WO2000035361A1

WO2000035361A1 - Knochenschraube

Info

Publication number: WO2000035361A1
Application number: PCT/DE1999/003604
Authority: WO
Inventors: Onur Tarhan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2000-06-22
Anticipated expiration: 2001-06-11
Also published as: DE19857279A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Knochenschraube, die zum Zusammenfügen gebrochener Knochen dient. Beispielsweise können zwei Wirbel einer Wirbelsäule oder ein Oberschenkelknochen mit einem abgebrochenen Halsknochen verbunden werden. Die Knochenschraube wird hierbei in den Knochen mittels eines Aussengewindes eingeschraubt. Sodann wird sie mit Hilfe von Bolzen arretiert, die seitlich aus dem Schaft der Knochenschraube treten, sobald ein in diesem Schaft befindliches Element von aussen gedreht wird.

Description

KNOCHENSCHRAUBE

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Knochenschraube nach dem Oberbegriff des Patentan- Spruchs 1.

Knochenschrauben bzw. Fixationselemente werden vorzugsweise in der Wiederherstellungschirurgie der Wirbelsäule oder des Schenkelhalsknochens eingesetzt.

Es ist bereits ein knochenfixierender Schraubstift bekannt, der dazu dient, gebrochene

Knochen zusammenzufügen (US-PS 5 810 814). Dieser Schraubstift weist einen vorderen Gewindeteil auf, der in einen Knochen eingeschraubt wird, sowie einen hinteren Teil ohne Gewinde, der nach Art einer Schlaufe umgebogen ist und hierdurch eine Öffnung bildet, in welche Teile eines Verriegelungselements eingeführt werden kön- nen.

Bei einer anderen bekannten Knochen-Fixierungsschraube, die insbesondere für die Fixierung eines Oberschenkelknochens geeignet ist, ist eine Platte vorgesehen, die sich an den Oberschenkelknochen anschmiegt und mit diesem verbunden wird (US-PS 5 810 821). Diese Platte weist an ihrem oberen Ende eine schräg verlaufende Hülse auf, in die eine Schraube eingeführt werden kann. In die Hülse ist auch eine Schraube geführt, die in den Kopf des Oberschenkelhalses eingeschraubt ist.

Weiterhin ist eine Knochenschraube mit mehreren Achsen bekannt, die einen teilweise sphärischen Kopf aufweist, der oben abgeschnitten ist und eine Ausnehmung aufweist

(US-PS 5 797 911). In diesen Kopf ist eine Schraube nach Art eines Kugelgelenks drehbar, sodass sie verschiedene Achsstellungen einnehmen kann.

Es ist ferner eine Knochenschraube bekannt, die einen Kopf- und einen Schaftbereich aufweist, wobei der Schaftbereich an seinem Ende mit einer besonderen Ausnehmung versehen ist (US-PS 5 797 914). Durch die besondere Ausnehmung kann die Schraube leicht in Knochen eingeschraubt werden. Eine weitere bekannte Knochenschraube besitzt auf der Außenseite ihres unteren Schaftteils ein Gewinde, wobei dieser Schaft innen ein Sackloch aufweist (US-PS 5 743 914). Das Gewinde besteht dabei aus Gewindegängen unterschiedlichen Durch- messers. In dieses Sackloch, das hexagonal ausgebildet ist, kann ein Werkzeug eingeführt werden, welches die Schraube in Knochenmaterial eintreibt.

Des Weiteren ist auch noch ein Fixateur zur Widerherstellung von Brüchen und Ar- throplastiken des Skeletts bekannt, der einen Halter aufweist, welcher bezüglich des Kopfes der entsprechenden Schraube winklig eingestellt ist und eine Aussparung von kreissektorförmigem Querschnitt aufweist (DE 195 34 136 AI). Bei diesem Fixateur ist in einer Kopfbohrung eine erste Schraube eingeschraubt, wobei senkrecht zu der Achse dieser Schraube ein zweite Schraube liegt. Aufgabe des bekannten Fixateurs ist es, beim Zusammenfügen von Knochenfragmenten eine ausreichend steife Vorrichtung zu erhalten, die eine perfekte Rotations- und Translationsblockierung von Verbindungsstangen sicherstellt.

Bei einer anderen bekannten Knochenschraube ist eine Verriegelung vorgesehen, um das Herausziehen dieser Schraube zu verhindern oder zu erschweren (US-A-5 478 342). Die Knochenschraube kann hierbei hohl sein, wobei vor dem Einsatz der Knochenschraube eine Drahtfeder in die Aushöhlung der Knochenschraube eingeführt wird. Diese Drahtfeder, die nach außen abgewinkelte Enden hat, wirkt als Verankerungselement im Knochen, denn Schraube und Drahtfeder bilden eine Art Spreizdübel. Allerdings ist es nicht möglich, die Drahtfeder dosiert mittels eines Schraubenziehers in die Höhlung der Knochenschraube einzubringen und die Verankerungskraft individuell einzustellen.

Schließlich ist eine weitere Knochenschraube bekannt, die so ausgebildet ist, dass sie fest im Knochen verankert werden kann (US-A-5 122 133). Diese Knochenschraube weist eine Hülse mit einem Schraubenkopf auf, die außen überwiegend glatt und am

Ende mit einem aufgestülpten Gewinde versehen ist. Durch diese Hülse kann ein stab- förmiges Werkzeug geschoben werden, mit dem das aufgestülpte Gewinde in Richtung auf den Schraubenkopf betätigbar ist. Die Verankerung der Knochenschraube erfolgt hierbei nicht durch eine Vergrößerung des vertikal zur Längsachse der Schraube ange- ordneten Gewindes, sondern durch festes Anziehen dieses Gewindes in Richtung der

Schraubenlängsachse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Knochenschraube dosierbar in einem Knochen zu verankern, ohne hierbei die Kräfte parallel zur Längsachse der Schraube wesentlich zu verändern.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung betrifft also eine Knochenschraube, die zum Zusammenfügen gebrochener Knochen dient. Beispielsweise können zwei Wirbel einer Wirbelsäule oder ein Oberschenkelknochen mit einem abgebrochenen Halsknochen verbunden werden. Die Knochenschraube wird hierbei in den Knochen mittels eines Außengewindes eingeschraubt. Sodann wird sie mit Hilfe von Bolzen arretiert, die seitlich aus dem Schaft der Knochenschraube treten, sobald ein in diesem Schaft befindliches Element von außen gedreht wird.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass eine einmal in einen Knochen hineingeschraubte Knochenschraube durch einfaches Betätigen eines in der Knochenschraube befindlichen Gewindestabs arretiert wird, indem die Knochenschraube Verankerungsstifte ausfährt. Ein Lockern der Knochenschraube wird hierdurch ausgeschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Knochenschraube;

Fig. 2 eine Ansicht der Knochenschraube gemäß Fig. 1, jedoch um 90 Grad um die

Längsachse gedreht Fig. 3 eine Draufsicht auf die in der Fig. 1 gezeigte Knochenschraube; Fig. 4 ein Längsschnitt A-A durch die in der Fig. 3 gezeigte Knochenschraube; Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs, in dem ein Gewindestab in eine

Zahnradwalze eingreift; Fig. 6 eine Knochenschraube, bei der die Bolzen als Gegenmutter wirken; Fig. 7 eine Vorderansicht von Lendenwirbeln mit Kreuzbein, wobei in zwei Lendenwirbel eine Knochenschraube eingetrieben ist; Fig. 8 eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 7;

Fig. 9 eine Anwendung der Knochenschraube zum Verbinden von Teilen eines Schenkelhalsknochens; Fig. 10 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 9.

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Knochenschraube 1 dargestellt, die einen Schaft 2 mit einem selbstschneidenden Außengewinde 3 sowie einen Sechskantkopf 4 aufweist. Das untere Ende des Schafts ist mit einem Kegel 5 abgeschlossen, dessen Spitze nach unten zeigt.

Aus dem Schaft 2 ragen zwei Bolzen 6, 7 heraus, deren Längsachsen einen Abstand a voneinander haben, wobei diese Längsachsen um 90 Grad versetzt sind. Diese Bolzen

6, 7 können in den Schaft 2 hinein- und aus diesem herausbewegt werden. Die kegelförmige Spitze des Bolzens 6 ist mit der Bezugszahl 8 bezeichnet, während die entsprechende Spitze des Bolzens 7 mit 9 bezeichnet ist.

In der Fig. 2 ist die gleiche Knochenschraube 1 wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch um 90

Grad um ihre Längsachse gedreht. Der obere Bolzen 7 ist nun auf der linken Seite zu erkennen, während von dem unteren Bolzen 6 weder die Spitze 8 noch der Gewindeteil zu sehen sind. Man erkennt jedoch die Rückseite einer Zahnradwalze 16, die mit dem Bolzen 6 in Verbindung steht.

In der Fig. 3 ist eine Ansicht von oben auf die Knochenschraube 1 gezeigt, und zwar in der Position der Fig. 1. Man erkennt hierbei den Sechskantkopf 4 und die Spitzen 8, 9 der Bolzen 6, 7.

Außerdem ist in der Mitte des Sechskantkopfs 4 eine Bohrung 10 zu erkennen, in welcher sich ein Gewindestab 13 befindet, dessen Kopf 11 mit einem Sechskantloch 12 versehen ist.

Die Spitzen 8, 9 der Bolzen 6, 7 sind um einen Betrag b um die Mittenachsen des Sechskantkopfs 4 versetzt angeordnet.

Die Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt A-A gemäß Fig. 3 durch die Knochenschraube 1. Der Gewindestab 13 ist mit einem Außengewinde 14 versehen, das mit einer ersten Zahnradwalze 15 und einer zweiten Zahnradwalze 16 in Eingriff steht. Beide Zahn- radwalzen 15, 16 sind einstückig mit den Bolzen 6, 7 verbunden, wobei diese Bolzen

6, 7 auf ihrer Außenseite ein Gewinde tragen. Der Bolzen 6 ist in der Fig. 4 im eingefahrenen Zustand dargestellt und mit 6" bezeichnet. Sein ausgefahrener Zustand ist gestrichelt dargestellt und mit 6' bezeichnet. Von den Gewinden der Bolzen 6, 7 ist nur das Gewinde 17 des Bolzens 6 zu erkennen. Bolzen 6, 7 und Zahnradwalzen 15, 16 sind durch Querbohrungen 18, 19 des Schafts 2 geführt, wobei ein Bereich einer Querbohrung 18, 19 mit einem Innengewinde 20 versehen ist. Der Abstand x₂ des Innenge- windes 20 von der Bohrung 10 für den Gewindestab 13 ist ebenso groß wie der maximale Abstand der Spitze 8' des Bolzens 6' vom Außenmantel des Schafts 2.

Die Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt X der Fig. 4. Hierbei sind ein Teil des Außengewindes des Gewindestabs 13 und die Zähne der Zahnradwalze 15 in demjeni- gen Bereich näher dargestellt, in den sie ineinandergreifen. Man erkennt hierbei die

Zähne 24, 25, 26 der Zahnradwalze 15 sowie die Gewindeteile 40, 41, 42 des Gewindestabs 11. Die Lücken zwischen den Zähnen 24, 25, 26 der Zahnradwalze 15 sind mit 22, 23 bezeichnet.

Die Funktionsweise der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Knochenschraube 1 ist wie folgt.

Mit einem Sechskantschlüssel, der in die Öffnung 12 des Kopfs 11 des Gewindestabs 13 wird, wird der Gewindestab 13 in Richtung des Pfeils 21 gedreht, wodurch er mit seinem Außengewinde in die Lücken der Zähne der Zahnradwalzen 15, 16 eingreift und diese im Sinne der Pfeile 32, 33 dreht. Der Drehsinn der Zahnradwalzen 15, 16 kehrt sich um, wenn der Gewindestab 13 in einer anderen Richtung gedreht wird.

Da die Zahnradwalzen 15, 16 integral mit den Bolzen 6, 7 verbunden sind und diese Bolzen ein Außengewinde haben, das in ein Innengewinde 20 der Knochenschraube 1 eingreift, werden diese Bolzen 6, 7 entlang ihrer Längsachsen verschoben, wenn sie gedreht werden. Für den Bolzen 6 ist die Verschiebebewegung durch den Pfeil 35 angedeutet. Da hierdurch auch die Zahnradwalzen 15, 16 entlang ihrer Längsachsen verschoben werden, ist es erforderlich, die Außengewinde der Bolzen 6, 7 mit dem Innengewinde des Schafts so abzustimmen, dass sie die gleiche Abstimmung haben wie die Zähne der Zahnradwalzen 15, 16 mit dem Außengewinde des Gewindestabs 13.

In der Fig. 4 sind zwei Zahnradwalzen 16, 15 mit jeweils einem Bolzen 6, 7 dargestellt, doch können auch nur eine Zahnradwalze oder mehr als zwei Zahnradwalzen und damit Bolzen vorgesehen sein.

In der Fig. 6 ist eine Variante der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Knochenschraube dargestellt, wie sie bei einem Knochenbruch zum Einsatz kommen kann, und zwar in einem eingeschraubten Zustand. Die in der Fig. 6 dargestellte Knochenschraube 1 weist einen Rundkopf 50 auf, der auf einer Aussparung einer Platte 51 aufliegt. Durch diese Platte werden gebrochene Knochenteile zusammengehalten. Die Bruchstelle des Knochens könnte etwa am rechten Rand der Darstellung der Fig. 6 liegen. Die Platte 51 muss dann nach rechts fortgeführt gedacht werden, wobei in der rechten Fortführung eine weitere Knochenschraube vorgesehen ist, die in gleicher Weise wie die dargestellte Knochenschraube in den Knochen eingreift. Da es sich bei der Darstellung der zweiten Schraube um eine spiegelbildliche Darstellung der ersten handelt, wird auf diese Darstellung verzichtet. Unterhalb der Platte 51 erkennt man den Schaft 2, der mittels seines Außengewindes 3 durch einen Knochenkortikalis 57 geschraubt ist und in das Knochenmark 52 hineinragt. Zentrisch zum Rundkopf 50 und zum Schaft 2 verläuft wieder eine Bohrung, in der sich der Gewindestab 13 befindet. Der Gewindestab 13 bewegt aufgrund seiner eigenen Drehbewegung zwei Bolzen 53, 54, deren Längsachse allerdings nicht senkrecht zur Längsachse des Gewindestabs 13 verläuft, sondern in einem vorgegebenen Winkel α bzw. ß. Mit ihren Spitzen 55, 56 stoßen diese Bolzen gegen die Unterseite des Knochens Kortikalis 57, auf dem die Platte 51 ruht.

Die herausbewegten Bolzen 53, 54 üben somit die Funktion einer Kontermutter für die Knochenschraube 1 aus.

Die Fig. 7 zeigt mehrere Lendenwirbel 60 bis 64 einer Wirbelsäule sowie ein Kreuzbein 65 und ein Steißbein 66 in einer Ansicht von vorn. Seitlich zu den Lendenwirbeln 61 bis 63 ist ein Stützstab 67 erkennbar, auf dem ein Steg 68 ruht, der den Kopf 4 der Knochenschraube 1 trägt. Der Schaft 2 der Knochenschraube 1 weist statt zwei insge- samt vier Bolzen 70 bis 73 auf.

In gleicher Weise wie die Knochenschraube 1 mit dem Wirbel 63 verbunden ist, ist eine zweite Knochenschraube 75 mit dem Wirbel 61 verbunden. Diese Knochenschraube 75 weist einen Kopf 76 und einen Schaft 77 auf, wobei der Schaft mit vier Bolzen 78 bis 81 versehen ist.

Von den auf der rechten Seite befindlichen Dornfortsätzen 82, 83, 84, 85, 86 der Wirbelsäule sind die Dornfortsätze 83, 84 und 85 wegen des Stegs 68 und der Schraubenköpfe 4, 76 teilweise verdeckt. Die Dornfortsätze 91 bis 94 auf der linken Seite liegen dagegen frei.

In der Fig. 8 sind die Lendenwirbel 60 bis 64 in einer Seitenansicht gezeigt. Man er- kennt hierbei, dass die beiden Knochenschrauben 1 und 75 auf den Stegen 68 bzw. 89 aufliegen, wobei die Stege 68, 89 entlang der Stützstäbe 67, 88 verschiebbar sind. Durch die feste Verankerung der Knochenschraube in den Lendenwirbeln 61, 63 ist es praktisch ausgeschlossen, dass die Lendenwirbel 61, 63 ihre relative Lage zueinander verändern können. Ohne diese feste Verankerung wäre ein Verschieben der aus den

Teilen 68, 67, 88, 89 bestehenden Vorrichtung nach Art eine Parallelogramms nicht ausgeschlossen.

Die Fig. 9 zeigt eine Anwendung einer Knochenschraube 103 für die Verbindung eines gebrochenen Schenkelhalsknochens. Zwischen einem Schenkelhals 100 und einem

Schenkelknochen 101 befindet sich eine Bruchstelle 102, die mittels der Knochenschraube 103 überbrückt wird. In der Knochenschraube 103 befinden sich vier schräg angeordnete Bolzen 104 bis 107. Mit 108 ist ein Marknagel bezeichnet, der in den Schenkelknochen 101 hineingetrieben und mit einem Kitt in diesem befestigt worden ist. Eine Schraube 109 mit Kopf 110 und Schenkel befindet sich im unteren Bereich des Knochens 101. Sie arretiert das untere Ende des Marknagels 108. Die Knochenschraube 103 verbindet somit den Schenkelhals 100 mit dem Schenkelknochen 101 und dem Marknagel 108.

Die Fig. 10 zeigt eine Ansicht auf die Knochenschraube 103 in Blickrichtung B-B.

Man erkennt hierbei die vier Bolzen 104 bis 107, einen Sechskantkopf 111 sowie eine Sechskantbohrung 112. Mit den gestrichelten Linien I und II sind die Grenzen des Schnitts gemäß Fig. 9 angedeutet.

Claims

Patentansprüche

1. Knochenschraube mit einem Schaft, gekennzeichnet durch

1. 1 wenigstens einen Bolzen (6, 7), dessen Längsachse quer zur Längsachse des Schafts (2) verläuft;

1.2 ein Betätigungsorgan (13), mit dem der Bolzen (6, 7) entlang seiner Längsachse verschiebbar ist.

2. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betäti- gungsorgan (13) ein Gewindestab (13) ist, der sich in einer Ausnehmung des

Schafts (2) befindet.

3. Knochenschraube nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (6, 7) mit einer Zahnradwalze (15, 16) verbunden ist.

4. Knochenschraube nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestab (13) ein Außengewinde aufweist, das in die Lücke der Zähne der Zahnradwalze (15, 16) eingreift.

5. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestab (13) eine Öffnung (12) für einen Schlüssel aufweist.

6. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Bolzens (6, 7) senkrecht zur Längsachse des Schafts (2) verläuft.

7. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Sechskantkopf (4) aufweist, der am oberen Ende des Schafts (2) vorgesehen ist.

8. Knochenschraube nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Schaft (2) ein selbstschneidendes Außengewinde (3) aufweist.

9. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (6, 7) auf seinem Umfang ein Außengewinde aufweist, welches in ein entsprechendes Innengewinde des Schafts (2) eingreift.

10. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Bolzen (6, 7) vorgesehen sind, die in Bezug auf die Längsachse des Betätigungsorgans (13) einen Abstand voneinander aufweisen.

11. Knochenschraube nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Bolzen (6, 7) mit jeweils einer Zahnradwalze (15, 16) in Verbindung stehen und die Längsachsen der kombinierten Bolzen und Zahnradwalzen (6, 16 bzw. 7, 15) senkrecht aufeinander und senkrecht zur Längsachse des Betätigungsorgans (13) stehen.

12. Knochenschraube nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schieber vorgesehen ist, der auf zwei Stegen (68, 69) verschiebbar ist, wobei der Schieber eine Durchbohrung aufweist, durch welche die Knochenschraube (1) mit ihrem Schaft (2) steckbar ist.

13. Knochenschraube nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Schieber vorgesehen ist, der auf den gleichen Stegen (68, 69) verschiebbar ist und durch den eine zweite Knochenschraube (103)? mit ihrem Schaft steckbar ist.

14. Knochenschraube nach Anspruch 12 und Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Knochenschraube in einen ersten Wirbel und die zweite Knochenschraube in einen zweiten Wirbel einer Wirbelsäule geschraubt ist.