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DE20022673U1 - Schraubverbindung für die Osteosynthese - Google Patents

Schraubverbindung für die Osteosynthese

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Publication number
DE20022673U1
DE20022673U1 DE20022673U DE20022673U DE20022673U1 DE 20022673 U1 DE20022673 U1 DE 20022673U1 DE 20022673 U DE20022673 U DE 20022673U DE 20022673 U DE20022673 U DE 20022673U DE 20022673 U1 DE20022673 U1 DE 20022673U1
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DE
Germany
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screw
ring
thread
connection according
screw connection
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE20022673U
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English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koenigsee Implantate und Instrumente zur Osteosynthese GmbH
Original Assignee
MED MEDICAL ENGINEERING DEV LT
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
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26004622&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE20022673(U1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by MED MEDICAL ENGINEERING DEV LT filed Critical MED MEDICAL ENGINEERING DEV LT
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Publication of DE20022673U1 publication Critical patent/DE20022673U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

Meissner,
Anwaltssozietät GbR
Postfach 860624
81633 München
MED - Medical Engineering 31. Oktober 2001
Development Ltd. M/KIP-037-DE
3/lA Parliament Lane MB/KR/RB/ob/ft Gibraltar
Schraubverbindung für die Osteosynthese
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für die Osteosynthese gemäß Schutzanspruch 1 sowie eine Schraube gemäß
Schutzanspruch 9.
5
Bei der Osteosynthese, insbesondere zur Heilung einer Knochenfraktur, wird die Fraktur durch eine Platte aus Edelstahl oder Titan fixiert. Die Platte wird hierzu am Knochen mittels
Schrauben befestigt. Ähnlich werden Implantate im Körper mit-
tels Schrauben am Knochen befestigt. An einigen Knochen, wie
beispielsweise dem Schienbein - oder Schädelknochen ist eine
ausreichende stabile Befestigung allerdings schwierig, da entweder der Knochen sehr dünn ist oder eine für die Schraubverbindung
ungünstige Form besitzt. Hier kommt es besonders auf
das Geschick des Operateurs bei der Befestigung des Implantats an. Wünschenswert wäre eine winkelstabile und variable Verschraubung,
bei der der Winkel zwischen Schraube und Implantat beim Einschrauben in den Knochen variabel und im verschraubten Zustand festlegbar ist.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Schraubverbindung für die Osteosynthese vorzuschlagen, bei welcher der Winkel zwischen Schraube und Implantat beim Einschrauben der Schraube in den Knochen variabel, und sobald die
Schraube in den Knochen eingeschraubt wurde, festlegbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Schraubverbindung mit den Merkmalen von Schutzanspruch 1 und durch eine Schraube mit den Merk-
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malen nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schraubverbindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Kern der Erfindung ist die Lagerung der Schraube in dem Implantat bzw. zur verschraubenden Platte in einem Kugelgelenk, das durch die Schraube feststellbar ist. Das Kugelgelenk wird durch einen Ring, dessen äußere Oberfläche eine sphärische oder Kugelsegmentform besitzt und der in einem Lagerring mit einer zur Außenfläche des Rings komplementären Innenfläche liegt, gebildet. Der Lagerring selbst ist in einer Bohrung des Implantats bzw. der Platte fixiert, beispielsweise durch eine Klemmverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Schweißverbindung oder dergleichen Verbindung. Der in dem Lagerring bewegbare Ring ist an einer Stelle offen oder durchtrennt ähnlich einem Spreizring. Die durch den Ring führbare Schraube weist einen im wesentlichen konischen Abschnitt auf, dessen Querausdehnung größer als der Durchmesser des Rings ist, so daß der Ring durch den im wesentlichen konischen Abschnitt der Schraube aufspreizbar und gegen die Innenfläche des Lagerrings preßbar ist. Das durch den Ring und den Lagerring gebildete Kugelgelenk ist hierdurch feststellbar. Vor einem Feststellen des· Gelenks ist die Winkelstellung zwischen Schraube und Implantat bzw. Platte variabel.
Vorzugsweise liegt der konische Abschnitt der Schraube am Schraubenkopf. Der Ring wird dann erst aufgespreizt, wenn die Schraube nahezu vollständig in den Knochen gedreht ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung bildet der Schraubenkopf selbst den konischen Abschnitt, so daß die Schraube soweit in den Knochen eindrehbar ist, bis der Kopf mit dem Implantat bzw. der Platte nahezu bündig abschließt.
Für eine besonders stabile und sichere Schraubverbindung weist der konische Abschnitt vorzugsweise ein Gewinde auf, das in ein Innengewinde des drehbar gelagerten Rings eingreift. Hierdurch wird nicht nur die Schraube mit dem Knochen verschraubt, sondern auch mit dem im Implantat bzw. der Platte gelagerten Ring. Sollte sich die Schraubverbindung der Schraube mit dem
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Knochen lösen oder lockern, ist die Schraube durch diese zusätzliche Schraubverbindung gesichert.
Um den Operateur das Eindrehen der Schraube zu erleichtern, insbesondere um den Winkel, in welchen die Schraube in den Knochen eingedreht wird, genau zu definieren, kann der Operateur in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Schraubverbindung einen Führungsdraht einsetzen, der in eine vorzugsweise mittige Längsbohrung der Schraube eingebracht wird. Der Führungsdraht gibt die Richtung vor, in der die Schraube in den Knochen eingedreht wird. Hierzu wird zuerst der Führungsdraht vom Operateur über Bohrlehre in den Knochen eingebracht. Der Operateur kann nun die Lage des Führungsdrahts mittels eines Bildwandlers, beispielsweise eines Röntgengerätes, im Knochen überprüfen und gegebenenfalls korrigieren. Anschließend wird die Schraube in den Knochen in der durch den Führungsdraht vorgegebenen Richtung so eingedreht, daß der Führungsdraht durch die mittige Längsbohrung der Schraube geführt wird. Vorzugsweise ist die Schraube selbstbohrend und/oder selbstschneidend und/oder rückschneidend. Zum Einbringen einer solchen Schraube in den Knochen wird vorteilhafterweise kein Bohrer oder Gewindeschneider mehr benötigt.
Die Schraube ist vorzugsweise als Tibiakopfschraube mit einem Spongiosagewinde, als Tragschraube mit einem Kortikalisgewinde oder als Kondylenschraube mit einem konischen Gewinde am Kopf ausgebildet. Zusätzlich kann die Kondylenschraube mit einer Mutter verschraubt werden, um eine Kompressionsschraube zu bilden. Die Kompressionsschraube wird zur Kompression einer Fraktur benutzt. Vorzugsweise weist hierzu die Kondylenschraube in Längsrichtung in vorgegebenen Abschnitten insbesondere umlaufende Einkerbungen auf, die zum Ablängen bzw. Kürzen der Schraube auf vorgegebene Maße dienen.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren. Hierbei zeigen:
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Fig. IA: Den Querschnitt durch eine Tibiakopfplatte mit der erfindungsgemäßen Schraubverbindung;
Fig. IB: Eine Draufsicht der Tibiakopfplatte aus Figur IA;
Fig. IC: Einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur IB durch die Tibiakopfplatte mit drei erfindungsgemäßen Schraubverbindungen;
IO
Fig. 2: Eine kanülierte Tibiakopfschraube mit einem selbstschneidenden, selbstbohrenden und rückschneidenden Spongiosagewinde;
Fig. 3: Eine Tragschraube mit einem selbstschneidenden,
selbstbohrenden und rückschneidenden Kortikalisgewinde;
Fig. 4: Eine Mutter zum Verschrauben mit der in Figur 5B dargestellten Kondylenschraube, um eine Kompressions
schraube zu bilden;
Fig. 5A: Eine Kondylenschraube mit einem konischen Gewinde am Schraubenkopf und Einkerbungen zum Ablängen der Schraube;
Fig. 5B: Eine Kondylenschraube mit einem metrischen Gewinde zum Verschrauben mit der in Figur 4 abgebildeten Mutter ebenfalls, mit Einkerbungen zum Ablängen der Schraube;
Fig. 6: Eine Bohrbuchse mit einem konischen Gewinde für eine Tibiakopfplatte für Bohrungen mit einem einstellbaren Winkel;
35
Fig. 7A: Einen Spreizring mit einem Innengewinde und einer sphärischen oder kugelsegmentförmigen Außenfläche;
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Fig. 7B: Einen Lagerring mit einer sphärischen oder kugelsegmentförmigen Innenfläche zur Aufnahme des in Figur 7A dargestellten Spreizrings.
Figur IA stellt im Querschnitt eine Tibiakopfplatte 10 dar, die eine durch eine Bohrung 11 durchgeführte Schraube 12 zum Verschrauben der Platte mit einem Knochen aufweist. Der konische Schraubenkopf 13 der Schraube 12 spreizt einen in der Bohrung 11 drehbar gelagerten Spreizring 14 auf, wodurch der Winkel zwischen der Schraube 12 und der Tibiakopfplatte 10 festgestellt wird. Die Schraube weist ferner eine durchgehend, gestrichelt dargestellte mittige Längsbohrung 16 zur Aufnahme eines Führungsdrahtes auf. Die Funktion dieser Längsbohrung und des Führungsdrahtes wird im folgenden noch ausführlich erläutert.
In Figur IB ist eine Obersicht auf die Tibiakopfplatte 10 aus Figur IA dargestellt. Deutlich ist der in der Bohrung 11 der Tibiakopfplatte 10 gelagerte Spreizring 14 zu erkennen. Der Spreizring 14 ist in einem in der Bohrung 11 fixierten Lagerring 17 beweglich wie ein Kugelgelenk gelagert.
Figur IC stellt einen Querschnitt entlang der Linia A-A durch das eine Ende der in Figur IB dargestellten Tibiakopfplatte dar. Durch die Bohrung 14 und die jeweils seitlich daneben liegenden Bohrungen 18 und 19 sind Schrauben 12 geführt, die alle eine andere Winkelstellung zur Tibiakopfplatte 10 aufweisen können. Dies soll verdeutlichen, daß mit der erfindungsgemäßen Schraubverbindung verschiedenste Winkel zwischen Schraube und Tibiakopfplatte realisierbar sind.
In Figur 2 ist eine Tibiakopfschraube 20 mit einem Spongiosagewinde 21 dargestellt. Der konische Schraubenkopf 22 der Tibiakopfschraube 20 weist ein Gewinde 23 auf; durch den Schraubenkopf 22 ist der Spreizring 14 spreizbar. Zur Aufnahme eines Führungsdrahtes weist die Schraube eine durchgehende, mittige Längsbohrung auf. Der Schraubenkopf 22 umfaßt zum Eindrehen der Schraube einen Innensechskant 25.
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In Figur 3 ist eine Tragschraube 26 mit einem Kortikalisgewinde 27 dargestellt. Der Schraubenkopf 28 weist einen konischen Querschnitt auf und ist mit einem Gewinde versehen. Auch diese Schraube besitzt zum Eindrehen ein Innensechskant 30 und ferner zur Aufnahme eines Führungsdrahtes eine durchgehende, mittige Längsbohrung 31. Von der in Figur 2 abgebildeten Schraube unterscheidet sich diese Schraube im wesentlichen durch das Kortikalisgewinde, das selbstschneidend und rückschneidend ist. Die Schraube kann als selbstbohrende Schraube ausgebildet sein, wodurch sich vorteilhafterweise der Einsatz eines Bohrers bzw. Gewindeschneiders erübrigt.
Figur 4 stellt die Mutter für eine Kondylenschraube dar. Soll eine Kondylenschraube gleichzeitig als Kompressionsschraube eingesetzt werden, um beispielsweise eine Fraktur zu komprimieren, so kann die Mutter 32 mit der durch einen Knochen durchgehenden Kondylenschraube verschraubt werden.
Die in Figur 5A abgebildete Kondylenschraube 33 weist wie die bereits vorher beschriebenen Schrauben einen im Querschnitt konischen Schraubenkopf 35 mit einem Innensechskant 37 zum Eindrehen der Schraube auf. Der Schraubenkopf 35 ist mit einem Gewinde 34 versehen. Die Kondylenschraube umfaßt ferner ein metrisches Gewinde, daß durch umlaufende Einkerbungen 38 in einem Abstand von z. B. 8 mm unterbrochen ist. Die Einkerbung 38 wirken wie Sollbruchstellen, durch die die Schraube 33 auf vorbestimmte Längen kürzbar ist. Typische Gesamtlängen der Schraube betragen etwa 70 mm bis 120 mm in 5 mm Abstufungen.
Figur 5B zeigt ebenfalls eine Kondylenschraube 39 mit einem metrischen Gewinde 40, das durch umlaufende Einkerbungen in vorbestimmten Abständen von etwa 8 mm unterbrochen ist. Der Schraubenkopf 42 ist im Querschnitt etwa konisch ausgebildet und weist zum Eindrehen der Schraube einen Innensechskant 43 auf. Im Unterschied zu den vorbeschriebenen Schrauben ist der Schraubenkopf 42 glatt, d. h. ohne Gewinde. Typische Längen für
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diese Schraube betragen auch etwa 70 mm bis etwa 120 mm in 5 mm Abstufungen.
In Figur 6 ist eine Bohrbuchse 4 4 für eine Tibiakopfplatte dargestellt. Die Bohrbuchse 44 dient zum Einbringen von Bohrungen in einem bestimmten Winkel in den Knochen. Das vordere Ende der Bohrbuchse weist einen etwa konischen Querschnitt auf und ist mit einem Gewinde 4 5 versehen. Das Gewinde 45 dient zum Eindrehen in das Innengewinde eines Spreizrings, der beweglich in der Tibiakopfplatte gelagert ist. Durch den konischen Querschnitt des vorderen Endes Bohrbuchse 44 wird der Spreizring aufgespreizt und gegen einen fest in der Tibiaplatte verankerten Innenring gedrückt, so daß die Bohrbuchse in einem festen Winkel zur Tibiakopfplatte steht. Durch eine Längsbohrung 47 der Bohrbuchse 44 läßt sich dann ein Bohrer einführen, der in dem durch die feststehende Bohrbuchse definierten Winkel in den Knochen eindringt. Die Bohrbuchse 44 kann entweder durch einen Griff 48, beispielsweise einen geriffelten Bereich der Oberfläche der Bohrbuchse, oder mittels eines Innensechskant 46 in den Spreizring gedreht werden.
Ein für die erfindungsgemäße Schraubverbindung vorgesehener Spreizring 49 ist in Figur 7A dargestellt. Der Spreizring besitzt eine sphärische oder kugelsegmentförmige Außenfläche 50 und ein Innengewinde 51, in welches die mit einem Außengewinde versehenen Schraubenköpfe der in den Figuren 2, 3 und 5A abgebildeten Schrauben oder das Gewinde der in Figur 6 dargestellten Bohrbuchse eindrehbar ist. Durch die vorgenannten Gewinde wird der Spreizring gedehnt.
Der Spreizring ist in einem in Figur 7B dargestellten Lagerring 52 beweglich gelagert. Der Lagerring 52 wiederum ist fest in einer Bohrung eines Implantats bzw. einer Platte, beispielsweise einer Tibiakopfplatte, durch eine Klemm-, Schweiß, Lot-, Preß- oder Einbettverbindung montiert. Die Innenfläche 53 des Lagerrings 52 ist komplementär zur Außenfläche 50 des in Figur 7A dargestellten Spreizrings 49 ausgebildet. Der in dem Lagerring 52 eingebettete Spreizring 49 und ist sowohl drehbar als
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auch schwenkbar ohne aus dem Lagerring herausfallen zu können. Wird durch den Spreizring eine Schraube mit einem konisch verlaufenden Abschnitt, wie beispielsweise die in Figur 2, 3, 5A oder 5B dargestellten Schraube, geführt, spreizt der konische Abschnitt der Schraube den Ring 4 9 auf und drückt bzw. preßt diesen gegen den Lagerring 52, genauer gesagt die Außenfläche 50 des Spreizrings 49 wird gegen die Innenfläche 53 des Lagerrings 52 gepreßt. Dadurch wird der Spreizring 49 in seiner momentanen Lage im Lagerring 52 fixiert. Ebenso wird die durch den Spreizring 4 9 geführte Schraube in dieser Lage bzw. Winkelstellung gehalten. Spreizring und Schraube wirken zusammen mit dem Lagerring 52 wie ein Kugelgelenk, das durch den konischen Abschnitt feststellbar ist. Die Schraube ist somit in verschiedenen Winkeln in den Knochen eindrehbar, wobei der Winkel aufgrund des Kugelgelenks einstellbar ist.
Im folgenden soll noch kurz die Verwendung eines Führungsdrahtes beim Eindrehen der Schraube in den Knochen erläutert werden: Hierzu ist eine Schraube mit einer durchgehenden Längsbohrung, wie beispielsweise die in den Figuren 2 und 3 abgebildeten Schrauben erforderlich. Der Operateur bringt über eine Bohrlehre einen Führungsdraht in dem Winkel in den Knochen ein, in dem er später auch die Schraube eindrehen möchte. Die Lage des Führungsdrahtes kann er über einen Bildwandler, beispielsweise ein Röntgengerät, kontrollieren und gegebenenfalls korrigieren. Der Führungsdraht wird dann durch die Längsbohrung der Schraube geführt und die Schraube in den Knochen eingedreht. Dabei definiert der Führungsdraht die Lage der Schraube im Knochen. Sobald die Schraube ganz in den Knochen eingedreht ist, läßt sich der Führungsdraht über die Längsbohrung, die vollständig durch die Schraube hindurch geht, aus dem Knochen entnehmen. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz des Führungsdrahtes mit einer selbstbohrenden und selbstschneidenden Schraube. Hierbei erübrigt sich der Einsatz eines Bohrers bzw. eines Gewindeschneiders.
I fs : :
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Bezugszeichenliste
10 Tibiakopfplatte 11 Bohrung
12 Schraube
13 Schraubenkopf
14 Spreizring
15 Winkel
16 Längsbohrung 17 Lagerring 18, 19 Bohrung
20 Tibiakopfschraube
21 Spongiosagewinde 22 Schraubenkopf
23 Gewinde
24 Längsbohrung
25 Innensechkant 2 6 Tragschraube 27 Kortikalisgewinde
28 Schraubenkopf
29 Gewinde
30 Innensechskant
31 Längsbohrung 32 Mutter
33 Kondylenschraube
34 Gewinde
35 Schraubenkopf
36 metrisches Gewinde 37 Innensechskant
38 Einkerbung
39 Kondylenschraube
40 metrisches Gewinde
41 Einkerbung
42 Schraubenkopf 43 Innensechskant 4 4 Bohrbuchse 45 Gewinde
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4 6 Innensechskant
47 Längsbohrung
48 Griff
49 Spreizring
50 Außenfläche
51 Innengewinde
52 Lagerring
53 Innenfläche
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- 10 -

Claims (9)

1. Schraubverbindung für die Osteosynthese, insbesondere zur Befestigung einer Tibiakopfplatte (10), mit:
- einer Schraube (12), die in Längsrichtung einen im wesentlichen konischen Abschnitt (13) aufweist,
- einem Ring (14), dessen Außenfläche (50) eine sphärische oder Kugelsegmentform besitzt und der an einer Stelle offen oder durchtrennt ist,
- einem Implantat, insbesondere eine Tibiakopfplatte (10), das bzw. die zur Lagerung des Ringes (14) ein Lager in Form einer Bohrung (11) und eines darin befestigten Lagerringes (17) umfaßt, wobei die Innenfläche (53) des Lagerringes (17) eine zur Außenfläche (50) des Ringes (14) komplementäre Form aufweist, so daß der in dem Lagerring (17) angeordnete Ring (14) kugelgelenkartig bewegbar ist, wobei
- der Ring (14) durch den konischen Abschnitt (13) der Schraube (12) aufspreizbar ist, wodurch die Außenfläche (50) des Rings (14) gegen die Innenfläche (53) des Lagerrings (17) pressbar ist und damit die Winkelstellung (15) der Schraube zum Implantat festlegbar ist.
2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt am Schraubenkopf (13; 22; 28; 35; 42) liegt, insbesondere der Schraubenkopf im wesentlichen konisch ausgebildet ist.
3. Schraubverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt ein Gewinde (23; 29; 34) und der Ring (49) ein dazu komplementäres Innengewinde (51) aufweist.
4. Schraubverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (12; 20; 26) eine Längsbohrung (16; 24; 31) aufweist, durch welche ein Führungsdraht einbringbar ist, der zur Vorgabe der Lage in den Knochen vorgesehen ist.
5. Schraubverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube selbstbohrend und/oder selbstschneidend und/oder rückschneidend ist.
6. Schraubverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube eine Tibiakopfschraube (20) mit einem insbesonders selbstschneidenden, selbstbohrenden und rückschneidenden Spongiosagewinde (21) oder eine Tragschraube (26) mit einem insbesonders selbstschneidenden, selbstbohrenden und rückschneidenden Kortikalisgewinde (27) oder eine Kondylenschraube (33; 39) mit metrischen Gewinde ist.
7. Schraubverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondylenschraube (33) mit metrischem Gewinde mit einer Mutter (32) zur Kompression einer Fraktur verschraubbar ist.
8. Schraubverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondylenschraube (33; 39) in Längsrichtung insbesondere radialumlaufende Einkerbungen (38; 41) in vorgegebenen Abständen aufweist, über welche die Schraube auf vorgegebene Längen kürzbar ist.
9. Schraube (12; 20; 26; 33; 39), insbesondere für eine Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die zur Befestigung eines Implantats, insbesondere einer Tibiakopfplatte, an einem Knochen dient und in Längsrichtung einen im wesentlichen konischen Abschnitt (13; 22; 28; 35; 42) aufweist, der glatt oder mit einem Gewinde versehen ist.
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