden. Diese sollen etwa in Höhenmitte des Schaftes von diesem abragen und als Anschlag für einen der Flächenpartner dienen.

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Das erfindungsgemäße Fixierelement weist einen mit einer Bohrung versehenen Schaft auf, dessen Querschnitt eine teilkreisförmige Kontur sowie zwei von deren Enden ausgehende Seitenkonturen enthält, welche mit einer mittigen Symmetriediametralen des Fixierelements jeweils einen spitzen Winkel begrenzen; die Seitenkonturen sollen jeweils eine Seitenfläche des Fixierelements bestimmen sowie in eine Gerade übergehen, die in einer Stirnfläche des Schaftes verläuft. Hierdurch entsteht ein querschnittlich asymmetrischer Schaft, dessen beide zahnleistenartigen Anformungen zur Längsachse unterschiedliche Radialabstände haben, d.h. beim Drehen um diese Längsachse unterschiedlichen Druck ausüben.

Zur Festlegung des Fixierelements ist dieses mit einer Gewindebohrung für eine Schraube versehen.

Der erwähnte asymmetrische Querschnitt wird auch dadurch bestimmt, dass die Längsachse des Fixierelements sowie der Gewindebohrung den zentrischen Kreuzungspunkt der Symmetriediametralen mit einer Querdiametralen bestimmt; nahe der letzteren soll jene teilkreisförmige Kontur des Schaftquerschnitts enden. Da erfindungsgemäß der radiale Abstand der Stirnfläche von der Querdiametralen kürzer ist als deren Abstand vom Scheitelpunkt der teilkreisförmigen Kontur, ergibt sich der schon erwähnte unrunde Querschnitt mit zwei der beschriebenen zahnleistenartigen Anformungen; sowohl von der Stirnfläche des Schaftes als auch von einer durch dessen teilreisförmige Kontur bestimmten querschnittlich teilzylindrischen Außenfläche ragt jeweils eine dieser Anformungen ab. Sie liegen zudem bevorzugt in einer gemeinsamen Querschnittsebene, und ihre Schneiden sind gegenläufig zueinander -- nämlich von der Längsachse weg -- gerichtet. Dazu hat es sich weiterhin als günstig erwiesen, die Schneiden der einen Anformung mit der Außenkante der Abdeckung achsparallel fluchten zu lassen und die Schneiden der anderen Anformung in einem radialen

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Abstand zur Außenkante unterhalb der Abdeckung achswärts zu verlegen. Auch diese Anordnung verbessert die Druckverhältnisse beim Drehen des Fixierelements.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung bestimmt die Querdiametrale die Lage eines diametralen Sackschlitzes des Fixierelements, in den zum Drehen der Vorrichtung ein Schraubenzieher od.dgl. Werkzeug eingesteckt werden kann.

Auch hat es sich als günstig erwiesen, der Gewindebohrung eine Schraube zuzuordnen, deren Kopf mit zumindest einem Eingriffselement für ein Werkzeug versehen ist; bevorzugt handelt es sich dabei um eine Sackausnehmung mehrkantigen Umrisses als Eingriffselement für einen Mehrkantschlüssel. Der Kopf der Schraube soll zudem deren Gewindeschaft radial überragen.

Eine andere Ausgestaltung des Fixierelements enthält eine zentrische Bohrung in einem zentrischen -- bevorzugt zylindrischen -- Schaft, von dem nur eine zahnartige Anformung radial abragen soll.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass in zumindest eine der bohrungsartigen Öffnungen am Ausschnitt des Schädeldachs ein mit einer axialen Schraube sowie zwei zahnleistenartigen Anformungen versehenes Fixierelement eingesetzt wird, dem die anderen -- schraubenfreien
Fixierelemente gegenüberliegen. Durch Verdrehen des unrunden Fixierelements verschiebt sich der Kalottenabschnitt zum gegenüberstehenden Rand der zugeordneten Schädeldachöffnung; es erfolgt ein Verspannen des Kalottenabschnittes.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1: eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines Schädeldaches mit einem herausgetrennten -- teilweise angedeuteten Schädelkalottenabschnitt, der in eine Schädelöffnung eingesetzt und durch -- in Bohrungen eingefügte — Fixierelemente gehalten ist;

Fig. 2, 6: die Draufsicht auf jeweils ein Fixierelement ;

Fig. 3: eine teilweise nach Linie III-III in Fig. 2 geschnittene Seitenansicht des Fixierelements ;

Fig. 4, 5: zwei weitere Seitenansichten zu Fig. 2;

Fig. 7, 8: zwei Seitenansichten des Fixierelements der Fig. 6;

Fig. 9: die Seitenansicht einer Schraube für das Fixierelement der Fig. 2 bis 8 in gegenüber diesen vergrößerter Wiedergabe;

Fig. 10,11: die zueinander gegenläufigen axialen Draufsichten auf die Schraube der Fig. 9.

Aus einem Neurokranium oder Schädeldach 10 ist ein in Draufsicht i.w. dreiecksförmiger Schädelkalottenabschnitt entfernt worden, und an den Ecken des dabei entstandenen -- von drei geraden Seitenkanten 18 der beispielsweisen Länge a von 60 mm begrenzten -- Ausschnittes 20 sind Boh-

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rungen 22 des Durchmessers d von beispielsweise 7 oder 11 oder 14 mm eingebracht worden.

Zum Repositionieren des Schädelkalottenabschnitts 12 wird dieser in den Ausschnitt 20 eingesetzt und durch Fixierelemente 26 gehalten, welche sich in jenen Bohrungen 22 befinden. In Fig. 1 ist der besseren Übersicht halber lediglich eines der Fixierelemente als zylindrische Kontur 26 mit Längsachse A skizzenhaft angedeutet.

An den Ecken des seinerseits von Seitenkanten 14 begrenzten sowie ebenfalls dreiecksförmigen -- in Fig. 1 nur teilweise dargestellten -- Schädelkalottenabschnitts 12 sind einwärts gekrümmte Schnittkurven 15 zu erkennen, deren Verlauf dem an sie grenzenden Querschnitt der Kontur 26 entspricht. Die in Fig. 1 untere Schnittkurve 15 ragt um ein Maß b über die Bohrungskante 24 in die Bohrung 22 hinein, und dieses Maß b bestimmt in dieser Stellung die Spaltbreite c eines von den benachbarten oberen Seitenkanten 14, 18 begrenzten Spaltes 16. Letzterer ist nach dem vollständigen Repositionieren des Schädelkalottenabschnitts 12 i.w. geschlossen. Allerdings wird sich dieser Spalt 16 nicht gänzlich schließen, sondern im Rahmen der Dicke des eingesetzten Sägeblattes -und des beim Schneiden entfernten Knochenmaterials -- als Spalt verbleiben sowie nach einiger Zeit zuwachsen.

Das aus einem biokompatiblen Stahl -- etwa Titan oder einem resorbierbaren Material --geformte Fixierelement 28 weist einen in Fig. 2 bis 5 dargestellten mutterartigen Fixierkörper auf mit einem eine zentrische Gewindebohrung 32 des Durchmessers di von 2,82 mm enthaltenden Schaft 30 der Höhe h von hier 5 mm und eines -- für einen Bohrungsdurchmesser d von 7 mm bestimmten -- größten Außendurchmessers e von hier 6,71 mm; diesem Schaft 30 ist eine scheibenartige Abdeckung 40 des Durchmessers ei von hier 9 mm mit einer von einem flachen Kalottenabschnitt gebildeten Oberfläche 42 angefügt. In dem geschnittenen Teil der Fig. 3 ist das Innengewinde der Gewindebohrung bei 31 angedeutet.

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Der Schaft 30 ist von nicht zylindrischem Querschnitt; an eine in Fig. 2 unten verlaufende Teilkreiskontur K jenes Außendurchmessers e schließen beidseits i.w. gerade Seitenkonturen K₁ an, die jeweils in einer Tangente Q verlaufen; letztere schließt mit der Symmetriediametralen S des Schaftquerschnitts einen Winkel w von etwa 25° ein. Die beidseits der Symmetrieoberkante S angeordneten Seitenkonturen Ki verlaufen durch seitliche Wandflächen 34 und gehen andernends in eine Stirnfläche 35 des Schaftes 30 über, die durch eine die Symmetriediametrale S querende Gerade G als Stirnkontur bestimmt wird; die Gerade G steht parallel zu der rechtwinkelig zur Symmetriediametralen S liegenden Querdiametralen D des Schaftes 30. Deren seitlicher Abstand q von der Geraden G ist kürzer als der Abstand qi der Querdiametralen D vom Kreuzungspunkt der Symmetriediametralen S mit der Teilkreiskontur K bzw. deren Scheitelpunkt Si. Diese bestimmt im übrigen eine
querschnittlich teilkreisförmige -- Außenfläche 36 des Schaftes 30.

Von der Außenfläche 36 -- also nahezu parallel zur Querdiametralen D -- ragt jeweils in etwa halber Höhe h eine querschnittliche Anformung 37 der Dicke f von 1 mm sowie der Kraglänge g von 1 mm ab. Diese ist mit zwei achsparallelen Schneiden 38 versehen, die eine zwischen ihnen vorhandene -- in Draufsicht etwa teilkreisförmige -Kontur 39 der Anformung 37 begrenzen; der vom Zentrum der Abdeckung 40 bestimmten Längsachse M des Fixierkörpers 28 ist der Querschnitt des Schaftes 30 gemäß Fig. 2, 3 — wie beschrieben -- exzentrisch zugeordnet, d.h. das Kragmaß k der Abdeckung 40 zu der von der Geraden G bestimmten Stirnfläche 35 des Schaftes 30 ist länger als das Kragmaß ki an der gegenüberliegenden Rückseite des Fixierkörpers 28. Dessen Längsachse M quert ein -- auch die Abdeckung 40 durchsetzender -- diametraler Sackschlitz 44.

Das Fixierelement 28_a der Fig. 6 bis 8 bietet einen zur Längsachse M zentrischen Schaft 30_a der Höhe h von 5,10 mm mit einer zentrischen Bohrung 33 des Durchmessers di von 4 mm an sowie an der zylindrischen Schaftaußenfläche 36_a eine einzige zahnartige Anformung 37, die zwei parallele Schneiden 38 anbietet. Diese fluchten hier -- wie auch die Schneiden 38 an Außenfläche 36 des anderen Fixierkörpers 28 der Fig. 2 -- mit der Außenkante 43 der Abdeckung 40.

In die Gewindebohrung 32 des Fixierkörpers 28 der Fig. 2 bis 5 wird eine Schraube 50 der Länge hi von 5,5 mm eingeführt, deren Kopf 46 sich nach Fig. 9 bis 11 von einer Firstfläche 48 des Durchmessers &eegr; von hier 3,2 mm weg längsschnittlich zu einem Gewindeschaft 52 des Durchmessers rii hin verjüngt. Die Firstfläche 48 ist zentrisch mit einer Vierkantausnehmung 49 ausgestattet.

In die beiden in Fig. 1 oberen Bohrungen 22 wird jeweils -eines der Fixierelemente 28_a mit zum Kalottenabschnitt 12 gerichteter zahnartiger Anformung 37 eingeschoben; der unteren Bohrung 22 ist der mit beidseitigen Schneiden 38 versehene Fixierkörper 28 der Fig. 2 bis 5 zugeordnet, in dessen Aufnahme- oder Gewindebohrung 32 jene Schraube 50 eingedreht wird. Der Fixierkörper 28 vermag durch ein in seinen Sackschlitz 44 eingesetztes Werkzeug gedreht zu werden, bis sich -- dank der beschriebenen Exzentrizität des Schaftes 30 -- die obere Seitenkante 14 des Kalottenabschnitts 12 der zugeordneten Seitenkante 18 des Ausschnittes 20 angenähert hat. Liegt der Kalottenabschnitt 12 fest, ist die Einheit aus diesem, dem umgebenden Schädeldach 10 und den Fixierelementen 28, 28_a verriegelt.

Claims

1. Anordnung zum Fixieren eines aus einem Schädeldach (10) eines Lebewesens herausgetrennten Kalottenabschnittes (12) mit mehreren zwischen diesen sowie das Schädeldach (10) als Flächenpartner in jeweils eine bohrungsartige Öffnung (22) eingesetzten Fixierelementen (28, 283), die jeweils mit einer scheibenartigen Abdeckung (40) Abschnitte der Flächenpartner (10, 12) übergreifen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der bohrungsartigen Öffnungen (22) sowohl in einen Bereich des Schädeldaches (10) als auch in den benachbarten Kalottenabschnitt (12) eingebracht und wenigstens einem der Flächenpartner (10, 12) eine von der Außenfläche (35, 36, 36 _a) des Fixierelements (28, 28 _a) etwa radial abragende Anformung (37) angelegt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest drei bohrungsartige Öffnungen (22) mit jeweils einer teilkreisförmigen Kontur sowie diese verbindende Seitenkanten (18) an einem Ausschnitt (20) des Schädeldaches (10).

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (28, 28 _a) jeweils an einem mit einer Bohrung (32, 33) versehenen Schaft (30, 30 _a) die von dessen Außenfläche (35, 36, 36 _a) etwa radial abragenden zahnartigen Anformung/en (37) aufweist sowie einends mit einer den Schaft (30, 30 _a) seitlich überragenden Abdeckung (40) ausgestattet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zahnartige Anformung (37) zumindest zwei zur Längsachse (M) des Schafts (30, 30 _a) etwa parallel vorspringende Schneiden (38) aufweist.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den parallelen Schneiden (38) der zahnleistenartigen Anformung (37) im Querschnitt des Schaftes (30, 30 _a) eine Teilkreiskontur (39) vorgesehen ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zahnartige bzw. zahnleistenartige Anformung (37) etwa in Höhenmitte des Schaftes (30, 30 _a) von diesem abragt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (28) einen mit einer Bohrung (32) versehenen Schaft (30) aufweist, dessen Querschnitt eine telikreisförmige Kontur (K) sowie zwei von deren Enden ausgehende Seitenkonturen (K₁) enthält, welche mit einer mittigen Symmetriediametralen (5) des Fixierelements jeweils einen spitzen Winkel (w) begrenzen (Fig. 2).

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkonturen (K₁) jeweils eine Seitenfläche (34) des Fixierelements (28 _a) bestimmen sowie in eine Gerade (G) übergehen, die in einer Stirnfläche (35) des Schaftes (30) verläuft.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die scheibenartige Abdeckung (40) eine diametral gekrümmte Oberfläche (42) aufweist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (28) eine Gewindebohrung (32) für eine Schraube (50) aufweist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (M) des Fixierelements (28) sowie der Gewindebohrung (32) den zentrischen Kreuzungspunkt der Symmetriediametralen (S) mit einer Querdiametralen (D) bestimmt, wobei nahe der Querdiametralen die teilkreisförmige Kontur (K) des Schaftquerschnitts endet.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand (q) der Stirnfläche (35) von der Querdiametralen (D) kürzer ist als deren Abstand (q₁) vom Scheitelpunkt (S₁) der teilkreisförmigen Kontur (K).

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl von der Stirnfläche (35) des Schaftes (30) als auch von einer durch dessen teilkreisförmige Kontur (K) bestimmten querschnittlich teilzylindrischen Außenfläche (36) jeweils eine zahnleistenartige Anformung (37) abragt.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die die beiden zahnleistenartigen Anformungen (37) des Fixierelements (28) in einer gemeinsamen Querschnittsebene verlaufen und ihre Schneiden (38) gegenläufig gerichtet sind.

15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (38) der einen Anformung (37) mit der Außenkante (43) der Abdeckung (40) achsparallel fluchten und die Schneiden der anderen Anformung in einem radialen Abstand zur Außenkante unterhalb der Abdeckung verlaufen.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Querdiametrale (D) die Lage eines diametralen Sackschlitzes (44) des Fixierelements (28) bestimmt.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindebohrung (30) eine Schraube (50) zugeordnet ist, deren Kopf (46) mit zumindest einem Eingriffselement (49) für ein Werkzeug versehen ist.

18. Anordnung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Sackausnehmung (49) mehrkantigen Umrisses als Eingriffselement.

19. Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (46) der Schraube (50) deren Gewindeschaft (52) radial überragt.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (28 _a) mit einer zentrischen Bohrung (33) in einem zentrischen Schaft (30 _a) versehen ist, von dem eine zahnartige Anformung (37) radial abragt.

21. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Schaft (30 _a).

22. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der bohrungsartigen Öffnungen (22) am Ausschnitt (20) des Schädeldachs (10) ein mit einer axialen Schraube (50) sowie zahnleistenartigen Anformungen (37) versehenes Fixierelement (28) angeordnet ist, dem schraubenfreie Fixierelemente (28 _a) gegenüberliegen.