WO2014122210A1 - Osteosynthesevorrichtung - Google Patents

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WO2014122210A1
WO2014122210A1 PCT/EP2014/052321 EP2014052321W WO2014122210A1 WO 2014122210 A1 WO2014122210 A1 WO 2014122210A1 EP 2014052321 W EP2014052321 W EP 2014052321W WO 2014122210 A1 WO2014122210 A1 WO 2014122210A1
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screw
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Frank Thilo Trautwein
Frank Heuer
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Silony Medical International AG
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Definitions

  • the invention relates to an osteosynthesis device with a bone screw with a groove having a clevis with two legs, e.g. for a to be inserted into the groove of the fork head between the two legs support rod, and having an externally threaded shaft.
  • a bone screw has become known with which a grooved rod can be fixed against rotation.
  • the bone screw on a clevis in the groove of the rod can be inserted and fixed to the clevis.
  • the clevis goes into a shaft with an external thread, so that the bone screw can be fixed in a bone.
  • a bone screw has become known, which has a threaded body which is corkscrew-shaped and has one or more threads.
  • this bone screw is not suitable for transmitting high forces.
  • DE 20 2011 100 537 U1 shows a bone screw for fastening a bone plate, with a screw shaft whose head-near and head-distant region is formed with a multi-start thread. This screw can transmit much higher forces, but is not suitable to receive a support rod.
  • a fixation system for bone is known in which the screw shaft in its near-head area an additional thread, in particular a fine thread, has to attach a bone plate.
  • the invention has for its object to provide an osteosynthesis device, which is better anchored in the bone and which is connectable to support rods.
  • a multi-start thread on the one hand has the advantage that the core diameter of the screw can be increased, whereby higher forces can be supported. Although the thread profile is smaller, the load is absorbed by several gears. On the other hand, in general, the pitch of the threads can be increased, whereby the screw can be screwed in with fewer revolutions or in a shorter time.
  • the multi-start thread is a double-threaded or four-start thread.
  • the multi-start thread on the screw tip thus means that the screw initially gets better grip when screwing in, so the first thread engages better.
  • the distal multiple thread serves and when the bicortical bone screw is inserted, which is e.g. For S 1, both multiple threads support better ventral cortical anchoring.
  • the double-threaded or four-start thread can be arranged close to the head and / or overhead.
  • the multi-start thread following the clevis extends over 20% to 50%, in particular over 40%, of the total length of the thread on the shaft.
  • the multi-start thread at the free end advantageously extends over 5% to 25%, in particular 20%, of the total length of the thread on the shank.
  • the head near multi-thread threaded area is about twice as long as the multi-threaded area at the free end of the shaft.
  • a further facilitating the screwing of the bone screw is achieved in that the multi-start thread at the free end of the shaft has at least two different nominal diameters.
  • the shaft is hollow and has at least one radial opening or bore, wherein the opening opens into the end of a flank of the multi-start thread located in the region of the free end of the shaft. If the nominal diameter of this flank is smaller than the nominal diameter of the other flank or flanks, bone cement injected into the screw shaft can exit through the opening and anchor the bone screw optimally in the area of the flank with a smaller diameter.
  • the nominal diameter of the flank at the outlet corresponds to the core diameter of the screw shank.
  • a particularly preferred embodiment provides that the osteosynthesis device is designed as a polyaxial screw. As a result, the possibility of use is increased by a multiple and the device can be used even with strong scolioses.
  • Figure 1 is a side view of the bone screw according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective view of the bone screw.
  • FIG. 1 shows a bone screw 10 of an osteosynthesis device, which has a total of 12, wherein the bone screw 10 has a fork head 14 and a screw shaft 16.
  • the clevis 14 has two substantially mutually parallel legs 18 which form a groove 20 between them, in which a support rod 22 is inserted.
  • This support rod 22 is fixed in the clevis 14 via suitable means, for example a grub screw or the like.
  • the end of the screw shaft 16 opposite the free end 24 is designed spherically, so that the bone screw 10 represents a poaxial screw in which the axis of the fork head 14 and the axis of the screw shaft 16 are adjustable and adjustable.
  • the screw shaft 16 has in the illustrated embodiment, an external thread 26 which is divided into three areas 28, 30 and 32, wherein the pitch of the external thread 26 over all three areas 28 to 32 is the same.
  • the external thread 26 is formed as a double-threaded thread 34, which also applies to the head-distant region 32 at the free end 24.
  • the double-threaded, head-near thread 34 has a uniform nominal diameter, but increases the core diameter of the screw shaft 16 in the last two threads in the direction of the spherical end, so that the flanks 38 of the thread 34 are flattened.
  • the free end 24 of the screw shaft 16 is frusto-conical and the head distant double-threaded 36 runs in the conical region.
  • one thread 40 has a smaller nominal diameter than the other thread 42.
  • the thread 40 ends in a radial bore or opening 44.
  • the screw shaft 16 is hollow and the opening 44 leads to the axial cavity, so that in Bone cement injected from the screw shaft 16 can emerge from the opening 44 and can thread around the screw shaft 16 along the thread 44.
  • a bore or opening 46 At the transition from the central region 30 to the near-head region 28 is a bore or opening 46, to which a thread 48 of the double-threaded 34 connects.
  • This thread 48 has over about one revolution a smaller diameter than the thread 42nd
  • the tip of the screw shank 16 is designed as an opening, so that bone cement can also emerge there.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Osteosynthesevorrichtung (12) mit einer Knochenschraube (10) mit einem eine Nut (20) aufweisenden Gabelkopf (14) mit zwei Schenkeln (18), z.B. für eine in die Nut des Gabelkopfs zwischen die beiden Schenkel einzulegenden Stützstab (22), und mit einem ein Außengewinde (26) aufweisenden Schaft (16), wobei das Außengewinde des Schaftes im Bereich (32) seines freien Endes (24) und/oder im Bereich (28) des Gabelkopfes mehrgängig ausgebildet ist.

Description

Osteosynthesevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Osteosynthesevorrichtung mit einer Knochenschraube mit einem eine Nut aufweisenden Gabelkopf mit zwei Schenkeln, z.B. für einen in die Nut des Gabelkopfs zwischen die beiden Schenkel einzulegenden Stützstab, und mit einem ein Außengewinde aufweisenden Schaft.
Aus der DE 43 16 542 C1 ist eine Knochenschraube bekannt geworden, mit der ein längsgenuteter Stab verdrehsicher fixiert werden kann. Hierfür weist die Knochenschraube einen Gabelkopf auf, in deren Nut der Stab eingelegt und am Gabelkopf fixiert werden kann. Der Gabelkopf geht in einen Schaft mit einem Außengewinde über, so dass die Knochenschraube in einem Knochen fixiert werden kann.
Aus der EP 0 374 088 A1 ist eine Knochenschraube bekannt geworden, welche einen Gewindekörper aufweist, der korkenzieherartig ausgebildet ist und einen oder mehrere Gewindegänge aufweist. Diese Knochenschraube ist aber nicht dazu geeignet, hohe Kräfte zu übertragen. Die DE 20 2011 100 537 U1 zeigt eine Knochenschraube zum Befestigen einer Knochenplatte, mit einem Schraubenschaft, dessen kopfnaher und kopfferner Bereich mit einem mehrgängigen Gewinde ausgebildet ist. Diese Schraube kann wesentlich höhere Kräfte übertragen, ist jedoch nicht geeignet, einen Stützstab aufzunehmen. Schließlich ist aus der DE 198 58 889 A1 ein Fixationssystem für Knochen bekannt, bei welchem der Schraubenschaft in seinem kopfnahen Bereich ein zusätzliches Gewinde, insbesondere ein Feingewinde, besitzt, um eine Knochenplatte zu befestigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Osteosynthesevorrichtung bereitzustellen, welche besser im Knochen verankerbar und welche mit Stützstäben verbindbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Osteosynthesevorrichtung gelöst, bei welcher das Außengewinde des Schaftes im Bereich seines freien Endes und/oder im Bereich des Gabelkopfes mehrgängig ausgebildet ist.
Dadurch, dass wenigstens ein Gewindeabschnitt, insbesondere aber der kopfnahe Bereich sowie der Bereich am freien Ende des Gewindeschaftes mit einem mehrgängigen Gewinde versehen sind, kann die Knochenschraube nicht nur besser im Knochen verankert werden, sondern erleichtert auch das anfängliche Eindrehen der Schraube in den Knochen, ohne dass Knochenteile ausgerissen werden (insbesondere bei poröser Knochenmasse). Ein mehrgängiges Gewinde besitzt einerseits den Vorteil, dass der Kerndurchmesser der Schraube vergrößert werden kann, wodurch höhere Kräfte abgestützt werden können. Das Gewindeprofil ist zwar kleiner, die Last wird aber von mehreren Gängen aufgenommen. Andererseits kann allgemein die Steigung der Gewindegänge vergrößert werden, wodurch die Schraube mit weniger Umdrehungen bzw. in kürzerer Zeit eingedreht werden kann. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht dabei vor, dass das mehrgängige Gewinde ein zweigängiges oder viergängiges Gewinde ist. Das mehrgängige Gewinde an der Schraubenspitze führt also dazu, dass die Schraube beim Einschrauben zunächst besseren Halt bekommt, also der erste Gewindegang besser greift. Für die bessere kortikale Verankerung dient das distale Mehrfachgewinde und wenn die Knochenschraube bicortical eingebracht wird, was z.B. bei S 1 der Fall ist, unterstützen beide Mehrfachgewinde die bessere ventrale corticale Verankerung. Dabei kann das zweigängiges oder viergängiges Gewinde kopfnah und/oder kopffern angeordnet sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich das mehrgängige Gewinde im Anschluss an den Gabelkopf über 20% bis 50%, insbesondere über 40%, der Gesamtlänge des Gewindes am Schaft. Das mehrgängige Gewinde am freien Ende erstreckt sich vorteilhaft über 5% bis 25%, insbesondere 20%, der Gesamtlänge des Gewindes am Schaft. Vorteilhaft ist der kopfnahe mehrgängige Gewindebereich etwa doppelt so lang, wie der mehrgängige Gewindebereich am freien Ende des Schaftes. Hierdurch wird eine optimale Ausreißfestigkeit erzielt und gleichzeitig das Einschrauben der Knochenschraube in den Knochen erleichtert.
Eine weitere Erleichterung des Einschraubens der Knochenschraube wird dadurch erreicht, dass das mehrgängige Gewinde am freien Ende des Schaftes wenigstens zwei unterschiedliche Nenndurchmesser aufweist. Dadurch, dass die Flanke des einen Gewindeganges einen kleineren Nenndurchmesser besitzt, unterstützt diese zwar das Einschrauben der Schraube, es muss aber nicht so viel Knochenmasse verdrängt werden, wie bei einem mehrgängigen Gewinde, bei welchem alle Gewindegänge durchgehend den gleichen Durchmesser besitzen.
Ein weiterer Vorzug wird darin gesehen, dass die Nenndurchmesser der Flanken des mehrgängigen Gewindes am freien Ende des Schaftes in Richtung des freien Endes abnimmt, insbesondere gleichmäßig oder kegelförmig abnimmt. Bereits dann, wenn die Schraubenspitze, welche kegelstumpfförmig ausgebildet ist, in die vorgebohrte Öffnung im Knochen eingesetzt wird, beginnt das mehrgängige Gewinde zu greifen und unterstützt das Eindrehen der Schraube, so dass weniger Druck in axialer Richtung aufgebracht werden muss. Dies wird dadurch unterstützt, dass das mehrgängige Gewinde in den kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Bereich des Schaftes ausläuft.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schaft hohl ausgebildet ist und wenigstens eine radiale Öffnung oder Bohrung aufweist, wobei die Öffnung in das Ende einer Flanke des im Bereich des freien Endes des Schaftes sich befindenden mehrgängigen Gewindes ausmündet. Ist der Nenndurchmesser dieser Flanke kleiner als der Nenndurchmesser der anderen Flanke oder Flanken, kann in den Schraubenschaft eingespritzter Knochenzement durch die Öffnung austreten und die Knochenschraube optimal im Bereich der Flanke mit geringerem Durchmesser verankern. Dabei entspricht der Nenndurchmesser der Flanke an der Ausmündung dem Kerndurchmesser des Schraubenschafts.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Osteosynthesevorrichtung als Polyaxialschraube ausgebildet ist. Hierdurch wird die Einsatzmöglichkeit um ein Vielfaches erhöht und die Vorrichtung ist auch bei starken Skoliosen einsetzbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Knochenschraube; und
Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Knochenschraube.
In der Figur 1 ist eine Knochenschraube 10 einer insgesamt mit 12 bezeichnenden Osteosynthesevorrichtung erkennbar, wobei die Knochenschraube 10 einen Gabelkopf 14 sowie einen Schraubenschaft 16 aufweist. Der Gabelkopf 14 besitzt zwei im Wesentlichen parallel zueinander stehende Schenkel 18, die zwischen sich eine Nut 20 bilden, in welche ein Stützstab 22 eingelegt ist. Dieser Stützstab 22 wird über geeignete Mittel, zum Beispiel eine Madenschraube oder dergleichen, im Gabelkopf 14 fixiert.
Wie aus der Figur 2 ersichtlich, ist das dem freien Ende 24 gegenüberliegende Ende des Schraubenschaftes 16 sphärisch ausgestaltet, so dass die Knochenschraube 10 eine Poaxialschraube darstellt, bei welcher die Achse des Gabelkopfs 14 und die Achse des Schraubenschaftes 16 verstellbar und einstellbar ist. Der Schraubenschaft 16 besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Außengewinde 26, welches in drei Bereiche 28, 30 und 32 aufgeteilt ist, wobei die Steigung des Außengewindes 26 über alle drei Bereiche 28 bis 32 gleich ist. Im kopfnahen Bereich 28 ist das Außengewinde 26 als zweigängiges Gewinde 34 ausgebildet, was auch für den kopffernen Bereich 32 am freien Ende 24 zutrifft. Das zweigängige, kopfnahe Gewinde 34 besitzt einen einheitlichen Nenndurchmesser, wobei sich aber der Kerndurchmesser des Schraubenschaftes 16 in den beiden letzten Gewindegängen in Richtung des sphärischen Endes vergrößert, so dass die Flanken 38 des Gewindes 34 abgeflacht sind.
Das freie Ende 24 des Schraubenschaftes 16 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und das kopfferne zweigängige Gewinde 36 läuft im kegeligen Bereich aus. Außerdem ist erkennbar, dass ein Gewindegang 40 einen kleineren Nenndurchmesser aufweist, als der andere Gewindegang 42. Ferner endet der Gewindegang 40 in einer radialen Bohrung oder Öffnung 44. Der Schraubenschaft 16 ist hohl ausgebildet und die Öffnung 44 führt zum axialen Hohlraum, so dass in den Schraubenschaft 16 eingespritzter Knochenzement aus der Öffnung 44 austreten und entlang des Gewindeganges 44 den Schraubenschaft 16 umfliesen kann.
Am Übergang vom mittleren Bereich 30 zum kopfnahem Bereich 28 befindet sich eine Bohrung oder Öffnung 46, an welche sich ein Gewindegang 48 des zweigängigen Gewindes 34 anschließt. Dieser Gewindegang 48 besitzt über etwa einen Umlauf einen geringeren Durchmesser als der Gewindegang 42.
Schließlich ist in der Figur 2 noch erkennbar, dass die Spitze des Schraubenschaftes 16 als Öffnung ausgebildet ist, so dass auch dort Knochenzement austreten kann.

Claims (11)

  1. Osteosynthesevorrichtung (12) mit einer Knochenschraube (10) mit einem eine Nut (20) aufweisenden Gabelkopf (14) mit zwei Schenkeln (18), z.B. für eine in die Nut (20) des Gabelkopfs (14) zwischen die beiden Schenkel (18) einzulegenden Stützstab (22), und mit einem ein Außengewinde (26) aufweisenden Schaft (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (26) des Schaftes (16) im Bereich (32) seines freien Endes (24) und/oder im Bereich (28) des Gabelkopfes (14) mehrgängig ausgebildet ist.
  2. Osteosynthesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrgängige Gewinde (34, 36) ein zweigängiges oder viergängiges Gewinde (34, 36) ist.
  3. Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mehrgängige Gewinde (34) im Anschluss an den Gabelkopf (14) über 20% bis 50%, insbesondere über 40%, der Gesamtlänge des Gewindes (26) am Schaft (16) erstreckt.
  4. Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mehrgängige Gewinde (36) am freien Ende (24) des Schaftes (16) über 5% bis 25%, insbesondere über 20%, der Gesamtlänge des Gewindes (26) am Schaft (16) erstreckt.
  5. Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrgängige Gewinde (36) am freien Ende (24) des Schaftes (16) wenigstens zwei unterschiedliche Nenndurchmesser aufweist.
  6. Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nenndurchmesser der Flanken des mehrgängigen Gewindes (36) am freien Ende (24) des Schaftes (16) in Richtung des freien Endes (24) abnimmt, insbesondere kegelstumpfförmig abnimmt.
  7. Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (24) des Schaftes (16) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und das mehrgängige Gewinde (36) in den kegelstumpfförmigen Bereich ausläuft.
  8. Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenschaft (16) an seinem freien Ende (24) einen kegelstumpfförmigen Kern aufweist.
  9. Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (16) hohl ausgebildet ist und wenigstens eine radiale Öffnung (44, 46) aufweist, wobei die Öffnung (44) in das Ende einer Flanke des im Bereich (32) des freien Endes (24) des Schaftes (16) sich befindenden mehrgängigen Gewindes (36) ausmündet.
  10. Osteosynthesevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nenndurchmesser der Flanke an der Ausmündung dem Kerndurchmesser entspricht.
  11. Osteosynthesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Polyaxialschraube ausgebildet ist.
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