WO2000069352A1 - Fraktur-knochenschraube - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to fracture bone screws, preferably with a countersunk head for the fixation of bone fractures, the screw head which can be screwed in with a tool being additionally provided with a plurality of bores for attaching fixation wires or threads.
  • Bone screws are known for the fixation of bone fractures, which are either provided with a cortex or cancellous thread. These screws are standardized according to the AO working group for osteosynthesis, as described and shown, for example, in the SYNTHES catalog (2/94). Most of them are provided with a round countersunk head, which has a hexagon socket for screwing in. Such screws are also known as special screws in the longitudinal direction with a through-hole for inserting a wire, for example from the Mecron catalog.
  • German utility model G 86 10 715.1 discloses a bone screw which has a hole in the screw head, in the area of the screw-in hexagon, which leads to the center of the screw. After screwing in, this hole is used to insert an anti-twist device in the form of a safety wire. Cerclage wires or threads cannot be provided in the head of the screw before screwing in.
  • EP 0582 857 discloses a spinal fixation element that has a bore in the head part for the introduction of a wire or thread-like tensioning device. Here too, only a single transverse bore is provided, and several wires or threads cannot be attached to a screw head.
  • Cerclage wires or threads can then be drawn through these holes and fixed as required.
  • Such anchors are known from the company OsteoTec Ltd, England or OBL, Orthopaedie Biosystems Ltd Arizona, USA. These anchors cannot hold a bone fragment with their thread. They are only intended for thread fixation. For each manufacturer's anchor you need a special tool (driver).
  • the invention has accordingly set itself the task of designing bone screws with a head for fixation of fractures, in particular for splinter fractures, in such a way that a secure attachment of cerclage wires or threads is ensured in the head of the screws, the screws having commercial dimensions and the Handling with the existing tools of known screws should remain and on the other hand, the additional introduction of anchors can be omitted entirely.
  • the ball head of the fracture screw is shaped in such a way that there are four bores in the head of the screw, seen at the end face and at a distance from the hexagon socket, tangentially and in each case offset by 90 °.
  • a number of transverse bores are present in the ball head of the fracture screw, with three through bores, seen on the end, in a first plane, each offset by 60 °, in a second plane and rotated to the bores in the first plane, a further three through bores available.
  • Fig. 7 shows another fracture screw with several holes in two
  • Figure 8 shows a section through the plane A-A
  • Figure 9 shows a section through the plane B-B.
  • FIGS. 1 to 3 a new type of bone screw 1 is shown, with a head 10 and shaft 20, to which a threaded part 21 - here designed as a cancellous bone thread - is connected.
  • this bone screw 1 can also be formed with other threaded parts, for example a cortex thread.
  • an internal hexagon 11 is provided for screwing in the bone screw in the head 10.
  • a bore 22 can be arranged through the longitudinal axis of the screw 1.
  • the contour of head 10 is initially designed as a spherical countersunk head, transition 12 to shaft 20 being rounded and countersunk head-like. From the front view according to Figure 3, the circular shape of the head 10 is interrupted by recesses 14, so that there is a kind of cross.
  • Bores 15, 16, 17, 18 are now present tangentially to the central axes and at a distance from the hexagon socket 11.
  • the distance between the holes 15-18 to the hexagon socket 11 ensures sufficient material to the shaft 20 to ensure that the bone screws are screwed in and out. It is not shown in more detail that the entry and exit of the bores 15-18 is chamfered or rounded in order to ensure the stability during the later use of a cerclage wire or thread.
  • the cutouts 14 can either be made by machining a full head 10 or directly during the hot pressing of the bone screw 1.
  • FIGS. 4 to 6 show a further bone screw 30 with a head 31, shaft 32, a threaded part 33, hexagon socket 11 and a central bore 22.
  • FIGS. 7 to 9 a further novel bone screw 40 is shown, with a head 41 and shaft 42, to which a threaded part 43 - here formed as a cancellous bone thread - is connected. It goes without saying that this bone screw 40 can also be formed with other threaded parts - for example a cortex thread. Furthermore, a further threaded part is for screwing in the bone screw 40 directly below the head 41
  • This threaded part 44 has a 30-40% lower pitch than the threaded part 43 in order to ensure that the screw is stable, i.e. to complicate an independent unscrewing.
  • This particular advantage results in the fact that two of these bone screws 40 according to the invention form a tensioning device, i.e. a wire or thread placed through the head 1 of two screws makes it possible to apply tension to a fixation wire by rotating the screws and thus additionally compress a fracture or a tissue part.
  • FIG. 8 shows, through the section along the plane A-A according to FIG. 7, a number of bores 46 provided transversely to the screw axis, which are three through bores or six holes 46, which are each offset by 60 ° to one another.
  • FIG. 9 shows, through the section along the plane B-B according to FIG. 7, a further number of bores 47, likewise three through bores or six holes, which are arranged offset by 30 ° to the first plane A-A.
  • two of these screws 40 according to the invention form a tensioning device, i.e. a wire or thread through the head of two screws 40 makes it possible to apply tension to the wire by rotating the screws and thus additionally compress a fracture or a tissue part.
  • the bone screw 40 can have a bore along its longitudinal axis, as is already shown for the fracture screw 30 in FIG.
  • the material used for these screws can be one of the known stainless steel alloys that are common in surgical medicine, but they can also be made of plastic.

Abstract

Die Neuerung betrifft Fraktur-Knochenschrauben (1, 30, 40) mit einem Kopf für die Fixation von Knochenfrakturen, wobei der einschraubare Schraubenkopf (41) mehrere Bohrungen (46, 47) trägt, zur Anbringung von Fixationsdrähten oder -fäden, so dass Fadenanker entfallen können.

Description

Fraktur-Knochenschraube
Die Erfindung betrifft Fraktur- Knochenschrauben mit vorzugsweise Rundsenkkopf für die Fixation von Knochenfrakturen, wobei der mit einem Werkzeug einschraubare Schraubenkopf zusätzlich mit mehreren Bohrungen zur Anbringung von Fixationsdrähten oder -faden versehen ist.
Bekannt sind Knochenschrauben für die Fixation von Knochenfrakturen, wobei diese entweder mit einem Kortikalis oder Spongiosagewinde versehen sind. Diese Schrauben sind gemäß der AO -Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthese standardisiert, wie beispielsweise im Katalog (2/94) der Fa. SYNTHES beschrieben und dargestellt. Sie sind überwiegend mit einem Rundsenkkopf versehen, der zum Einschrauben einen Innensechskant trägt. Als Spezialschrauben sind derartige Schrauben auch in Längsrichtung mit einer durchgehenden Bohrung für das Einbringen eines Drahtes, beispielsweise durch den Katalog der Fa. Mecron bekannt.
Durch das deutsche Gebrauchsmuster G 86 10 715.1 ist eine Knochenschraube bekannt, die im Schraubenkopf, im Bereich des Einschraubsechskantes, eine bis zur Schraubenmitte führende Bohrung aufweist. Diese Bohrung dient nach dem Einschrauben zur Einbringung einer Verdrehsicherung in Form eines Sicherungsdrahtes. Cerclagedrähte oder Fäden können hierbei nicht vor dem Einschrauben im Kopf der Schraube vorgesehen werden.
Durch die EP 0582 857 ist ein Wirbelsäulenfixationselement bekannt, daß im Kopfteil eine Bohrung zur Einbringung einer Draht- oder fadenartigen Spannvorrichtung aufweist. Auch hier ist lediglich eine einzige Querbohrung vorgesehen, mehrere Drähte oder Fäden an einem Schraubenkopf können nicht angebracht werden.
Bei einer Vielzahl von Operationen besteht die Notwendigkeit, daß bei Frakturen mit kleinen Knochensplittern oder Weichteile zusätzliche Cerclage- Drähte oder Fäden gelegt werden müssen. Im Buch „Special Techniques in Internal Fixation", Ch. F. Brunner und B. G. Weber, Springer Verlag 1982, wird über diese speziellen Osteosynthe Techniken berichtet. Der Nachteil dieser vorstehend genannten Schrauben liegt darin, daß die Fixation der um den Kopf der Schrauben gelegten Cerclage-Drähte nicht stabil ist, von der Geschicklichkeit des jeweiligen Operateurs abhängt und der Kopf der Schrauben nicht weit genug eingeschraubt werden kann. Um diesen Nachteil auszugleichen, sind weiterhin kurze Anker (z.B. EP 916 312) mit einer Art Kortikalisgewinde und an einem Ende spitz auslaufend bekannt, die entweder eine Querbohrung am anderen Ende tragen oder einen angeflachten Kopf mit einer Bohrung besitzen. Durch diese Bohrungen können dann Cerclage-Drähte oder Fäden gezogen und nach bedarf Fixiert werden. Bekannt sind derartige Anker durch die Fa. OsteoTec Ltd ,England oder OBL, Orthopädie Biosystems Ltd Arizona, USA. Diese Anker können kein Knochenfragment mit ihrem Gewinde halten. Sie sind lediglich für die Fadenfixation vorgesehen. Für den Anker jedes Herstellers braucht man ein spezielles Werkzeug (Eindreher).
Die Erfindung hat sich dementsprechend die Aufgabe gestellt, Knochenschrauben mit einem Kopf für Fixation von Frakturen, insbesondere auch für Splitterfrakturen so zu gestalten, daß im Kopf der Schrauben ein sicheres Anbringen von Cerclagedrähten oder-fäden gewährleistet ist, wobei die Schrauben handelsüblichen Abmessungen aufweisen und die Handhabungen mit den vorhandenen Werkzeugen bekannter Schrauben bestehen bleiben soll und andererseits aber das zusätzliche Einbringen von Ankern ganz entfallen kann.
Zur Lösung dieser gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, den Kopf einer Frakturschraube so auszugestalten, daß mehrere Bohrungen oder Löcher vorhanden sind, durch die mindestens ein Cerclage-Draht oder -faden gezogen oder befestigt werden kann.
In einer Aus-ftihrungsform der Erfindung ist der Kugelkopf der Frakturschraube so ausgeformt, daß stirnseitig gesehen und mit Abstand vom Innensechskant, tangential und jeweils um 90° versetzt vier Bohrungen im Kopf der Schraube vorhanden sind.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind im Kugelkopf der Frakturschraube eine Anzahl von Querbohrungen vorhanden, wobei stirnseitig gesehen, in einer ersten Ebene, jeweils um 60° versetzt drei Durchgangsbohrungen, in einer zweiten Ebene und zu den Bohrungen der ersten Ebene gedreht, weitere drei Durchgangsbohrungen vorhanden sind.
Dies versetzt den Operateur nunmehr in die Lage, wie bisher Frakturen mit
Frakturschrauben mit Kortikalis- und/oder Spongiosagewinde, unter
Verwendung entsprechenden Werkzeuge (Innensechskant-Schraubendreher) zu verwenden und zusätzlich bei Bedarf Cerclagedrähten oder-faden einsetzen zu können.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Zeichnungen und werden anhand der
Beschreibung von Ausfü irungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 Eine -Knochenschraube mit vier Bohrungen im neu geformten Kopfteil, Fig. 2 einen Längsschnitt durch diese Schraube,
Fig. 3 einen Schnitt durch den Kopf,
Fig. 4 eine Schraube mit drei sternförmigen Bohrungen durch den Kopfteil,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch diese Schraube,
Fig. 6 einen Schnitt durch den Kopf,
Fig. 7 eine weitere Frakturschraube mit mehreren Bohrungungen in zwei
Ebenen, Fig.8 einen Schnitt durch die Ebene A-A, Fig.9 einen Schnitt durch die Ebene B-B.
Gemäß der Figuren 1 bis 3 wird eine neuartige Knochenschraube 1 dargestellt, mit einem Kopf 10 und Schaft 20, an den sich ein Gewindeteil 21 -hier als Spongiosagewinde ausgebildet- anschließt. Es ist selbstverständlich, daß diese Knochenschraube 1 auch mit andere Gewindeteilen- beispielsweise ein Kortikalisgewinde - ausgebildet sein kann. Weiterhin ist zum Eindrehen der Knochenschraube im Kopf 10 ein Innensechskant 11 vorhanden. Durch die Längsachse der Schraube 1 kann eine Bohrung 22 angeordnet sein. Der Kopf 10 ist in seiner Kontur zunächst als Kugelsenkkopf ausgebildet, wobei der Übergang 12 zum Schaft 20 gerundet und senkkopfartig ist. Von der stirnseitigen Ansicht gemäß Fig.3 ist die Kreisform des Kopfes 10 durch Aussparungen 14 unterbrochen, so daß sich eine Art Kreuz ergibt. Tangential zu den Mittelachsen und mit Abstand zu dem Innensechskant 11 sind hier nunmehr Bohrungen 15,16,17, 18 vorhanden. Der Abstand der Bohrungen 15-18 zum Innensechskant 11 gewährleistet genügend Material zum Schaft 20, um das Einbzw Ausdrehen der Knochenschrauben sicher zustellen. Nicht näher dargestellt ist, daß der Ein- und Austritt der Bohrungen 15- 18 ist gefast oder gerundet ist, um die Standhaftigkeit während der späteren Benutzung eines Cerclagedrahtes oder -faden zu gewährleisten.
Die Aussparungen 14 können entweder durch spanabhebende Bearbeitung eines vollen Kopfes 10 erfolgen oder auch direkt bei der Warmpressung der Knochenschraube 1.
Es bleibt im Bereich dieser Erfindung, wenn anstelle von vier Bohrungen 15,16,17,18, auch nur zwei Bohrungen, beispielsweise gegenüberliegend, im Kopf 10 der Knochenschraube 1 vorhanden sind.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine weitere Knochenschraube 30, mit einem Kopf 31, Schaft 32, einem Gewindeteil 33, Innensechskant 11 und einer Zentralbohrung 22.
Hier sind im Kopf 31 nunmehr drei Bohrungen 34, 35, 36, sternförmig und im Winkel gleichmäßig aufgeteilt, durch den Mittelpunkt gehend vorhanden. Drei Bohrungen stellen hierbei das Maximum dar, wobei zwei Bohrungen um 90° versetzt ebenfalls möglich sind. Gemäß der Figuren 7 bis 9 wird eine weitere neuartige Knochenschraube 40 dargestellt, mit einem Kopf 41 und Schaft 42, an den sich ein Gewindeteil 43- hier als Spongiosagewinde ausgebildet- anschließt. Es ist selbstverständlich, daß diese Knochenschraube 40 auch mit andere Gewindeteilen- beispielsweise ein Kortikalisgewinde - ausgebildet sein kann. Weiterhin ist zum Eindrehen der Knochenschraube 40 direkt unterhalb des Kopfes 41 ein weiteres Gewindeteil
44 vorhanden. Dieses Gewindeteil 44 weist gegenüber dem Gewindeteil 43 eine um 30-40 % geringere Steigung auf, um der Schraube eine Einschraubstabilität, d.h. eine selbständiges Herausdrehen zu erschweren. Dieser besondere Vorteil ergibt dabei, daß zwei dieser erfindungsgemäßen Knochenschrauben 40 eine Spannvorrichtung bilden, d.h. ein Draht oder Faden durch den Kopf 1 zweier Schrauben gelegt ermöglicht es, durch Drehung der Schrauben Spannung auf einen Fixationsdraht zu bringen und somit eine Fraktur oder ein Gewebeteil zusätzlich zu komprimieren.
Zum Einschrauben der Knochenschraube 40 ist im Kopf 4 lein Innensechskant
45 vorhanden, so daß die Schraube ohne besonderem Spezialwerkzeug eingesetzt werden kann.
Die Fig. 8 zeigt durch den Schnitt entlang der Ebene A-A gemäß der Fig. 7, eine Anzahl von Bohrungen 46 quer zur Schraubenachse vorgesehen, wobei es sich um drei Durchgangsbohrungen oder sechs Löcher 46 handelt, die jeweils um 60° versetzt zueinander stehen.
Die Fig. 9 zeigt durch den Schnitt entlang der Ebene B-B gemäß der Fig.7, eine weitere Anzahl von Bohrungen 47, ebenso drei Durchgangsbohrungen oder sechs Löcher, die zur ersten Ebene A-A um 30° versetzt angeordnet sind. Diese Anordnung der Bohrungen 46 und 47 in zwei Ebenen, mit einer Vielzahl von Möglichkeiten des Einsetzens von Fixationsdrähten oder - fäden, ergeben für den Operateur einen außerordentlicher Vorteil dergestalt, daß diese Fixationsdrähten oder- fäden ohne sich selbst zu behindern beim einfädeln in den Schraubenkopf 1 leicht und schnell eingesetzt werden können. Insbesondere für den Fall, daß der Operateur ein Netz von Fäden zur Fixation von Geweben anbringen möchte.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich nunmehr dabei, daß zwei dieser erfindungs- gemäßen Schrauben 40 eine Spannvorrichtung bilden, d.h. ein Draht oder Faden durch den Kopf zweier Schrauben 40 gelegt ermöglicht es, durch Drehung der Schrauben Spannung auf den Draht zu bringen und somit eine Fraktur oder ein Gewebeteil zusätzlich zu komprimieren.
Nicht dargestellt in den Zeichnung ist, das die Knochenschraube 40 entlang ihrer Längsachse eine Bohrung aufweisen kann, wie dies bereits bei der Frakturschraube 30 in Fig.5 gezeigt ist. Als Material wird für diese Schrauben kann eine der bekannten und in der chirurgischen Medizin üblichen Edelstahllegierungen verwendet, sie können aber auch aus Kunststoff sein.

Claims

Patentansprüche
1. Chirurgisch- medizinische Knochenschraube mit einem Kopf, Schaft und Gewindeteil, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopf (10,31,41) der Knochenschraube (1,30,40) mehrere Bohrungen (15,16,17,18,34,35,36,46,47) vorhanden sind.
2. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopf ( 10) einer Knochenschraube ( 1 ) vier Bohrungen ( 15, 16, 17, 18) vorhanden sind, die tangential und um 90° versetzt, mit Abstand zu einem vorhandenen Innensechskant (11) angeordnet sind.
3. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopf (31) einer Knochenschraube (30) drei Bohrungen (34, 35, 36) vorhanden sind, die sternförmig und im gleichen Winkelabstand durch den Schrauben- mittelpunkt angeordnet sind.
4. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopf (41) einer Knochenschraube (40) in einer ersten Ebene (A-A) drei Bohrungen (46) und in einer zweiten Ebene (B-B) und gegenüber der ersten Ebene versetzt, weitere drei Bohrungen (47) vorhanden sind.
5. Knochenschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (42) zwei verschiedene Gewindeteile (43, 44) trägt.
6. Knochenschraube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des am Kopf der Schraube (40) liegenden Gewindeteiles (44) eine gegenüber dem übrigen Gewindeteil (43).reduzierte Steigung aufweist.
7. Knochenschraube nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Gewindeteils (44) um 30-40 % kleiner gegenüber dem übrigen Gewindeteil (43) ist.
8. Knochenschraube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopf (10) zwei Bohrungen (15, 16) gegenüberliegend angeordnet sind.
. Knochenschraube nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Kopfes (10) der Schraube (1) an den Ein- und Austritten der Bohrungen
(15, 16, 17, 18) 90° bildende Aussparungen (14) vorhanden sind, deren
Flächen senkrecht zu den Bohrungen und parallel in Schraubenachsrichtung verlaufen.
10.Knochenschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innensechskant (5) im Kopf (1,31,41) vorhanden ist.
11.Knochenschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (1,30,40) entlang der Schraubenachse eine Bohrung (22) aufweist
12. Knochenschraube nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (1,30,40) aus einer Metall-Legierung oder Kunststoff bestehen.
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