RU2277392C2

RU2277392C2 - Bone screw and device for setting, compressing and fixing bone fragments

Info

Publication number: RU2277392C2
Application number: RU2004120270/14A
Authority: RU
Inventors: Андре ФРЕНК (CH); Андре ФРЕНК; Флориан БОЙТЕР (CH); Флориан БОЙТЕР; Франко ЧИКОЙРА (CH); Франко ЧИКОЙРА
Original assignee: Синтез Аг Чур
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2006-06-10
Also published as: RU2004120270A

Abstract

FIELD: medicine; traumatology; orthopedics.

SUBSTANCE: bone screw has two axial edge screw sections 5, 7. Bone screw for connecting two bone fragments has longitudinal axis, front and back ends and aids fro placing screwdriver at back end, front screw section disposed in axial onto longitudinal axis, which section has internal diameter D_kv of external thread, external diameter D_vs and pitch S_v and back section disposed in axial onto longitudinal axis which section has internal diameter D_kn, external diameter D_hs and pitch S_h. Bone screw has middle section between both thread sections. Middle section is disposed in axial to longitudinal axis; constant external diameter of middle section equals to D_ms. External diameter D_ms is equal or shorter than to internal diameter of external thread at front thread section. Middle section ids made thread-free. Device for setting, compressing and fixing bone fragments provided with bone screw has cylindrical or prismatic surgical implantation instrument which has coaxial through central bore, front and back ends. Central bore has expanded part with internal thread which part passes from front end of instrument for depth of T. Expanded part has internal thread which corresponds to external thread at back section of bone screw. Depth T≥L, where L has to be the length of back threaded section of bone screw. Device provides separate performance of operation plans: setting of bone fragments, compression of bone fragments and recession of screw's head.

EFFECT: improved efficiency.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к костному винту для соединения двух костных фрагментов согласно ограничительной части п.1 формулы, к устройству для имплантации такого костного винта согласно ограничительной части п.3 формулы и к способу вправления, сжатия и/или фиксации костных фрагментов по п.4 формулы.The invention relates to a bone screw for connecting two bone fragments according to the restrictive part of claim 1 of the formula, to a device for implanting such bone screw according to the restrictive part of claim 3 of the formula, and to a method for setting, compressing and / or fixing bone fragments according to claim 4 of the formula.

Костные винты имеют разнообразное применение в остеосинтезе, например для управления костных фрагментов, в качестве сжимающих винтов или для фиксации костных фрагментов.Bone screws have a variety of applications in osteosynthesis, for example, for controlling bone fragments, as compression screws or for fixing bone fragments.

Костный винт с двумя аксиально расположенными на концах резьбовыми отрезками и средним безрезьбовым отрезком известен из US 5019079 (Ross). Диаметр среднего отрезка, в основном, соответствует наружному диаметру наружной резьбы дистального резьбового отрезка, однако больше внутреннего диаметра наружной резьбы проксимального резьбового отрезка, так что средний отрезок может быть использован для латеральной стабилизации обоих костных фрагментов при переломе. Недостатком этого выполнения костных винтов является то, что обе наружные резьбы имеют разный шаг, так что различные этапы при имплантации, вправлении костных фрагментов, сжатии костных фрагментов и погружении головки винта нельзя осуществить отдельно друг от друга.A bone screw with two threaded sections axially arranged at the ends and a middle threadless segment is known from US 5019079 (Ross). The diameter of the middle segment mainly corresponds to the outer diameter of the external thread of the distal threaded segment, however, it is larger than the internal diameter of the external thread of the proximal threaded segment, so that the middle segment can be used to laterally stabilize both bone fragments during a fracture. The disadvantage of this implementation of bone screws is that both external threads have a different step, so that the different stages during implantation, reposition of bone fragments, compression of bone fragments and immersion of the screw head cannot be carried out separately from each other.

Здесь помощь может оказать изобретение. В его основе лежит задача создания костного винта, который во время имплантации обеспечивал бы отдельное выполнение вправления костных фрагментов, сжатия костных фрагментов и погружения головки винта.An invention can help here. It is based on the task of creating a bone screw, which during implantation would provide a separate implementation of the reduction of bone fragments, compression of bone fragments and immersion of the screw head.

Изобретение решает поставленную задачу с помощью костного винта, имеющего признаки п.1, и с помощью устройства для имплантации такого костного винта, имеющего признаки п.3, а также с помощью способа вправления, сжатия и/или фиксации костных фрагментов, включающего в себя этапы п.4.The invention solves the problem with a bone screw having the characteristics of claim 1, and with the help of a device for implanting such a bone screw having the characteristics of claim 3, and also using the method of reposition, compression and / or fixation of bone fragments, which includes the steps item 4.

Костный винт согласно изобретению имеет, в основном, два расположенных коаксиально продольной оси на концах костного винта резьбовых отрезка, причем шаги S_V и S_H соответственно переднего и заднего резьбовых отрезков одинаковы. Таким образом достигается то, что после вправления и сжатия обоих костных фрагментов, для чего только передний резьбовой отрезок ввинчен в дистальный костный фрагмент, тогда как задний резьбовой отрезок ввинчен, например, в имплантационный инструмент, костный винт может быть ввинчен дальше в костные фрагменты, пока задний резьбовой отрезок не будет также полностью утоплен в проксимальный костный фрагмент без изменения при этом положения костных фрагментов по отношению друг к другу и без изменения сжатия обоих костных фрагментов. Оба резьбовых отрезка выполнены так, что наружный диаметр переднего резьбового отрезка меньше внутреннего диаметра наружной резьбы заднего резьбового отрезка.The bone screw according to the invention has basically two threaded sections located coaxially with the longitudinal axis at the ends of the bone screw, the steps S _V and S _{H of the} front and rear threaded sections, respectively. Thus, it is achieved that after the reduction and compression of both bone fragments, for which only the anterior threaded segment is screwed into the distal bone fragment, while the posterior threaded segment is screwed into, for example, an implantation tool, the bone screw can be screwed further into the bone fragments, while the posterior threaded segment will also not be completely recessed into the proximal bone fragment without changing the position of the bone fragments relative to each other and without changing the compression of both bone fragments. Both threaded sections are made so that the outer diameter of the front threaded section is less than the inner diameter of the outer thread of the rear threaded section.

Достигнутые изобретением преимущества следует усматривать, в основном, в том, что благодаря костному винту согласно изобретению и устройству согласно изобретению из-за одинакового шага наружных резьб переднего и заднего резьбовых отрезков этапы операции:The advantages achieved by the invention should be seen mainly in the fact that thanks to the bone screw according to the invention and the device according to the invention, due to the same external thread pitch of the front and rear threaded segments, the steps of the operation:

- вправление костных фрагментов;- reduction of bone fragments;

- сжатие костных фрагментов;- compression of bone fragments;

- утапливание головки винта- recessing the screw head

могут осуществляться отдельно и под контролем.can be carried out separately and under control.

За счет выполнения заднего резьбового отрезка с большим внутренним диаметром, чем наружный диаметр переднего резьбового отрезка, можно избежать зацепления заднего с резьбой, уже нарезанной в костных фрагментах для переднего резьбового отрезка.By performing a rear threaded segment with a larger inner diameter than the outer diameter of the front threaded segment, it is possible to avoid engaging the rear with a thread already cut in bone fragments for the front threaded segment.

Преимущественно наружные резьбы на переднем и заднем резьбовых отрезках выполнены в виде самонарезающихся резьб.Mainly external threads on the front and rear threaded segments are made in the form of self-tapping threads.

В предпочтительной форме выполнения костного винта согласно изобретению он имеет между обоими резьбовыми отрезками средний безрезьбовой отрезок, наружный диаметр которого меньше или равен внутреннему диаметру наружной резьбы переднего резьбового отрезка. Тем самым достигается то преимущество, что передний резьбовой отрезок может быть полностью ввинчен в дистальный костный фрагмент, а для осуществления вправления и сжатия костных фрагментов отверстие в проксимальном костном фрагменте не приходится увеличивать относительно отверстия в дистальном костном фрагменте. По сравнению с формой выполнения костного винта, передний резьбовой отрезок которого аксиально примыкает непосредственно к заднему резьбовому отрезоку и у которого отверстие в проксимальном костном фрагменте пришлось бы увеличить, с тем чтобы передний резьбовой отрезок можно было ввинтить только в дистальный костный фрагмент, достигается к тому же более высокая стабильность соединения костного винта с проксимальным костным фрагментом.In a preferred embodiment of the bone screw according to the invention, it has a middle threadless segment between the two threaded segments, the outer diameter of which is less than or equal to the inner diameter of the outer thread of the front threaded segment. Thus, the advantage is achieved that the anterior threaded segment can be completely screwed into the distal bone fragment, and for the reduction and compression of the bone fragments, the hole in the proximal bone fragment does not have to be enlarged relative to the hole in the distal bone fragment. Compared with the embodiment of the bone screw, the front threaded segment of which is axially adjacent directly to the posterior threaded segment and in which the hole in the proximal bone fragment would have to be enlarged so that the front threaded segment could be screwed only into the distal bone fragment, higher stability of the connection of the bone screw with the proximal bone fragment.

Устройство согласно изобретению служит для вправления, сжатия и фиксации костных фрагментов посредством костного винта и содержит, в основном, цилиндрический или призматический хирургический имплантационный инструмент с коаксиально сквозной центральной расточкой для просовывания отвертки. Центральная расточка расширена от переднего конца имплантационного инструмента на глубину Т, так что на глубине Т образуется заплечик. В расширенной части центральной расточки выполнена внутренняя резьба, которая соответствует наружной резьбе заднего резьбового отрезка костного винта, так что задний резьбовой отрезок костного винта может быть ввинчен в центральную расточку на глубину Т. Глубина Т выбрана так, что Т≥L, где L обозначает длину заднего резьбового отрезка костного винта. Тем самым достигается то, что задний резьбовой отрезок костного винта может быть полностью ввинчен в центральную расточку имплантационного инструмента.The device according to the invention serves for reposition, compression and fixation of bone fragments by means of a bone screw and contains mainly a cylindrical or prismatic surgical implantation instrument with a coaxially through central bore for inserting a screwdriver. The central bore is widened from the front end of the implantation instrument to a depth T, so that a shoulder forms at a depth T. In the expanded part of the central bore, an internal thread is made that corresponds to the external thread of the rear threaded segment of the bone screw, so that the rear threaded segment of the bone screw can be screwed into the central bore to a depth T. Depth T is selected so that T≥L, where L denotes the length rear threaded bone screw. Thus, it is achieved that the rear threaded segment of the bone screw can be completely screwed into the central bore of the implantation instrument.

Другие предпочтительные выполнения изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах.Other preferred embodiments of the invention are characterized in the dependent claims.

Изобретение и его усовершенствования более подробно поясняются ниже с помощью нескольких схематично изображенных примеров выполнения. На чертеже представляют:The invention and its improvements are explained in more detail below with the help of several schematically depicted examples of implementation. In the drawing represent:

- фиг.1: общий вид формы выполнения костного винта согласно изобретению;- figure 1: General view of the form of execution of the bone screw according to the invention;

- фиг.2: продольный разрез устройства согласно изобретению с костным винтом в форме выполнения на фиг.1, имплантационным инструментом и отверткой.- figure 2: a longitudinal section of a device according to the invention with a bone screw in the form of execution in figure 1, an implantation instrument and a screwdriver.

На фиг.1 изображена предпочтительная форма выполнения костного винта 1 согласно изобретению. Он имеет задний резьбовой отрезок 7 с наружной резьбой 9, имеющей внутренний диаметр D_KH, наружный диаметр D_HS и шаг S_H, средний безрезьбовой отрезок 10 с наружным диаметром D_MS, примыкающий коаксиально продольной оси 2 к заднему резьбовому отрезку 7, и передний резьбовой отрезок 5 с наружной резьбой 8, имеющей внутренний диаметр D_KV, наружный диаметр D_VS и шаг S_V. Оба резьбовых отрезка 5,7 имеют разный диаметр, т.е. внутренний диаметр D_KH заднего резьбового отрезка 7 больше или равен наружному диаметру D_VS переднего резьбового отрезка 5. Шаг обеих наружных резьб 8, 9, однако, одинаков. Наружный диаметр D_MSсреднего отрезка 6 меньше или равен внутреннему диаметру D_KV переднего резьбового отрезка 5. Далее на переднем конце 3 костного винта 1 и на переходе между задним 7 и средним 6 резьбовыми отрезками расположено несколько распределенных по периферии обоих резьбовых отрезков 5, 7 и аксиально ориентированных насечек 23 с параллельными, в основном, продольной оси 2 режущими кромками 12, так что обе наружные резьбы 8, 9 выполнены самонарезающимися. На заднем конце 4 костного винта 1 коаксиально расположены средства для размещения отвертки, например, в виде внутреннего шестигранника (Torx или Phillips). Кроме того, костный винт 1 снабжен сквозной, проходящей от переднего конца 3 до заднего конца 4 центральной расточкой 10, которая служит, например, для размещения направляющей проволоки (не показана).Figure 1 shows a preferred embodiment of the bone screw 1 according to the invention. It has a rear threaded section 7 with an external thread 9 having an inner diameter D _KH , an outer diameter D _HS and a pitch S _H , a middle threadless segment 10 with an outer diameter D _MS , adjacent coaxially to the longitudinal axis 2 to the rear threaded section 7, and a front threaded a segment 5 with an external thread 8 having an inner diameter D _KV , an outer diameter D _VS and a pitch S _V. Both threaded sections 5.7 have different diameters, i.e. the inner diameter D _{KH of the} rear threaded section 7 is greater than or equal to the outer diameter D _{VS of the} front threaded section 5. The pitch of both external threads 8, 9, however, is the same. The outer diameter D _{MS of the} middle section 6 is less than or equal to the inner diameter D _{KV of the} front threaded section 5. Further, at the front end 3 of the bone screw 1 and at the transition between the rear 7 and middle 6 threaded segments, several threaded segments 5, 7 and axially oriented notches 23 with parallel, mainly longitudinal axis 2, cutting edges 12, so that both external threads 8, 9 are self-tapping. At the rear end 4 of the bone screw 1, there are coaxially arranged means for accommodating a screwdriver, for example in the form of an internal hexagon (Torx or Phillips). In addition, the bone screw 1 is provided with a through bore 10 extending from the front end 3 to the rear end 4, which serves, for example, to accommodate a guide wire (not shown).

На фиг.2 устройство согласно изобретению изображено вместе с костным винтом 1, задний резьбовой отрезок 7 которого полностью ввинчен в имплантационный инструмент 15, а передний резьбовой отрезок 5 - в дистальный костный фрагмент 14. Имплантационный инструмент 15 имеет сквозную центральную расточку 17, которая расширена от переднего конца 18 на глубину Т и имеет в этой расширенной части 24 соответствующую наружной резьбе 9 внутреннюю резьбу 20. На глубине Т между расширенной частью 24 центральной расточки 17 и более узкой частью 25 центральной расточки 17 выполнен заплечик 22, в который задний конец 4 костного винта 1 упирается при полностью ввинченном в имплантационный инструмент 15 заднем резьбовом отрезке 7. Через более узкую часть 25 центральной расточки 17 от заднего конца 19 имплантационного инструмента 15 может быть просунута отвертка 16 с возможностью ее ввода в расположенные на заднем конце 4 костного винта 1 средства 11 для приема отвертки и с возможностью вращения костного винта 1 отверткой 16 относительно имплантационного инструмента 15.In Fig. 2, the device according to the invention is shown together with a bone screw 1, the posterior threaded segment 7 of which is completely screwed into the implantation instrument 15, and the front threaded segment 5 is completely screwed into the distal bone fragment 14. The implantation instrument 15 has a through central bore 17, which is widened from the front end 18 to a depth T and has an internal thread 20 corresponding to the external thread 9 in this expanded part 24. At a depth T between the expanded part 24 of the central bore 17 and the narrower part 25 of the central bore and 17, a shoulder 22 is made in which the rear end 4 of the bone screw 1 abuts with the rear threaded section 7 fully screwed into the implantation instrument 7. Through the narrower part 25 of the central bore 17, a screwdriver 16 can be inserted through the narrower end 25 of the implantation instrument 15 with the possibility of input into located at the rear end 4 of the bone screw 1 means 11 for receiving a screwdriver and with the possibility of rotation of the bone screw 1 with a screwdriver 16 relative to the implantation instrument 15.

Для вправления, сжатия и фиксации обоих костных фрагментов 13, 14 сначала выполняют проходящую сквозь проксимальный костный фрагмент 13 и проникающую в дистальный костный фрагмент 14 расточку 21, диаметр которой соответствует внутреннему диаметру D_KV (фиг.1) наружной резьбы 8 переднего резьбового отрезка 5 костного винта 1.To reposition, compress, and fix both bone fragments 13, 14, a bore 21 is passed through the proximal bone fragment 13 and penetrates into the distal bone fragment 14, the diameter of which corresponds to the inner diameter D _KV (Fig. 1) of the external thread 8 of the anterior threaded segment 5 of the bone screw 1.

В начале процесса имплантации задний резьбовой отрезок 7 костного винта 1 ввинчивают во внутреннюю резьбу 20 центральной расточки 17 имплантационного инструмента 15 полностью на глубину Т. Костный винт 1 вводят затем за счет вращения имплантационного инструмента 15 вокруг продольной оси 2 в предварительно просверленные отверстия 21 в обоих костных фрагментах 13, 14. Поскольку задний резьбовой отрезок 7 костного винта 1 полностью размещается в имплантационном инструменте 15, наружная резьба 9 заднего резьбового отрезка 7 не может войти в проксимальный костный фрагмент 13, так что при вращении имплантационного инструмента 15 в дистальный костный фрагмент 14 ввинчивается только передний резьбовой отрезок 5 костного винта 1. Передний конец 18 имплантационного инструмента 15 выполняет на этом этапе функцию головки винта, так что после ввинчивания костного винта 1 в оба костных фрагмента 13, 14 до тех пор, пока передний конец 18 имплантационного инструмента 15 не упрется в проксимальный костный фрагмент 13, при дальнейшем вращении имплантационного инструмента 15 оба костных фрагмента 13, 14 сходятся. Как только оба костных фрагмента 13, 14 соприкоснутся, начинается процесс сжатия обоих костных фрагментов 13, 14. Как только за счет дальнейшего вращения имплантационного инструмента 15 будет достигнуто желаемое сжатие обоих костных фрагментов 13, 14, отвертку 16 вводят через центральную расточку 17 имплантационного инструмента 15 в средства 11 для размещения отвертки и с помощью отвертки 16 костный винт 1 продолжают вращать, так что при фиксированном имплантационном инструменте 15 костный винт 1 вывинчивают из внутренней резьбы 20 на переднем конце 18 имплантационного инструмента 15 и задний резьбовой фрагмент 7 ввинчивают в проксимальный костный фрагмент 13, пока он не будет полностью помещен под поверхностью проксимального костного фрагмента 13. Поскольку во время этого последнего процесса оба костных фрагмента 13, 14 не движутся по отношению друг к другу, после утапливания заднего резьбового фрагмента 7 в проксимальном костном фрагменте 13 сжатие остается неизменным.At the beginning of the implantation process, the posterior threaded section 7 of the bone screw 1 is screwed into the internal thread 20 of the central bore 17 of the implantation tool 15 completely to a depth T. The bone screw 1 is then inserted by rotating the implantation tool 15 around the longitudinal axis 2 into the pre-drilled holes 21 in both bone fragments 13, 14. Since the rear threaded section 7 of the bone screw 1 is completely located in the implantation instrument 15, the external thread 9 of the rear threaded section 7 cannot enter the proximal bone fragment 13, so that when the implant instrument 15 is rotated, only the front threaded section 5 of the bone screw 1 is screwed into the distal bone fragment 14. The front end 18 of the implant tool 15 performs the function of the screw head at this stage, so that after screwing the bone screw 1 into both bone fragment 13, 14 until the front end 18 of the implantation instrument 15 rests against the proximal bone fragment 13, with further rotation of the implantation instrument 15, both bone fragments 13, 14 converge . As soon as both bone fragments 13, 14 come into contact, the compression process of both bone fragments 13, 14 begins. As soon as the desired compression of both bone fragments 13, 14 is achieved by further rotation of the implant tool, a screwdriver 16 is inserted through the central bore 17 of the implant tool 15 In the means 11 for accommodating the screwdriver and using the screwdriver 16, the bone screw 1 continues to be rotated, so that with the fixed implantation instrument 15, the bone screw 1 is unscrewed from the internal thread 20 at the front end 18 the implantation instrument 15 and the posterior threaded fragment 7 are screwed into the proximal bone fragment 13 until it is completely placed under the surface of the proximal bone fragment 13. Since during this last process both bone fragments 13, 14 do not move with respect to each other after implantation the posterior threaded fragment 7 in the proximal bone fragment 13 compression remains unchanged.

Костный винт 1 используют предпочтительно там, где головка винта мешала бы, например, при близких к суставам переломах, внутрисоставных фиксациях, таких как скафоидные переломы, мелкие фрагменты, фиксации сухожилий, нервов и фиксации близко к сосудам.Bone screw 1 is preferably used where the screw head would interfere with, for example, fractures close to the joints, intra-composite fixations, such as scaphoid fractures, small fragments, fixation of tendons, nerves and fixation close to the vessels.

Claims

1. Bone screw (1) for connecting two bone fragments containing

A) the longitudinal axis (2), front (3) and rear (4) ends and means (11) for placing a screwdriver (16) at the rear end (4);

B) a front threaded section (5) located coaxially with the longitudinal axis (2) at the end with an external thread (8) with an inner diameter D _KV , an outer diameter D _VS and a pitch S _V ;

B) a rear threaded section (7) located coaxially with the longitudinal axis (2) at the end with an external thread (9) with an inner diameter D _KH , an outer diameter D _HS and a pitch S _H , wherein

D) the outer diameter D _{VS of the} front threaded section (5) is less than or equal to the inner diameter D _{KH of the} rear threaded section (7);

E) the thread pitch S _{V of the} front threaded section (5) and the pitch S _{H of the} rear threaded section (7) are the same,

characterized in that E) the bone screw (1) also has a middle segment (6) coaxial with the longitudinal axis (2) between both threaded segments (5; 7) and has a constant outer diameter D _MS , moreover G) the outer diameter D _{MS is} less than or equal to the inner diameter of the external thread (8) on the front threaded section (5), and H) the middle section (6) is made threadless.

2. A device for repositioning, compressing and fixing bone fragments with at least one bone screw (1) according to claim 1, characterized in that

A) it contains a cylindrical or prismatic surgical implantation instrument (15) containing a coaxial through central bore (17), front (18) and rear (19) ends, and

B) the central bore (17) has an extended part (24) extending from the front end (18) of the tool (15) to a depth T with an internal thread (20), which corresponds to an external thread (9) on the posterior segment (7) of the bone screw ( 1), and the depth T≥L, where L denotes the length of the posterior threaded segment (7) of the bone screw (1).