WO1997029707A1 - Osteosynthetisches befestigungselement - Google Patents

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WO1997029707A1
WO1997029707A1 PCT/EP1996/005243 EP9605243W WO9729707A1 WO 1997029707 A1 WO1997029707 A1 WO 1997029707A1 EP 9605243 W EP9605243 W EP 9605243W WO 9729707 A1 WO9729707 A1 WO 9729707A1
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WO
WIPO (PCT)
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connecting element
section
rod
longitudinal axis
passage
Prior art date
Application number
PCT/EP1996/005243
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Griss
Hans Schmotzer
Original Assignee
Plus Endoprothetik Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Plus Endoprothetik Ag filed Critical Plus Endoprothetik Ag
Priority to EP96941042A priority Critical patent/EP0880344B1/de
Priority to DE59610649T priority patent/DE59610649D1/de
Publication of WO1997029707A1 publication Critical patent/WO1997029707A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers ; Bone stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
    • A61B17/7032—Screws or hooks with U-shaped head or back through which longitudinal rods pass

Definitions

  • the invention relates to an osteosynthetic fastening element, in particular a pedicle screw or spinal hook, according to the preamble of claim 1 or according to the preamble of claim 8.
  • an implant for spinal correction is known with a longitudinal axis, a first one that can be anchored to the bone
  • Section a second section adjoining the first section in the direction of the longitudinal axis and comprising a passage delimited by two lateral legs for receiving a rod-shaped connecting element, a coaxial inner cylinder for insertion between the mentioned legs, the outer circumferential surface of the inner cylinder being a with an internal thread formed on the inner surface of the two legs, and a cap part with a coaxial outer brim for enclosing the legs.
  • this implant it is proposed in EP-B 0 496 851 to design the coaxial inner cylinder and the cap part as a one-piece clamping part for the rod-like connecting element.
  • the construction according to EP-A 0 465 158 has proven to be particularly advantageous.
  • This construction is characterized in that it has a lid projecting over the outer edge of the two legs of the second implant section with a central threaded section which can be screwed between the two legs, and a cover which extends with radial play around the two legs Clamping ring includes, which can be pressed against the connecting element for the clamping fixing of the connecting element within the passage formed in the second section through the cover or its outer peripheral edge.
  • the central threaded section must be dimensioned so short that it is sufficiently spaced from the rod-like connecting element in the clamping position of the outer clamping ring, ie not on it acts.
  • the rod-like connecting element is clamped exclusively via the outer clamping ring.
  • the clamping ring cannot be forgotten due to the aforementioned dimensioning of the threaded section that can be screwed between the two legs of the second implant section; because then there would be no clamping of the rod-like connecting element at all.
  • the central threaded section is also dimensioned so short that even if the clamping ring is missing and the cover is fully screwed in, there is no effect of the threaded section on the rod-like connecting element. Without the clamping ring, the rod-like connecting element would be held loosely in the passage between the two legs of the second implant section.
  • the present invention has for its object to provide an osteosynthetic fastener that is extremely safe to use, consists of a minimum of components and a clamping fixation of the associated rod-like connecting element in a deviating from 90 ° to the longitudinal axis of the fastener Angle allowed, both in a plane parallel to the passage plane and perpendicular to it.
  • the constructions according to the invention have the advantage that with a minimum of components which are absolutely necessary for the clamping fixation of the rod-like connecting element and thus cannot be forgotten during use, a clamping fixing of the rod-like connecting element also at an angle deviating from 90 ° Longitudinal axis of the osteosynthetic fastener is possible.
  • Both embodiments allow the rod-like connecting element to pivot in a plane parallel to the (passage) plane defined by the channel-like passage and in a plane perpendicular thereto, provided the width of the passage is greater than the maximum width or the diameter of the rod-like connecting element.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the second or upper section (head) of a pedicle screw parallel to the passage plane and on an enlarged scale.
  • FIG. 2 shows the top section (head) of the pedicle screw together with the rod-like connecting element according to FIG. 1 in a perspective top view;
  • FIG. 3 shows the pedicle screw according to FIG. 2 in a perspective oblique view from the side;
  • FIG. 4 shows the second or upper section (head) of a second embodiment of a pedicle screw according to the invention partly in longitudinal section perpendicular to the passage plane, partly in view; and Fig. 5 shows a part of the upper or second section
  • FIG. 1 to 3 show an osteosynthetic fastening means in the form of a pedicle screw 10, which comprises the following features:
  • a longitudinal axis 11 a first, lower section 12 which can be anchored to the bone in the form of a screw section, not shown; a second upper section 13 adjoining the first or lower section 12 in the direction of the longitudinal axis 11, which defines the head of the pedicle screw 10 and which comprises a passage 16 delimited by two lateral limbs for receiving a rod-like connecting element 17 ; a cover 18 projecting over the outer edge of the two legs 14, 15 with a central threaded section 19 which can be screwed between the two legs 14, 15; and a clamping ring 20 which extends around the two legs 14, 15 with a slight radial play and which, for the clamping fixing of the connecting element 17 within the passage 16 formed in the second upper section 13, through the cover 18 or its outer peripheral edge the connecting element 17 can be pressed, with its lower end peripheral edge 21.
  • the end peripheral edge 21 of the clamping ring 20 facing the rod-like connecting element 17 extends in a plane lying obliquely to the longitudinal axis 11.
  • the corresponding angle ⁇ between this plane and the longitudinal axis 11 of the fastening element, which in the assembled state is aligned with the longitudinal axis of the clamping ring 20, is between approximately 70 to 85 ° (see FIG. 1).
  • the clamping ring 20 is thus cut obliquely on the side facing the connecting element 17. Furthermore, the clamping ring in the assembled state and after the rod-like connecting element 17 has been placed in the passage 16, rotate it about the longitudinal axis 17 into any desired position.
  • the inclination of the rod-like connecting element 17 relative to the longitudinal axis 11 also changes, in particular in a plane parallel to the plane defined by the passage 16, as is very clearly shown in FIG. 1.
  • this position is fixed by the cover 18 via the clamping ring 20.
  • the support bearing 22 has a shell-like or spherical segment-like bearing surface 23 which corresponds to a corresponding support surface 24 at the bottom of the passage 16.
  • the support element 22 On the side facing the connecting element 17, the support element 22 is provided with a receiving groove 25 for receiving the rod-like connecting element 17, the receiving groove 25 having an approximately semicircular cross section in the case of a connecting element 17 with a circular cross section.
  • Cross ribs in particular a fine thread, can be incorporated in the surface of the receiving groove 25 in order to obtain an even better fixation of the rod-like connecting element 17 within the passage 16.
  • the support element 22 is preferably at the bottom of the Passage 16 held in such a way that it cannot be lost after assembly. The support element 22 is therefore part of the pedicle screw 10.
  • the support element 22 is fixed to the bottom of the passage 16 by a pin projecting above the support surface 24, which is formed with little pressure in a bearing surface 23 of the support element facing the support surface 24 , in particular a continuously formed receiving groove 26, the receiving groove 26 extending parallel to the receiving groove 25 for the rod-like connecting element 17.
  • the holding pin mentioned is not shown in detail in FIG. 1. Only the receiving bore for the holding pin in the support surface 24 is shown and identified by the reference number 27.
  • reference is made to WO 94/14 384 which goes back to the applicant, with regard to the support element 22 and its fixing to the bottom of the passage 16.
  • a saddle-like elevation can be formed on the bottom of the passage 16, as is shown in the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5 and is identified by the reference number 28. Via this saddle-like elevation, the rod-like connecting element 17 can be brought into a preferred pivot position relative to the longitudinal axis 11 of the fastening element 10 and, when a clamping ring 20 is used, can be fixed therein by means of the same.
  • An internal hexagon 29 is formed on the top of the cover 18. This serves to engage a corresponding turning tool for the cover 18.
  • the outer circumferential surface of the clamping ring 20 is knurled or otherwise structured, e.g. B. with flat sides to attack a spanner or with axial recesses to attack a complementary turning tool.
  • the flat sides and / or recesses mentioned also serve to facilitate the turning of the clamping ring 20 between two fingers of the surgeon.
  • the end peripheral edge 21 facing the connecting element can have a plurality of recesses arranged uniformly diametrically to the longitudinal axis 11, the axial limitation of which in each case faces the facing area ⁇ catch of the rod-like connecting element 17 is adapted.
  • the peripheral edge 21 thus has circular cutouts which are arranged diametrically to one another along the longitudinal axis 11 and are distributed uniformly over the peripheral edge 21.
  • the rod-like connecting element 17 is encompassed both from above and from below and is literally embedded between the clamping ring 20 and the support element 22.
  • the edge recesses mentioned also prevent undesired entrainment or rotation of the clamping ring 20 when the cover 18 is screwed in by the latter.
  • the rod-like connecting element 17 can be designed as a rigid or plastic rod or in the manner of a flexible cable. In any case, the clamping mechanism described can be used.
  • the clamping ring 20 can be rotatably mounted on the outer peripheral edge of the cover 18 in such a way that the cover 18 and the clamping ring 20 form a structural unit.
  • the entire arrangement consists of only three parts, namely the pedicle screw 10, cover and clamping ring 18, 20 and connecting element 17.
  • the aforementioned parts preferably each consist of titanium or a titanium alloy.
  • the support bearing 22 and the clamping ring 20 should make it possible to tilt the rod-like connecting element in the plane parallel to the passage plane by ⁇ 15 °. In a plane perpendicular to this, a possibility of turning by ⁇ 5 ° is advantageous.
  • the clamping ring 20 has another function; namely, it prevents inadmissible radial spreading of the two legs 14, 15 to the outside when the cover 18 is screwed in.
  • FIGS. 4 and 5 The embodiment of a pedicle screw according to FIGS. 4 and 5 is characterized by the following features:
  • a longitudinal axis 11 a longitudinal axis 11; a first, lower screw or hook section 12 which can be anchored to the bone; a second upper section 13 adjoining the first lower section 12 in the direction of the longitudinal axis 11 and comprising a passage 16 delimited by two lateral legs 14, 15 for receiving a rod-like connecting element 17; a clamping element 30 which can be introduced between the two legs 14, 15 for the clamping fixing of the rod-like connecting element 17 within the passage 16; and a cap 31 which can be screwed over the two legs 14, 15, the outer brim 32 of which closes the two legs 14, 15 and which is connected to the clamping element 30 designed as a cylinder body.
  • the brim 32 of the cap 31 has an internal thread 33, which corresponds to an external thread 34 formed on the outer peripheral surface of the two legs 14, 15 of the second upper section 13.
  • the clamping element 30 is rotatably mounted on the cover of the cap 31 relative to the longitudinal axis 11 of the fastening element 10, it being accessible from above through the cover 18 for setting a desired rotational position.
  • the end face 35 which faces the connecting element 17 and cooperates with it extends obliquely to the longitudinal axis 11 of the fastening element 10 by turning the clamping element 30 about the longitudinal axis 11, the tilting position of the rod-like connecting element 17 is set in a plane parallel to the passage plane and fixed by screwing the cap 31 tight. If the passage 16 is made sufficiently wide, the rod-like connecting element 17 can also be rotated about a plane transverse to the passage plane, the angle of rotation preferably again being ⁇ 5 °.
  • the rod-like connecting element 17 can be tilted at the bottom of the passage 16 by a saddle-like elevation 28.
  • a support element corresponding to the support element 22, as described with reference to FIG. 1 can be arranged on the bottom of the passage 16.
  • the clamping element 30 prevents the two legs 14, 15 from radially deflecting inwards when the screw cap 31 is screwed on and tightened under a predetermined torque.
  • the clamping element 30 is preferably non-detachably pivoted on the lid of the cap 31.
  • the clamping element 30 is rotatably mounted in the lid of the cap 31 in such a way that it is directly accessible from the outside. Accordingly, the clamping element 30 has an internal hexagon 36 on its end face facing away from the connecting element 17, by means of which the connecting element 30 can be rotated about the longitudinal axis 11 when the cap 31 is already screwed into a position which corresponds to a desired tilting position of the rod-like Connection element 17 corresponds.
  • the rotatability of the clamping element 30, the peripheral surface of which is preferably smooth, about the longitudinal axis 11, is indicated in FIG. 4 by the double arrow 37.
  • the corresponding rotatability of the clamping ring 20 about the longitudinal axis 11 is indicated by the double arrow 38 in FIGS. 2 and 3.
  • the connecting element 17 Before the connecting element 17 is finally clamped within the passage 16, the connecting element 17 can be tilted as well as displaced in the longitudinal direction or rotated about the longitudinal axis. These degrees of freedom are blocked by the described clamping mechanisms.

Abstract

Osteosynthetisches Befestigungselement, insbesondere Pedikelschraube (10) mit einem Schraubabschnitt (12) und einem gabelartigen Kopf (13), der einen kanalartigen Durchgang (16) zur Aufnahme eines stabartigen Verbindungselements (17) umfaßt. Mittels eines Schraubdeckels (18) ist ein sich um den Außenumfang des Schraubenkopfes herumerstreckender Klemmring (20) gegen das stabartige Verbindungselement (17) drückbar, so daß dieses klemmend innerhalb des Durchgangs (16) gehalten wird. Der dem stabartigen Verbindungselement (17) zugewandte stirnseitige Umfangsrand (21) des Klemmrings (20) liegt in einer sich schräg zur Längsachse (11) der Pedikelschraube (10) bzw. des Klemmrings (20) erstreckenden Ebene (Winkel α).

Description

Osteosynthetisches Befestigungselement
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein osteosynthetisches Befestigungsele¬ ment, insbesondere Pedikelschraube oder Wirbelsäulenhaken, ge¬ mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8.
Zur Behandlung von Wirbelsäulenverletzungen sind verschiedene Methoden und Osteosynthese-Vorrichtungen bekannt. Aus der FR-A- 2 642 643 ist ein Implantat zur Wirbelsäulenkorrektur bekannt mit einer Längsachse, einem ersten, am Knochen verankerbaren
Abschnitt, einem in Richtung der Längsachse sich an den ersten Abschnitt anschließenden zweiten Abschnitt, der einen durch zwei seitliche Schenkel begrenzten Durchgang zur Aufnahme eines stabformigen Verbindungselements umfaßt, einem koaxialen Innen- zylnder zur Einführung zwischen die erwähnten Schenkel, wobei die äußere Umfangsfläche des Innenzylinders ein mit einem an der Innenfläche der beiden Schenkel ausgebildeten Innengewinde korrespondierendes Außengewinde aufweist, sowie einem Kappen¬ teil mit koaxialer äußerer Krempe zur Umschließung der Schen- kel. Gemäß einer Weiterbildung dieses Implantats ist in der EP- B 0 496 851 vorgeschlagen, den koaxialen Innenzylinder und den Kappenteil als einstückiges Klemmteil für das stabartige Ver¬ bindungselement auszubilden.
Die vorgenannten Konstruktionen haben den Nachteil, daß das stabartige Verbindungselement zwischen den beiden Schenkeln des zweiten Abschnitts nur in Richtung senkrecht zur Längsachse des Implantats fixierbar ist.
Zur Behebung des letztgenannten Nachteils gibt es eine Vielzahl von konstruktiven Vorschlägen, z. B. das Implantat gemäß der
EP-B 0 408 489, EP-A 0 572 790, DE-A 43 30 837 oder EP-B 0 487 895. All diesen Vorschlägen ist gemeinsam, daß das stabartige Verbindungselement jeweils zwischen den beiden Schenkeln des zweiten Implantatabschnitts mittels verschwenkbar gelagerter Klemmkörper fixiert wird. Da der Raum zwischen den beiden
Schenkeln begrenzt ist, sind die bekannten Konstruktionen ent¬ sprechend diffizil ausgebildet und hinsichtlich ihrer Bruchfe¬ stigkeit äußerst fraglich. Auch zeichnen sich die bekannten Konstruktionen durch eine Vielzahl einzeln zu handhabender Bau- elemente aus mit der Gefahr, daß das eine oder andere Bauele¬ ment bei der Implantation vergessen wird. Ein solches Mißge¬ schick kann fatale Folgen haben. Dies ist auch der Grund, warum bei dem Implantat gemäß der EP-B 0 496 851 auf eine einstückige Ausbildung des zentralen und als Klemmkörper dienenden Innenzy- linders mit dem die beiden Schenkel umschließenden Kappenteil Wert gelegt wird. Nur - wie gesagt - erlaubt diese bekannte Konstruktion keine Einstellung des stabartigen Verbindungsele¬ ments in einem von 90° zur Längsachse abweichenden Winkel.
Hinsichtlich der Handhabung und der Gefahr, kein Bauteil bei der Implantation zu vergessen, hat sich die Konstruktion gemäß der EP-A 0 465 158 als besonders vorteilhaft erwiesen. Diese Konstruktion ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen über -den äußeren Rand der beiden Schenkel des zweiten Implantatab- Schnitts vorstehenden Deckel mit einem zentralen, zwischen die beiden Schenkel einschraubbaren Gewindeabschnitt aufweist, so¬ wie einen mit radialem Spiel sich um die beiden Schenkel herum erstreckenden Klemmring umfaßt, der zur klemmenden Fixierung des Verbindungselements innerhalb des im zweiten Abschnitt aus- gebildeten Durchgangs durch den Deckel bzw. dessen äußeren Um¬ fangsrand gegen das Verbindungselement drückbar ist. Natürlich muß der zentrale Gewindeabschnitt so kurz bemessen sein, daß er in Klemmstellung des äußeren Klemmrings vom stabartigen Verbin¬ dungselement ausreichend beabstandet ist, d. h. auf diese nicht einwirkt. Die Klemmung des stabartigen Verbindungselements er¬ folgt ausschließlich über den äußeren Klemmring. Der Klemmring kann aufgrund der vorgenannten Dimensionierung des zwischen die beiden Schenkel des zweiten Implantatabschnitts einschraubbaren Gewindeabschnitts nicht vergessen werden; denn dann würde über¬ haupt keine Klemmung des stabartigen Verbindungselements statt¬ finden. Natürlich ist der zentrale Gewindeabschnitt auch so kurz bemessen, daß selbst bei fehlendem Klemmring und vollstän¬ diger Einschraubung des Deckels keine Einwirkung des Gewindeab- Schnitts auf das stabartige Verbindungselement stattfindet. Ohne Klemmring würde das stabartige Verbindungselement also lose im Durchgang zwischen den beiden Schenkeln des zweiten Im¬ plantatabschnitts gehalten sein.
Nachteilig ist bei der letztgenannten Konstruktion jedoch, daß auch hier das stabartige Verbindungselement nur in einem Winkel senkrecht zur Längsachse des osteosynthetischen Befestigungs¬ elements fixierbar ist. Die Einsatzmöglichkeiten des bekannten Befestigungselements sind also dementsprechend beschränkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein osteosynthetisches Befestigungselement zu schaffen, welches äu¬ ßerst sicher in der Handhabung ist, aus einem Minimum von Bau¬ teilen besteht und eine klemmende Fixierung des zugeordneten stabartigen Verbindungselements in einem vom 90° zur Längsachse des Befestigungselements abweichenden Winkel erlaubt, und zwar sowohl in einer Ebene parallel zur Durchgangsebene als auch senkrecht dazu.
Diese Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und in einer zweiten Ausführungsform durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspru¬ ches 8 gelöst, wobei es sich bei der Konstruktion nach Anspruch 1 um eine sogenannte "äußere Klemmfixierung" des stabartigen Verbindungselements handelt, während die Konstruktion nach An¬ spruch 8 eine sogenannte "innere Klemmfixierung" des stabarti- gen Verbindungselements definiert. Konstruktive Details der beiden vorgenannten Alternativlösungen sind in den Ansprüchen 2 bis 7 bzw. 9 und 10 beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Konstruktionen haben den Vorteil, daß mit einem Minimum von Bauteilen, die zur klemmenden Fixierung des stabartigen Verbindungselements zwingend notwendig sind und da¬ mit beim Gebrauch nicht vergessen werden können, eine klemmende Fixierung des stabartigen Verbindungselements auch in einem Winkel abweichend von 90° zur Längsachse des osteosynthetischen Befestigungselements möglich ist. Beide Ausführungsformen ge¬ statten ein Verschwenken des stabartigen Verbindungselements in einer Ebene parallel zu der durch den kanalartigen Durchgang definierten (Durchgangs-) Ebene sowie in einer Ebene senkrecht dazu, sofern die Breite des Durchgangs größer ist als die maxi- male Breite bzw. der Durchmesser des stabartigen Verbindungs¬ elements .
Nachstehend werden anhand der beigefügten Zeichnung zwei bevor¬ zugte Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß ausgebildeter Befe- stigungselemente näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den zweiten bzw. oberen Abschnitt (Kopf) einer Pedikelschraube parallel zur Durchgangsebene und in vergrößertem Maßstab;
Fig. 2 den oberen Abschnitt (Kopf) der Pedikelschraube samt stabartigem Verbindungselement gemäß Fig. 1 in perspektivischer Draufsicht;
Fig. 3 die Pedikelschraube gemäß Fig. 2 in perspektivi¬ scher Schrägansicht von der Seite;
Fig. 4 den zweiten bzw. oberen Abschnitt (Kopf) einer zweiten Ausführungsform einer Pedikelschraube gemäß Erfindung teilweise im Längsschnitt senk¬ recht zur Durchgangsebene, teilweise in Ansicht; und Fig. 5 einen Teil des oberen bzw. zweiten Abschnitts
(Kopf) der Pedikelschraube gemäß Fig. 4 in Sei¬ tenansicht, wobei die Pedikelschraube gegenüber der Darstellung in Fig. 4 um 90° verdreht ist.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein osteosynthetisches Befestigungs¬ mittel in Form einer Pedikelschraube 10 dargestellt, die fol¬ gende Merkmale umfaßt :
- eine Längsachse 11; einen ersten, unteren am Knochen verankerbaren Abschnitt 12 in Form eines nicht näher dargestellten Schraubab¬ schnitts; einen in Richtung der Längsachse 11 sich an den ersten bzw. unteren Abschnitt 12 anschließenden zweiten oberen Abschnitt 13, der den Kopf der Pedikelschraube 10 defi¬ niert und der einen durch zwei seitliche Schenkel kanalar¬ tig begrenzten Durchgang 16 zur Aufnahme eines stabartigen Verbindungselements 17 umfaßt; einen über den äußeren Rand der beiden Schenkel 14, 15 vorstehenden Deckel 18 mit einem zentralen, zwischen die beiden Schenkel 14, 15 einschraubbaren Gewindeabschnitt 19; und einen mit geringem radialen Spiel sich um die beiden Schenkel 14, 15 herum erstreckenden Klemmring 20, der zur klemmenden Fixierung des Verbindungselements 17 innerhalb des im zweiten oberen Abschnitt 13 ausgebildeten Durch¬ gangs 16 durch den Deckel 18 bzw. dessen äußeren Umfangs¬ rand gegen das Verbindungselement 17 drückbar ist, und zwar mit seinem unteren stirnseitigen Umfangsrand 21.
Der dem stabartigen Verbindungselement 17 zugewandte stirnsei¬ tige Umfangsrand 21 des Klemmrings 20 erstreckt sich in einer schräg zur Längsachse 11 liegenden Ebene. Der entsprechende Winkel α zwischen dieser Ebene und der Längsachse 11 des Befe¬ stigungselements, welche im montierten Zustand mit der Längsachse des Klemmrings 20 fluchtet, beträgt zwischen etwa 70 bis 85° (siehe Fig. 1) . Der Klemmring 20 ist also an der dem Verbindungselement 17 zugewandten Seite schräg angeschnitten. Des weiteren läßt sich der Klemmring im montierten Zustand und nach Plazierung des stabartigen Verbindungselements 17 im Durchgang 16 um die Längsachse 17 in jede gewünschte Lage dre¬ hen. Dementsprechend ändert sich auch die Neigung des stabarti¬ gen Verbindungselements 17 relativ zur Längsachse 11, und zwar insbesondere in einer Ebene parallel zu der durch den Durchgang 16 definierten Ebene, so wie dies in Fig. 1 sehr deutlich dargestellt ist. Sobald die gewünschte Lage des stabartigen Verbindungselements 17 innerhalb des Durchgangs 16 der Pedikel¬ schraube 10 eingestellt ist, wird diese Lage durch den Deckel 18 über den Klemmring 20 fixiert. Zu diesem Zweck wird der
Deckel 18 mit seinem Gewindeabschnitt 19 zwischen die beiden Schenkel 14, 15 eingeschraubt, wobei die minimale Höhe der Klemmhülse 20 größer ist als der Abstand zwischen der Unter¬ seite des Gewindeabschnitts 19 und der Unterseite des Deckels 18. Damit ist gewährleistet, daß die Unterseite des Gewindeab¬ schnitts 19 stets ausreichend von der Oberseite des stabartigen Verbindungselements 17 beabstandet ist, und zwar auch in der maximalen Schwenklage des Verbindungselements 17 relativ zur Längsachse 11.
Am Boden des Durchgangs 16 ist ein universal gelenkig gelager¬ tes Stützelement 22 für das stabartige Verbindungselement 17 angeordnet derart, daß das Verbindungselement 17 innerhalb des Durchgangs 16 sowohl in einer Ebene parallel zu der durch den Durchgang 16 definierten Ebene als auch in einer Ebene quer dazu verschwenkbar und mitteils des Klemmrings 20 in einer be¬ vorzugten Schwenklage fixierbar ist. Konkret weist das Stützelager 22 eine schalen- bzw. kugelsegmentartige Lagerflä¬ che 23 auf, die mit einer entsprechenden Stützfläche 24 am Bo- den des Durchgangs 16 korrespondiert. An der dem stabartigen
Verbindungselement 17 zugewandten Seite ist das Stützelement 22 mit einer Aufnahmenut 25 zur Aufnahme des stabartigen Verbin¬ dungselements 17 versehen, wobei bei einem Verbindungselement 17 mit kreisförmigem Querschnitt die Aufnahmenut 25 einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. In der Oberfläche der Aufnahmenut 25 können Querrippen, insbesondere ein Feingewinde eingearbeitet sein, um eine noch bessere Fixierung des stabar¬ tigen Verbindungselements 17 innerhalb des Durchgangs 16 zu er¬ halten. Das Stützelement 22 ist vorzugsweise am Boden des Durchgangs 16 gehalten derart, daß es nach Montage nicht ver¬ lorengehen kann. Das Stützelement 22 ist also Teil der Pedikel¬ schraube 10. Konkret erfolgt die Fixierung des Stützelements 22 am Boden des Durchgangs 16 durch einen über die Stützfläche 24 vorstehenden Stift, der mit geringer Pressung in einer an der der Stützfläche 24 zugewandten Lagerfläche 23 des Stützelements ausgebildeten, insbesondere durchgehend ausgebildeten Aufnah¬ menut 26 gehalten ist, wobei sich die Aufnahmenut 26 parallel zur Aufnahmenut 25 für das stabartige Verbindungselement 17 er- streckt. Der erwähnte Haltestift ist in Fig. 1 nicht näher dar¬ gestellt. Es ist lediglich die Aufnahmebohrung für den Halte¬ stift in der Stützfläche 24 gezeigt und mit der Bezugsziffer 27 gekennzeichnet. Im übrigen wird bezüglich des Stützelements 22 und dessen Fixierung am Boden des Durchgangs 16 auf die WO 94/14 384 verwiesen, die auf die Anmelderin zurückgeht.
Alternativ kann statt des schwenkbar gelagerten Stützelements 22 am Boden des Durchgangs 16 eine sattelartige Erhebung ausge¬ bildet sein, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 dargestellt und mit der Bezugsziffer 28 gekennzeichnet ist. Über diese sattelartige Erhebung ist das stabartige Ver¬ bindungselement 17 in eine bevorzugte Schwenklage relativ zur Längsachse 11 des Befestigungselements 10 bringbar und bei Ver¬ wendung eines Klemmrings 20 in dieser mittels desselben fixier- bar.
An der Oberseite des Deckels 18 ist ein Innensechskant 29 aus¬ gebildet. Dieser dient zum Eingriff eines entsprechenden Dreh¬ werkzeuges für den Deckel 18.
Um den Klemmring 20 in die gewünschte Drehlage zu bringen, ist die äußere Umfangsfläche des Klemmrings 20 gerändelt oder an¬ derweitig strukturiert, z. B. mit Flachseiten zum Angriff eines Maulschlüssels oder mit axialen Ausnehmungen zum Angriff eines komplementären Drehwerkzeuges versehen. Die erwähnten Flachsei¬ ten und/oder Ausnehmungen dienen auch zum erleichterten Drehen des Klemmrings 20 zwischen zwei Fingern des Operateurs. O 97/29707 PCΪ7EP96/05243
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Der dem stabartigen Verbindungselement 17 zugewandte stirnsei¬ tige Umfangsrand 21 des Klemmrings 20 weist vorzugsweise abge¬ rundete Umfangskanten (R = 0,2 mm in Fig. 1) auf, so daß ein Eingraben des Klemmrings 20 in das stabartige Verbindungsele- ment 17 vermieden wird, wodurch die Oberfläche desselben in un¬ zulässiger Weise zerstört würde.
Um eine noch bessere Klemmung ohne plastische Verformung des stabartigen Verbindungselements 17 durch den Klemmring 20 zu erreichen, kann der dem Verbindungselement zugewandte stirnsei¬ tige Umfangsrand 21 mehrere gleichmäßig diametral zur Längsachse 11 über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen aufweisen, deren axiale Begrenzung jeweils dem zugewandten Um¬ fang des stabartigen Verbindungselements 17 angepaßt ist. Der Umfangsrand 21 weist also bei dieser Ausführungsform kreisbo¬ genförmige Ausschnitte auf, die der Längsachse 11 diametral zu¬ einander angeordnet und gleichmäßig über den Umfangsrand 21 verteilt sind. Damit wird das stabartige Verbindungselement 17 sowohl von oben als auch von unten umgriffen und zwischen dem Klemmring 20 und dem Stützelement 22 regelrecht eingebettet. Die erwähnten Randausnehmungen verhindern auch eine uner¬ wünschte Mitnahme bzw. Verdrehung des Klemmrings 20 beim Ein¬ schrauben des Deckels 18 durch diesen.
Das stabartige Verbindungselement 17 kann als starrer oder pla¬ stisch verbiegbarer Stab oder nach Art eines flexiblen Kabels ausgebildet sein. In jedem Fall ist der beschriebene Klemmecha¬ nismus einsetzbar.
Um die Handhabung der beschriebenen Konstruktion zusätzlich zu erleichtern, kann der Klemmring 20 drehbar am äußeren Umfangs¬ rand des Deckels 18 gelagert sein derart, daß der Deckel 18 und Klemmring 20 eine Baueinheit bilden. In diesem Fall besteht die gesamt Anordnung aus nur insgesamt drei Teilen, nämlich der Pe- dikelschraube 10, Deckel und Klemmring 18, 20 sowie Verbin¬ dungselement 17.
Die vorgenannten Teile bestehen vorzugsweise jeweils aus Titan bzw. einer Titanlegierung. Durch das Stützlager 22 und den Klemmring 20 soll eine Kippung des stabartigen Verbindungselements in der Ebene parallel zur Durchgangsebene um ± 15° möglich sein. In einer Ebene senkrecht dazu ist eine Verdrehmöglichkeit um ± 5° vorteilhaft.
Der Klemmring 20 hat eine weitere Funktion; er verhindert näm¬ lich eine unzulässige radiale Spreizung der beiden Schenkel 14, 15 nach außen beim Einschrauben des Deckels 18.
Die Ausführungsform einer Pedikelschraube gemäß den Fig. 4 und 5 ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet :
eine Längsachse 11; - einen ersten, unteren und am Knochen verankerbaren Schraub- oder Hakenabschnitt 12; einen in Richtung der Längsachse 11 sich an den ersten un¬ teren Abschnitt 12 anschließenden zweiten oberen Abschnitt 13, der einen durch zwei seitliche Schenkel 14, 15 be- grenzten Durchgang 16 zur Aufnahme eines stabartigen Ver¬ bindungselements 17 umfaßt; ein zwischen den beiden Schenkeln 14, 15 einbringbares Klemmelement 30 zur klemmenden Fixierung des stabartigen Verbindungselements 17 innerhalb des Durchgangs 16; und - eine über die beiden Schenkel 14, 15 schraubbare Kappe 31, deren äußere Krempe 32 die beiden Schenkel 14, 15 um¬ schließt und die mit dem als Zylinderkδrper ausgebildeten Klemmelement 30 verbunden ist.
Die Krempe 32 der Kappe 31 weist ein Innengewinde 33 auf, wel¬ ches mit einem an der äußeren Umfangsfläche der beiden Schenkel 14, 15 des zweiten oberen Abschnitts 13 ausgebildeten Außenge¬ winde 34 korrespondiert. Das Klemmelement 30 ist am Deckel der Kappe 31 relativ zur Längsachse 11 des Befestigungselements 10 verdrehbar gelagert, wobei es von oben her durch den Deckel 18 hindurch zur Einstellung einer gewünschten Drehlage zugänglich ist. Die dem Verbindungselement 17 zugewandte und mit diesem zusammenwirkende Stirnseite 35 erstreckt sich schräg zur Längsachse 11 des Befestigungselements 10. Auf diese Weise kann durch Verdrehen des Klemmelements 30 um die Längsachse 11 die Kipplage des stabartigen Verbindungselements 17 in einer Ebene parallel zur Durchgangsebene eingestellt und durch Festschrau¬ ben der Kappe 31 fixiert werden. Sofern der Durchgang 16 aus- reichend breit gestaltet wird, ist auch ein Verdrehen des stab¬ artigen Verbindungselements 17 um eine Ebene quer zur Durch¬ gangsebene möglich, wobei der Verdrehwinkel vorzugsweise wieder ± 5° beträgt.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das stabartige Ver¬ bindungselement 17 am Boden des Durchgangs 16 um eine sattelar¬ tige Erhebung 28 kippbar. Stattdessen kann am Boden des Durch¬ gangs 16 ein Stützelement entsprechend dem Stützelement 22, wie es anhand der Fig. 1 beschrieben ist, angeordnet sein.
Das Klemmelement 30 verhindert bei entsprechender Dimensionie¬ rung ein radiales Ausweichen der beiden Schenkel 14, 15 nach innen, wenn die Schraubkappe 31 aufgeschraubt und unter vorbe¬ stimmtem Drehmoment angezogen wird. Das Klemmelement 30 ist vorzugsweise unlösbar am Deckel der Kappe 31 drehgelagert. Es ist jedoch auch denkbar, das Klemmelement 30 als gesondertes Bauteil auszuführen und vor dem Aufschrauben der Kappe 31 in den Raum zwischen die beiden Schenkel 14, 15 einzubringen und in der gewünschten Drehlage zu fixieren.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Klemmelement 30 so im Deckel der Kappe 31 drehgelagert, daß es unmittelbar von außen her zugänglich ist. Dementsprechend weist das Klemmele¬ ment 30 an seiner dem Verbindungselement 17 abgewandten Stirn- seite einen Innensechskant 36 auf, über den das Verbindungsele¬ ment 30 bei schon aufgeschraubter Kappe 31 um die Längsachse 11 verdreht werden kann in eine Stellung, die einer gewünschten Kipplage des stabartigen Verbindungselements 17 entspricht. Die Verdrehbarkeit des Klemmelements 30, dessen Umfangsfläche vor- zugsweise glatt ausgebildet ist, um die Längsachse 11, ist in Fig. 4 mit dem Doppelpfeil 37 angedeutet. In den Fig. 2 und 3 ist die entsprechende Verdrehbarkeit des Klemmrings 20 um die Längsachse 11 mit dem Doppelpfeil 38 ange¬ deutet .
Vor dem endgültigen Festklemmen des Verbindungselements 17 in¬ nerhalb des Durchgangs 16 ist das Verbindungselement 17 sowohl kippbar als auch in Längsrichtung verschiebbar oder um die Längsachse verdrehbar. Diese Freiheitsgrade werden durch die beschriebenen Klemmechanismen blockiert.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale wer¬ den als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste
10 Pedikelschraube
11 Längsachse 12 erster (unterer) Abschnitt
13 zweiter (oberer) Abschnitt
14 Schenkel
15 Schenkel
16 Durchgang 17 stabartiges Verbindungselement
18 Deckel
19 Gewindeabschnitt 20 Klemmring
21 Umfangsrand 22 Stützelement
23 Lagerfläche
24 Stützfläche 25 Aufnahmenut 26 Aufnahmenut 27 Aufnahmebohrung
28 sattelartige Erhebung
29 Innensechskant
30 Klemmelement 31 Kappe - 12 -
Krempe
Innengewinde
Außengewinde
Stirnseite
Innensechskant
Doppelpfeil
Doppelpfeil

Claims

Ansprüche
1. Osteosynthetisches Befestigungselement, insbesondere Pedi- kelschraube (10) oder Wirbelsäulenhaken, mit
a) einer Längsachse (11) , b) einem ersten, am Knochen verankerbaren Abschnitt (12) c) einem in Richtung der Längsachse (11) sich an den er- sten Abschnitt (12) anschließenden zweiten Abschnitt
(13) , der einen durch zwei seitliche Schenkel (14, 15) begrenzten Durchgang (16) zur Aufnahme eines stabartigen Verbindungselements (17) umfaßt, d) einem über den äußeren Rand der beiden Schenkel (14, 15) vorstehenden Deckel (18) mit einem zentralen, zwischen die beiden Schenkel (14, 15) einschraubbaren Gewindeabschnitt (19) , und mit e) einem mit radialem Spiel sich um die beiden Schenkel
(14, 15) herumerstreckenden Klemmring (20) , der zur klemmenden Fixierung des stabartigen Verbindungsele¬ ments (17) innerhalb des im zweiten Abschnitt (13) ausgebildeten Durchgangs (16) durch den Deckel (18) bzw. dessen äußeren Umfangsrand gegen das Verbin¬ dungselement (17) drückbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der dem Verbindungselement (17) zugewandte stirnseitige Umfangsrand (21) des Klemmrings (20) in einer sich schräg (Winkel α) zur Längsachse (11) erstreckenden Ebene liegt.
2. Befestigungselement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß am Boden des Durchgangs (16) im zweiten Abschnitt (13) des Befestigungselements (10) ein universal gelenkig gelager¬ tes Stützelement (22) für das stabartige Verbindungsele- ment (17) angeordnet ist, so daß das Verbindungselement (17) innerhalb des Durchgangs (16) sowohl in einer Ebene parallel zu der durch den Durchgang (16) definierten Ebene als auch in einer Ebene quer dazu verschwenkbar und mittels des Klemmrings (20) in einer bevorzugten Kipp- und Drehlage fixierbar ist.
3. Befestigungselement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß am Boden des im zweiten Abschnitt (13) des Befestigungs- elements (10) ausgebildeten Durchgangs (16) eine sattelar¬ tige Erhebung (28) ausgebildet ist, über die das stabar¬ tige Verbindungselement (17) in eine bevorzugte Kipplage relativ zur Längsachse (11) des Befestigungselements (10) bringbar und in dieser Lage mittels des Klemmrings (20) fixierbar ist.
4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Zwecke eines erleichterten Drehens des Klemmrings (20) um die Längsachse (11) die äußere Umfangsfläche des Klemm¬ rings (20) strukturiert, insbesondere gerändelt ist.
5. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der dem Verbindungselement (17) zugewandte, stirnseitige Umfangsrand (21) des Klemmrings (20) abgerundete Umfangs- kanten (R) sowie gegebenenfalls mehrere gleichmäßig diame¬ tral zur Längsachse (11) über den Umfang verteilt angeord¬ nete Ausnehmungen aufweist, deren axiale Begrenzung je- weils dem zugewandten Umfang des stabartigen Verbindungs¬ elements (17) angepaßt ist.
6. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das stabartige Verbindungselement (17) als starrer oder plastisch verbiegbarer Stab, oder nach Art eines flexiblen Kabels ausgebildet ist.
7. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Klemmring (20) drehbar am äußeren Umfangsrand des Deckels (18) gelagert ist derart, daß Deckel (18) und Klemmring (20) eine Baueinheit bilden.
8. Osteosynthetisches Befestigungselement, insbesondere Pedi¬ kelschraube (10) oder Wirbelsäulenhaken, mit a) einer Längsachse (11) , b) einem ersten, am Knochen verankerbaren Abschnitt (12), c) einem in Richtung der Längsachse (11) sich an den er¬ sten Abschnitt (12) anschließenden zweiten Abschnitt (13) , der einen durch zwei seitliche Schenkel (14, 15) begrenzten Durchgang (16) zur Aufnahme eines stabartigen Verbindungselements (17) umfaßt, d) einem zwischen die beiden Schenkeln (14, 15) ein¬ bringbaren Klemmelement (30) zur klemmenden Fixierung des stabartigen Verbindungselements (17) innerhalb des im zweiten Abschnitt (13) des Befestigungsele- ments (10) ausgebildeten Durchgangs (16) , und mit e) einer am zweiten Abschnitt (13) des Befestigungsele¬ ments (10) verschraubbaren Kappe (31) , deren äußere Krempe (32) die beiden Schenkel (14, 15) des zweiten Abschnitts (13) umschließt und die mit dem Klemmele- ment (30) verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Krempe (32) der Kappe (31) ein Innengewinde (33) auf¬ weist, welches mit einem an der äußeren Umfangsfläche der beiden Schenkel (14, 15) des zweiten Abschnitts (13) aus- gebildeten Außengewinde (34) korrespondiert, daß das Klemmelement (30) am Deckel der Kappe (31) relativ zur Längsachse (11) verdrehbar gelagert ist und daß die dem Verbindungselement (17) zugewandte und mit diesem zusammenwirkende Stirnseite (35) sich schräg zur Längsachse (11) erstreckt.
9. Befestigungselement nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Klemmelement (30) zur Einstellung einer gewünschten Drehlage durch den Deckel der Kappe (31) hindurch von außen her zugänglich ist.
10. Befestigungselement nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Klemmelement (30) als an der dem stabartigen Verbin¬ dungselement (17) zugewandten Stirnseite schräg ange¬ schnittener Zylinderabschnitt mit glatter Umfangsfläche ausgebildet ist.
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