PL212656B1 - Urzadzenie do ustalania kosci - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ustalania kości złożone przynajmniej z jednej śruby kostnej utworzonej z trzpienia z naciętym na nim gwintem oraz końcówką przednią i tylną, przy czym średnica zewnętrzna d gwintu, jak również średnica trzpienia w jego części środkowej zmniejsza się w kierunku końcówki od największej wartości d2, względnie do najmniejszej wartości d1 względnie k1, różnych od zera, oraz z gwoździa śródszpikowego.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 35 38 238 znana jest ś ruba kostna zaopatrzona we współpracujący z nią trzpień z gwintowanym otworem. W tym znanym urządzeniu najpierw osadza się w kości trzpień, a następnie w trzpień wkręca się śrubę kostną. To znane urządzenie służy zatem do łączenia połączeń śrubowych. W opisie tym nie jest pierwszoplanowym celem połączenie dwóch fragmentów kości (dopiero w drugim etapie jest to realizowane za pomocą gwoździa śródszpikowego), lecz stabilne zakotwiczenie śruby kostnej w poprzecznym otworze gwoździa śródszpikowego. W tym znanym rozwiązaniu poprzeczna śruba ryglująca jest osadzona z luzem w poprzecznym otworze gwoździa śródszpikowego.

Z publikacji WO 01/50967 znana jest ś ruba przeznaczona do przywracania stabilności kręgosłupa, składająca się z korpusu mającego głowicę mocującą, w której otwartym z boku otworze jest osadzony sztywny pręt mocowany za pomocą wkrętu, przy czym głowica jest połączona z gwintowanym trzpieniem, którego gwintowany segment łączący się z głowicą jest stożkowy, przy czym gwintowany trzpień jest wkręcany w gwintowany otwór rozprężnej tulei, wraz z którą zapewnia stabilność kręgosłupa. Przedstawione rozwiązanie różni się zasadniczo od rozwiązania będącego przedmiotem zgłoszenia P-380240.

Z europejskiego zgłoszenia EP 04415771 znana jest śródszpikowa śruba biodrowa zawierająca pręt śródszpikowy i tuleję przesuwną w śrubie. Tuleja przechodzi przez pręt śródszpikowy wzdłuż osi skośnej do osi podłużnej śródszpikowego pręta tak, że oś tulei jest skierowana w kierunku głowy kości udowej. Śródszpikowa śruba biodrowa według wynalazku pozwala na kompresję złamań szyjki kości udowej.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do ustalania kości wyposażonego w śrubę kostną osadzoną bez luzu w poprzecznym otworze gwoździa śródszpikowego.

Cel ten został zrealizowany w urządzeniu według wynalazku, które charakteryzuje się tym, że na trzpieniu jest współosiowo osadzona rozwierająca się w kierunku promieniowym tuleja pozycjonowana na tej części trzpienia, która ma średnicę zewnętrzną d1, przy czym tuleja ta jest rozwierana przez środkową część śruby o średnicy wynoszącej w tym miejscu dB-L5, a ponadto gwóźdź śródszpikowy ma średnicę DN i jest zaopatrzony w otwór o osi prostopadłej do jego osi, przy czym średnica DB tego otworu jest większa od średnicy D2 części środkowej trzpienia, jak również większa od średnicy dB-L5 i mniejsza od średnicy dB-L-3 w środkowym obszarze trzpienia.

Gwint trzpienia ma korzystnie jednakową głębokość, a średnica rdzenia trzpienia w środkowej części zmniejsza się w kierunku przedniej końcówki od największej wartości „k2” do najmniejszej różnej od zera - wartości „k1”.

Tuleja jest korzystnie zaopatrzona w wewnętrzny gwint.

Tuleja jest korzystnie zaopatrzona przynajmniej w jedną podłużną szczelinę.

Podłużna szczelina korzystnie przebiega równolegle do jej osi przez całą długość tulei lub przebiega tylko przez część długości tulei.

Tuleja jest korzystnie zaopatrzona w kilka podłużnych szczelin, otwartych od dołu lub od góry.

Tuleja ma średnicę zewnętrzną DH i jest korzystnie zaopatrzona na swej krawędzi w kołnierz o średnicy DF > DH.

Tuleja jest korzystnie wykonana z nieresorpcyjnego tworzywa, zwłaszcza z PEEK względnie z metalu lub z bioresorpcyjnego tworzywa.

Między tylną końcówką i częścią trzpienia o większej średnicy „d2” jest korzystnie usytuowany segment o długości „L2” i największej średnicy d3 > d2.

Segment o długości „L2” i o średnicy d3 > d2 jest korzystnie zapatrzony w zewnętrzny gwint.

Łeb śruby ma korzystnie długość ,,L1 i styka się z tylną końcówką, natomiast jej trzpień jest zaopatrzony w część o stałej średnicy zewnętrznej „d2” i o stałej średnicy „k2” gwintu oraz w stożkową część o kącie wierzchołkowym α skierowanym ku przedniej końcówce tak, że zewnętrzna średnica „d2” gwintu zmniejsza się do wartości „d1”, przy czym między częścią stożkową i przednią końcówką

PL 212 656 B1 znajduje się część o stałej zewnętrznej średnicy „d1” i stałej średnicy „k1” rdzenia gwintu, przy czym długości i średnice tych części są różne od zera.

Segment ma korzystnie stałą średnicę rdzenia gwintu.

Głębokości gwintu „t1” i „t2” na częściach trzpienia są korzystnie równe.

Średnica D_H tulei spełnia warunek D_H < 1,2 DB.

Długość HL tulei jest korzystnie mniejsza od 1,5 DN.

Długość HL tulei jest korzystnie większa od 0,2 DN.

Gwóźdź śródszpikowy jest korzystnie zaopatrzony w kanał przelotowy.

Długość HL tulei odpowiada korzystnie grubości ścianki WN gwoździa śródszpikowego.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest jego prostota (osadzenie na śrubie kostnej tulei) i uzyskanie połączenia bez luzu śruby kostnej w gwoździu śródszpikowym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia śrubę kostną z osadzoną tuleją w przekroju podłużnym; fig. 2 - śrubę kostną osadzoną w gwoździu śródszpikowym w przekroju poprzecznym; fig. 3 - śrubę kostną według fig. 1 w przekroju podłużnym, a fig. 4 - tuleję w widoku perspektywicznym.

Przedstawiona na fig. 1 i 3 śruba kostna 1 ma trzpień 3, przednią końcówkę 4 i tylną końcówkę 5 zakończoną łbem 6. Śruba kostna 1 ma pięć rozmieszczonych wzdłuż jej osi segmentów. Utworzone są one w następującej kolejności:

- łeb 6 o długości L₁ rozciągający się od tylnej końcówki 5,

- segment 8 o długości L₂ i o stałej średnicy zewnętrznej d₃ oraz o stałej średnicy rdzenia k₃ gwintu 9,

- segment o długości L₃ i o stałej średnicy zewnętrznej d₂ < k₃ oraz o stałej średnicy rdzenia k₂ gwintu 2,

- segment stożkowy o długości L4, o kącie α, o wierzchołku skierowanym ku przedniej końcówce 4 tak, że średnica zewnętrzna gwintu zmniejsza się od d₂ do d₁. Również średnica rdzenia tego segmentu zmniejsza się od k₂ do k₁,

- między segmentem o długości L4 i przednią końcówką 4 rozciąga się segment o stałej średnicy zewnętrznej d₁ i o stałej średnicy rdzenia k₁ gwintu 2.

Gwint 2 jest tak ukształtowany, że jego głębokości t₁ i t₂ w segmentach o długości L₅ i L₃ są takie same. Przedstawiona na fig. 1 tuleja 10 jest wkręcana począwszy od przedniej końcówki 4 na trzpień 3 swym kołnierzem 12 na stożkowy segment o długości L₄. Dzięki stożkowatości tego segmentu tuleja 10 łatwo się rozszerza i osiąga średnicę d_B-L5 > D_H. Następnie tuleję 10 wkręca się w kierunku tylnej końcówki 5 poprzez stożkowy segment o długości L₄, aż do osiągnięcia stałej średnicy zewnętrznej d3 segmentu o długości L3 i średnicy dB-L3.

Na fig. 2 jest przedstawiona śruba kostna 1 z tuleją 10 umieszczoną w poprzecznym otworze 22 gwoździa śródszpikowego 20. Gwóźdź śródszpikowy 20 ma współosiowy z osią 21 przelotowy kanał 23 oraz ma średnicę zewnętrzną D_N i grubość ścianki W_N. Poprzeczny otwór 22 ma średnicę DB, której wartość wynosi około 90% średnicy d_B-L3 tulei 10. Tuleja 10 jest całkowicie wprowadzana do poprzecznego otworu 22 i swym kołnierzem 12 opiera się o skośne wgłębienie 24 poprzecznego otworu 22.

Gwint śruby kostnej ma stałą głębokość, przy czym średnica rdzenia w środkowym segmencie zmniejsza się w kierunku przedniej końcówki, nie przekraczając wartości zero. Promieniowa ekspansja następuje poprzez zwiększenie średnicy rdzenia, co gwarantuje powstanie określonej siły zakleszczającej w poprzecznym otworze gwoździa śródszpikowego. Zwiększenie średnicy rdzenia powoduje także zwiększenie zewnętrznej średnicy gwintu, co prowadzi do zablokowania śruby.

W korzystnym rozwiązaniu tuleja ma wewnętrzny gwint. Skok wewnętrznego gwintu generuje osiowy ruch, który dzięki określonej geometrii stożkowego odcinka środkowego powoduje promieniowe rozszerzenie tulei. Obojętne jest zatem, czy śruba kostna jest wprowadzana do poprzecznego otworu gwoździa śródszpikowego za pomocą obrotu lub wkręcania.

Tuleja ma jedną lub kilka wzdłużnych szczelin. Dzięki temu promieniowe rozszerzenie tulei wymaga małej siły, względnie może odbywać się na skutek działania niewielkiego momentu obrotowego. Montaż tulei na śrubie jest prosty, siła ścinająca jest zrównoważona i tuleja uzyskuje niewielkie napięcie. W przypadku jednej wzdłużnej szczeliny przebiega ona przez całą wysokość tulei. Szczelina może przebiegać tylko przez część wysokości tulei, przy czym może być z jednej lub z obu stron zamknięta. W przypadku kilku szczelin częściowych mogą być one przemiennie otwarte od dołu lub od góry.

Tuleja ma średnicę DH i na swej krawędzi ma kołnierz o średnicy DF > DH. Kołnierz ten służy jako zderzak lub służy do pozycjonowania tulei w gwoździu śródszpikowym. Śruba kostna musi być

PL 212 656 B1 swym stożkowym środkowym segmentem wprowadzona do tulei, która dzięki temu rozszerza się promieniowo i pozostaje nieruchoma.

Tuleja jest wykonana z nieresorpcyjnego tworzywa, zwłaszcza z PEEK. Dzięki temu łatwe jest wytwarzanie, prosty montaż, a ponadto podczas wyciągania gwoździa z tulei powoduje ich wzajemne zaciskanie. Tuleja może być wykonana również z metalu. Zaletą takiego rozwiązania jest wysoka wytrzymałość oraz biokompatybilność. Tuleja jest zatem wykonana z takiego samego materiału jak gwóźdź śródszpikowy i śruba. Tuleja jest giętka, co ma znaczenie w przypadku jej przechylenia. W metalowej tulei nie powstają pę knięcia.

Tuleja może być wykonana także z tworzywa resorpcyjnego. W tym przypadku zapewnia to stabilne kątowe ryglowanie. Po drugie, zaletą jest resorbowanie w czasie.

Między tylną końcówką śruby kostnej i segmentem rdzenia o największej średnicy „d2” jest usytuowany segment o długości „L2” o największej średnicy d3 > d2. Zaleta tego rozwiązania polega na tym, że zamyka się otwór wytworzony w powłoce kości (kortikalis) poprzez kołnierz tulei. Segment o długości „L2” i o średnicy d3 > d2 ma zewnętrzny gwint. Za pomocą tego gwintu o zewnętrznej średnicy d3 następuje zakotwienie w kości.

Opisana powyżej śruba kostna jest stosowana wraz z gwoździem śródszpikowym o średnicy DN, mającym poprzeczny, w stosunku do jego wzdłużnej osi, przelotowy otwór o średnicy DB większej od d2 i większej od d_B-L5. Korzystnym jest, aby średnica D_H tulei spełniała warunek D_H < 1,2 DB. Długość H_L tulei powinna być mniejsza od 1,5 DN i większa od 0,2 DN.

Gwóźdź śródszpikowy ma przelotowy osiowy kanał i grubość ścianki WN. Długość tulei HL odpowiada w zasadzie grubości ścianki WN gwoździa śródszpikowego.

Na fig. 4 przedstawiona jest rozchylona promieniowo tuleja 10 o średnicy D_H. W płaszczu tulei 10 znajduje się przelotowa wzdłużna szczelina 11, nadająca tulei 10 elastyczność. Tuleja 10 ma wewnętrzny gwint 13. Ponadto tuleja ma kołnierz 12, za pomocą którego opiera się na powierzchni oporowej. Kołnierz 12 ma średnicę D_F > D_H.

Claims (21)

1. Urządzenie do ustalania kości złożone przynajmniej z jednej śruby kostnej utworzonej z trzpienia z naciętym na nim gwintem oraz końcówką przednią i tylną, przy czym średnica zewnętrzna d gwintu, jak również średnica trzpienia w jego części środkowej zmniejsza się w kierunku końcówki od największej wartości d2, względnie do najmniejszej wartości d1 względnie k1, różnych od zera, oraz z gwoździa śródszpikowego, znamienne tym, że na trzpieniu (3) jest współosiowo osadzona rozwierająca się w kierunku promieniowym tuleja (10) pozycjonowana na tej części trzpienia (3), która ma średnicę zewnętrzną d1, przy czym tuleja ta jest rozwierana przez środkową część (L4) śruby o średnicy wynoszącej w tym miejscu d_B-L5, a ponadto gwóźdź śródszpikowy (20) ma średnicę D_N i jest zaopatrzony w otwór (22) o osi prostopadłej do jego osi (21), przy czym średnica DB tego otworu (22) jest większa od średnicy D₂ części środkowej (L₄) trzpienia (3), jak również większa od średnicy d_B-L5 i mniejsza od średnicy d_B-L3 w środkowym obszarze (L₃) trzpienia (3).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że gwint (2) trzpienia (3) ma jednakową głębokość, a średnica rdzenia (7) trzpienia (3) w środkowej części (L₄) zmniejsza się w kierunku przedniej końcówki (4) od największej wartości „k₂” do najmniejszej - różnej od zera - wartości „k₁”.

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że tuleja (10) jest zaopatrzona w wewnętrzny gwint (13).

4. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienne tym, że tuleja (10) jest zaopatrzona przynajmniej w jedną podłużną szczelinę (11).·

5. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienne tym, że podłużna szczelina (11) przebiega równolegle do jej osi przez całą długość tulei (10).

6. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienne tym, że podłużna szczelina (11) przebiega tylko przez część długości tulei (10).

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że tuleja (10) jest zaopatrzona w kilka podłużnych szczelin (11), otwartych od dołu lub od góry.

8. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 7, znamienne tym, że tuleja (10) ma średnicę zewnętrzną D_h i jest zaopatrzona na swej krawędzi w kołnierz (12) o średnicy D_F > D_H.

PL 212 656 B1

9. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 8, znamienne tym, że tuleja (10) jest wykonana z nieresorpcyjnego tworzywa, zwłaszcza z PEEK.

10. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 8, znamienne tym, że tuleja (10) jest wykonana z metalu.

11. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 8, znamienne tym, że tuleja (10) jest wykonana z bioresorpcyjnego tworzywa.

12. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 11, znamienne tym, że między tylną końcówką (5) i częścią (L₃) trzpienia (3) o większej średnicy „d₂” jest usytuowany segment (8) o długości „L₂” i największej średnicy d3 > d2.

13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że segment (8) o długości „L₂” i o średnicy d₃ > d₂ jest zapatrzony w zewnętrzny gwint (9).

14. Urządzenie według jednego z zastrz. 1 do 11, znamienne tym, że łeb (6) śruby (1) ma długość ,,L₁ i styka się z tylną końcówką (5), natomiast jej trzpień (3) jest zaopatrzony w część (L₃) o stałej średnicy zewnętrznej „d₂” i o stałej średnicy „k₂” gwintu (2) oraz w stożkową część (L₄) o kącie wierzchołkowym α skierowanym ku przedniej końcówce (4) tak, że zewnętrzna średnica „d₂” gwintu (2) zmniejsza się do wartości „d₁”, przy czym między częścią (L₄) i przednią końcówką (4) znajduje się część (L₅) o stałej zewnętrznej średnicy „d₁” i stałej średnicy „k₁” rdzenia gwintu (2), przy czym długości i średnice tych części są różne od zera.

15. Urządzenie według zastrz. 12 albo 13, znamienne tym, że segment (8) ma stałą średnicę rdzenia gwintu (9).

16. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że głębokości gwintu „t1” i „t2” na częściach (L₅) i (L₃) trzpienia (3) są równe.

17. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że średnica D_H tulei (10) spełnia warunek Dh - 1,2 Db.

18. Urządzenie według zastrz. 14 albo 15, znamienne tym, że długość H_L tulei (10) jest mniejsza od 1,5 D_n.

19. Urządzenie według jednego z zastrz. 14 do 16, znamienne tym, że długość H_L tulei (10) jest większa od 0,2 D_n.

20. Urządzenie według jednego z zastrz. 14 do 17, znamienne tym, że gwóźdź śródszpikowy (20) jest zaopatrzony w przelotowy kanał (23).

21. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że długość H_L tulei (10) odpowiada grubości ścianki W_N gwoździa śródszpikowego (20).