DE102005037172A1

DE102005037172A1 - Schenkelhalsschraube mit Rotationssicherung

Info

Publication number: DE102005037172A1
Application number: DE200510037172
Authority: DE
Inventors: Gerd Hoermansdoerfer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-06
Filing date: 2005-08-06
Publication date: 2007-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schenkelhalsschraube mit Rotationssicherung für die Human-Implantation bzw. eine Spange für eine derartige Schenkelhalsschraube. Die Spange ist aufgrund ihrer Flachform sehr preiswert aus Blech herstellbar, z. B. mittels eines abrasiven Wasserstrahlschnitts. Entgrat- und Nacharbeiten sind dann kaum erforderlich. Die Spange ist gemäß weiterer Erfindung an ihren Zinken mit achsparallelen Profilierungen ausgerüstet, welche gleichzeitig die vorteilhafte Senkung des Einschubkraftbedarfs beim Implantieren als auch die angestrebte Steigerung des Rotationswiderstandes während der bestimmungsgemäßen Benutzung bewirken. Der Einschubkraftbedarf ist durch die vorgeschlagene Ausbildung der Gleitflächen in den Nuten der Schenkelhalsschraube und den korrespondierenden Flächen der Zinkenspangen in Gestalt gekrümmter Kufen weiter reduzierbar. Das der Erfindung gemäße Konzept verspricht eine Reduzierung von Implantatlockerungen beim Patienten und eine verbesserte Handhabbarkeit für den Chirurgen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schenkelhalsschraube mit Rotationssicherung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 0 257 118 ist ein Osteosynthesehilfsmittel für die vorwiegende operative Versorgung von trochanteren und subtrochanteren Frakturen, aber auch zur Versorgung von Frakturen des Schenkelhalses oder von Frakturen im Kopfbereich des Femurs bekannt geworden, welches aus einem Verriegelungsnagel und einer Schenkelhalsschraube besteht. Dabei wird der Verriegelungsnagel von proximal in den Femur so eingetrieben, daß seine im proximalen Abschnitt liegende schräge Durchbohrung annähernd zur Achse des Schenkelhalses ausgerichtet ist. Durch diese Bohrung wird eine Schenkelhalsschraube hindurchgeführt. Die Schenkelhalsschraube weist einen Bereich mit Gewinde auf, welches vorzugsweise selbstschneidend ist und das Einschrauben bis in den Kopf des Femurs erlaubt. Vom proximalen Ende wird in eine Bohrung des Verriegelungsnagels eine Feststellschraube eingeführt, welche mit ihrem inneren Ende mit in Umfangsrichtung beabstandeten achsparallelen Nuten im Schaft der Schenkelhalsschraube zusammenwirkt, um der Schenkelhalsschraube ein Gleiten in axialer Richtung zu ermöglichen, sie jedoch gegen Rotation zu sichern.

Bei Verwendung des beschriebenen Osteosynthesehilfsmittels kann es bei der Versorgung pertrochanterer Femurfraktionen mit kurzem Kopf-Hals-Fragment oder bei erheblicher Osteoporose zu Komplikationen im Bereich der Schenkelhalsschraube kommen. Die Schenkelhalsschraube kann bei reduzierter Knochensubstanz oder kranialer Fehllage ausbrechen. Insbesondere besteht die Gefahr der sekundären Rotation des Kopf-Hals-Fragments bei exzentrischer Positionierung der Schenkelhalsschraube.

Es ist nun andererseits bekannt, statt einer Schenkelhalsschraube eine Art Klinge zu verwenden, welche durch eine entsprechende Öffnung des Verriegelungsnagels hin durchgeführt wird. Im Hinblick auf die Rotationsstabilität ist eine derartige Klinge günstiger. Das Einbringen einer solchen Klinge ist jedoch im Vergleich zum Einschrauben einer Schenkelhalsschraube weitaus problematischer. Außerdem läßt sich mit Hilfe einer Klinge eine Frakturkompression nicht erzielen.

Diese Problematik ist in der EP 1 016 382 beschrieben. In der Schrift wird vorgeschlagen, die Last aufnehmende Fläche im Gewindeteil der Schenkelhalsschraube durch die Integration einer Art Spange zu vergrößern. Bei der entsprechenden Schenkelhalsschraube sind ausgehend von deren distalem Ende auf gegenüber liegenden Außenseiten achsparallele Nuten geformt, von denen mindestens eine sich bis in den Gewindeteil hinein erstreckt. Die gabelförmige Spange ist dann mit ihren zwei Zinken von den Nuten aufgenommen. Dabei entspricht der Querschnitt der Spangenzinken vorzugsweise dem der Nuten, wobei jedoch ein gewisses Spiel gelassen ist, um ein Klemmen beim Vorschieben zu unterbinden. Am distalen Ende sind die Spangenzinken über einen ringzylindrischen Abschnitt miteinander verbunden, welcher seinerseits in seiner Endposition auf der distalen Stirnfläche der Schenkelhalsschraube aufliegt. Dieser ringzylindrische Abschnitt besitzt einen dem der Schenkelhalsschraube angenäherten Durchmesser und ist mittels einer Schraube befestigbar, welche ihrerseits in ein am distalen Ende der Schenkelhalsschraube vorhandenes Innengewinde einschraubbar ist. Vorzugsweise besitzt der ringzylindrische Abschnitt seinerseits ein Innengewinde für den Anschluß eines Werkzeugs zum Eintreiben der Spange.

In der zitierten Schrift wird ferner vorgeschlagen, die Tiefe der Nut zum proximalen Ende der Schenkelhalsschraube hin flacher verlaufen zu lassen, um so eine Art Rampe zu bilden, auf welcher sich die Spangenzinken beim Einschieben gegenseitig abspreizen und so eine deutliche Vergrößerung der Last aufnehmenden Flächen bewirken.

Anhand von Prototypen und Versuchen konnte zwischenzeitlich belegt werden, daß die in der EP 1 016 382 hinsichtlich des vorgeschlagenen Osteosynthesehilfsmittels gemachten Prognosen erfüllbar sind. Allerdings bestehen hier noch zwei Problemfelder, welche eine stärkere Durchdringung des Marktes behindern. Das erste Problem betrifft die zum Eintreiben der Spange erforderliche Kraft. Diese ist zur Zeit zu hoch, um ein einfaches Eintreiben, z.B. durch lockeres Klopfen mit einem Schonhammer oder gar dem Eindrücken von Hand, zu ermöglichen. Daher wird momentan für diese Aufgabe ein außerordentlich aufwendiges und damit teures Instrumentarium benötigt. Das zweite Problem ergibt sich aus der Art der Fertigung der Spange. Hier sind etliche Arbeitsgänge in verschiedenen Aufspannungen erforderlich, um per Bohren, Drehen, Fräsen und Gewindeschnitt schließlich zur Endkontur zu gelangen. Entsprechend hoch sind die Kosten.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Schenkelhalsschraube und Spange der beschriebenen Art zu schaffen, welche nicht nur zu wesentlich niedrigeren Kosten herstellbar sein, sondern auch einen deutlich geringeren Einschubkraftbedarf besitzen sollte.

Die beschriebene Aufgabe wird mit der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und der verschiedenen Unteransprüche gelöst.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
01 zeigt schematisch das durchgeschnittene Ausführungsbeispiel einer Schenkelhalsschraube nach der Erfindung.
02 zeigt die distale Ansicht der Schenkelhalsschraube aus 01.
03 zeigt eine in das Innengewinde der Schenkelhalsschraube aus 01 einschraubbare Madenschraube in einer geschnittenen Darstellung.
04 zeigt eine erste Seitenansicht einer Spange zur Verwendung zusammen mit der Schenkelhalsschraube nach 01.
05 zeigt das Schnittbild durch die Spange aus 04 in der Ebene A-B.
06 zeigt die proximate Ansicht der Spange aus 04.
07 zeigt die um 90° verdrehte Ansicht der Spange aus 04.
08 zeigt die Spange aus 04 in einer der Endlage entsprechenden aufgespreizten Situation.
09 zeigt die distale Ansicht der gespreizten Spange aus 08.
10 zeigt die proximate Ansicht der gespreizten Spange aus 08.
11 zeigt das schematische Ausführungsbeispiel einer geschnitten gezeichneten Schenkelhalsschraube nach der Erfindung mit einer Kupplung zum Anschluß eines Eintreibwerkzeugs.
12 zeigt die distale Ansicht der Schenkelhalsschraube aus 11.
13 zeigt eine um 90° verdrehte Ansicht einer Spange mit einer Doppelspitze.
Die der Erfindung gemäße Schenkelhalsschraube wird als durchgeschnittenes Ausführungsbeispiel 1 in 1 gezeigt. Sie ist mit einer zentralen Bohrung 4 versehen, um sie mittels eines durchgeschobenen Drahtes positionieren zu können. Das proximale Ende ist mit einem der Aufgabe angepaßten Knochengewinde versehen, dessen Profil aus schlanken Zähnen 5 und breiten Rillen 6 gebildet ist. Die den Gewindegrund bildenden Rillen gehen in einen konischen Auslauf 7 über, welcher vorzugsweise in seiner Formgestalt dem zum Vorbohren benutzten Bohrer entspricht. Die Schenkelhalsschraube ist über ihre gesamte Länge mit zwei Nuten 8, 9 ausgestattet, wobei der Nutgrund 13, 14 zum proximalen Ende hin in seiner Tiefe abnimmt und dort nur noch aus Relikten des jeweiligen Gewindezahns 12 präsent ist. Im distalen Bereich der Schenkelhalsschraube ist ein Sackgewinde 10 zum Einschrauben einer Sicherungsschraube vorhanden. Die Schenkelhalsschraube endet dann mit einem umlaufenden Kragen 11, welcher eine innere Zylinderfläche einschließt. Die Ansicht dieser Seite ist in 2 dargestellt, worin auch die Lage der Nuten 8, 9 gut erkennbar ist.
Zu dem Ausführungsbeispiel der Schenkelhalsschraube gehört eine Spange 2, welche in 4 in ihrer gesamten Erstreckung und in 6 in ihrer proximalen Ansicht dargestellt ist. Sie ist aus Flachmaterial hergestellt, z. B. per abrasivem Wasserstrahlschnitt. Dabei wurde ein größerer zentraler Bereich in Gestalt einer Ausnehmung 19 entfernt, um so zwei Zinken 17, 18 zu bilden. Die inneren Flächen dieser Ausnehmung korrespondieren mit dem Nutgrund 13, 14 der Schenkelhalsschraube aus 1. Sie sind jeweils zum proximalen Ende hin nach Art von Kufen 25 gekrümmt, damit beim Einschieben keine Momentensprünge auftreten. Dementsprechend wird vorgeschlagen, die Krümmung in ihrem Verlauf und dem Änderungsgrad der Kontur so zu gestalten, daß beim Gleiten der inneren Zinkenflächen über die Relikte der Gewindezähne 12 hinweg eine stetige Aufweitung der Spange ohne ruckartige Bewegungen stattfindet. Die jeweiligen proximalen Enden der Zinken sind zusätzlich mit Anspitzungen 26 ausgestattet, um die zum Einschieben erforderlichen Kräfte zu minimieren. Die Zinken der Spange sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Brücke 20 verbunden, wobei der jeweilige Übergang durch Schrägungen 21 im besonders belasteten Bereich verstärkt ist. Dieser Effekt könnte z. B. auch anhand von Übergangsradien realisiert werden. Hinter der Brücke geht die Spange im distalen Bereich in zwei Finger über, deren einander zugewandten Innenflächen 22 in ihrem gegenseitigen Abstand dem Außendurchmesser des Gewindes 10 der Schenkelhalsschraube entsprechen. Die beiden Finger enden schließlich mit einer jeweiligen hakenartigen Kralle 24, welche sich durch das Ausschneiden eines jeweiligen Ausbruchs 23 ergibt. Diese Gestaltung erlaubt das Ankoppeln eines Werkzeugs im Falle der Explantation.
In 5 wird der in 4 eingetragene Schnitt A-B gezeigt. Es sind hier deutlich die mit der Erfindung vorgeschlagenen Ausspitzungen der Zinken 17, 18 zu erkennen. Dieser technische Trick hat eine Doppelfunktion. Zum einen wird dadurch die Stirnfläche der jeweiligen Zinke deutlich verkleinert, wodurch sich das zum Einbringen erforderliche Schubmoment reduziert. Zum anderen wird durch das in die Profilierung eindringende bzw. einsprießende Knochenmaterial der Rotationswiderstand des Implantats gesteigert. Die vorgeschlagene Gestaltung ist für sich allein auch bei bekannten konventionellen Ausführungen von Schenkelhalsschrauben mit Rotationssicherung anwendbar.
Zum besseren Verständnis soll noch die 7 herangezogen werden. Sie zeigt das Ausführungsbeispiel aus 4 von der Flachseite her gesehen. Die Spange 2 besitzt im distalen Bereich an ihrer jeweiligen Seite eine ebene Fläche 27. Diese geht zum proximalen Ende hin in eine achsparallele Profilierung 28 über, welche im gezeigten Beispiel als V-förmige Nut realisiert ist. Die Anspitzung 26 der Zinkenspitze ist gut zu erkennen.
Nachdem oben die Spange 2 im Fertigungszustand anhand der Zeichnungen 4, 5, 6 und 7 gezeigt und textlich erläutert wurde, soll sie im folgenden mittels der Zeich nungen 8, 9 und 10 im Einbauzustand beschrieben werden. Da es sich um die selbe Spange handelt, wurden sämtliche Bezugsziffern identisch übernommen. Eine nochmalige Erläuterung der Bezugsziffern dürfte demgemäß nicht erforderlich sein. Es ist zu erkennen, daß die Spange mit ihren Zinken 17, 18 nun aufgeweitet ist. Diese Aufweitung ist erwünscht, um den Rotationswiderstand des Implantats zu steigern. Dabei tritt eine gewisse Durchbiegung auf, welche im Bereich der Schrägung 21 beginnt und sich zur Zinkenspitze hin fortsetzt. Die genaue Durchbiegung hängt von den Auflagepunkten in der Nut der Schenkelhalsschraube ab und ist mit modernen mathematischen Methoden berechenbar. Die durchgebogen aufgeweitete Spange wird zusätzlich noch in ihrer proximalen (9) und distalen Ansicht (10) gezeigt.
Die praktische Umsetzung der Erfindung ist in einer großen Breite möglich. Eine derartige Abwandlung soll in 11 und 12 gezeigt werden. Für die zeichnerische Darstellung wurden neue Bezugsziffern vergeben. Die Schenkelhalsschraube 29 besitzt wie zuvor eine zentrale Bohrung 30, zwei Nuten 34, 35 mit einem jeweiligen Nutgrund 40, 41, einem Knochengewinde mit Gewindezähnen 31, 39 und Gewinderillen 32, 33, sowie einem Innengewinde 36. Eine zylindrische Innenfläche 37 am distalen Ende der Schenkelhalsschraube ist nun zu zwei Seiten hin mit einer jeweiligen Rippe 38 kombiniert, so daß hier ein Koppelstück nach Art einer Bajonettkupplung gebildet ist. Diese und ähnliche Ausführungen gestatten den komfortablen Anschluß diverser Werkzeuge zum Ein- bzw. Ausschrauben der Schenkelhalsschraube, als auch dem Eintreiben bzw. Herausziehen der Spange. In der 12 ist die genaue Gestaltung des gewählten Ausführungsbeispiels zu erkennen.
Eine Gestaltungsalternative der Spangenspitze ist in 13 dargestellt. Die Spange 42 besitzt einen flachen Bereich 45 an ihrer distalen Seite. Zur proximalen Seite hin ist eine wiederum V-förmige Nut 46 eingearbeitet. Diese könnte auch andere Geometrien besitzen, sofern diese geeignet sind, das Schubmoment beim Implantieren zu reduzieren und den Rotationswiderstand im implantierten Zustand zu steigern. Das Zinkenende im proximalen Bereich ist nun ausgespitzt, wodurch zwei Zinkenspitzen 43, 44 gebildet sind.
Mit der Erfindung wird eine Schenkelhalsschraube mit Rotationssicherung zur Verfügung gestellt, deren Spange aufgrund ihrer Flachform sehr preiswert aus Blech hergestellt werden kann, z. B. mittels eines abrasiven Wasserstrahlschnitts. Entgrat- und Nacharbeiten sind dann kaum erforderlich. Die Spange ist gemäß weiterer Erfindung an ihren Zinken mit achsparallelen Profilierungen ausgerüstet, welche gleichzeitig die vorteilhafte Senkung des Einschubkraftbedarfs als auch die angestrebte Steigerung des Rotationswiderstandes bewirken. Der Einschubkraftbedarf ist durch die vorgeschlagene Ausbildung der Gleitflächen in den Nuten der Schenkelhalsschraube und den korrespondierenden Flächen der Zinkenspangen in Gestalt gekrümmter Kufen weiter reduzierbar. Das der Erfindung gemäße Konzept verspricht eine Reduzierung von Implantatlockerungen beim Patienten und eine verbesserte Handhabbarkeit für den Chirurgen.

Claims

Schenkelhalsschraube, mit einem Schaft, einem Außengewindebereich am proximalen Ende und Werkzeugangriffsflächen am distalen Ende, wobei sie so ausgebildet ist, daß sie durch eine Bohrung einer am Femur anbringbaren Stützvorrichtung, vorzugsweise eines Verriegelungsnagels, hindurchgeführt und darin gehalten werden kann, und ausgehend vom distalen Ende auf gegenüber liegenden Seiten des Schaftes achsparallele Nuten (8, 9) geformt sind, von denen sich mindestens eine bis in den Gewindebereich hinein erstreckt, eine gabelförmige Spange (2) vorhanden ist, deren Spangenzinken (17, 18) von den Nuten aufgenommen sind, und die Brücke (20) zwischen den Spangenzinken mit dem distalen Ende des Schaftes verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spange flachförmig ist.
Schenkelhalsschraube gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spange über ihre gesamte Länge, außer im Bereich der Anspitzung am proximalen Ende, eine gleiche Dicke besitzt.
Schenkelhalsschraube gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am distalen Ende der Spange Werkzeugangriffsflächen gebildet sind, und die Brücke (20) der Spange diesen Werkzeugangriffsflächen in proximaler Richtung hin benachbart ist.
Schenkelhalsschraube gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils außen liegende Fläche der Spangenzinken mindestens in einem Teilstück des proximalen Bereichs mit einer nutartigen, längs gerichteten Profilierung ausgestattet ist.
Schenkelhalsschraube gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, mit einer zum proximalen Ende hin abnehmenden Tiefe der Nuten, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Spangenzinken mit ihrer Innenfläche eine gebogene Kontur beschreiben, welche mit der Gestalt des Nutgrundes des Schaftes abgestimmt ist und ein weiches Aufgleiten und Spreizen der Spange über die Gewindezahnrelikte bewirkt.
Spange mit mindestens zwei Spangenzinken und einem im distalen Bereich liegenden und die Spangenzinken verbindenden Verbindungsstück für die Rotationssicherung einer Schenkelhalsschraube, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils außen liegende Fläche der Spangenzinken mindestens in einem Teilstück des proximalen Bereichs mit einer nutartigen, längs gerichteten Profilierung ausgestattet ist.
Spange mit mindestens zwei Spangenzinken für die Verwendung zusammen mit einer Schenkelhalsschraube mit einem im proximalen Bereich der Schenkelhalsschraube liegenden Außengewinde, mit einem Schaft mit einer achsparallelen und zum proximalen Ende hin abnehmenden Tiefe der Nuten, wobei die Spangenzinken von diesen Nuten aufnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Spangenzinken mit ihrer Innenfläche eine gebogene Kontur beschreiben, welche mit der Gestalt des Nutgrundes des Schaftes abgestimmt ist und ein weiches Aufgleiten und Spreizen der Spange über die Gewindezahnrelikte bewirkt.