CH681595A5

CH681595A5 -

Info

Publication number: CH681595A5
Application number: CH886/90A
Authority: CH
Inventors: Robert Frigg
Original assignee: Synthes Ag
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1993-04-30
Also published as: DE4106876A1; US5116336A; DE4106876C2

Description

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CH 681 595 A5

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine osteosynthe-tische Ankerschraube gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einer Spannvorrichtung mit einer solchen Ankerschraube zum Fixieren abgebrochener Hüftgelenkköpfe.

Bei der osteosynthetischen Behandlung von sogenannten Schenkelhalsbrüchen, d.h. solchen Brüchen des Femur, bei denen der den Gelenkkopf mit dem restlichen Teil des Femur verbindende Hals abgebrochen ist, werden die Knochenfragmente durch eine temporär eingesetzte Spanneinrichtung miteinander verbunden. Diese aus der US-PS 4 095 591 bekannte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus:

- einer in den abgebrochenen Gelenkkopf einzuschraubende Anker-Schraube, welche über einen kopflosen Schaft mit Innengewinde verfügt;

- eine am Hauptteil des Femur festzuschraubende Platte mit einer Buchse, welche zur Aufnahme des Anker-Schraubenschaftes dient; sowie

- einer in das Innengewinde des Anker-Schraubenschaftes einschraubbaren Kompressionsschraube, deren Kopf auf der Schulterfläche der Buchse aufliegt.

Die Operationstechnik zur Implantation solcher Spannvorrichtungen ist in den CH-A5 634 741 und 634 742 beschrieben. Die Fixation der Vorrichtung geschieht dabei durch Verspannen der auf der Buchse abgestützten Kompressionsschraube gegenüber der Ankerschraube. Das Aussengewinde des bekannten Anker-Schraubenschaftes weist ein für Knochenschrauben typisches, durchaus konventionelles Profil auf. Solche konventionellen Profile bewirken, wegen ihres gegen das Schaftende zugewendeten, annähernd senkrechten Sägezahnprofils einen maximalen Widerstand gegen Zugkräfte, welche auf die Schraube wirken. Bei der hier interessierenden Indikation treten jedoch, wegen der Gleitmöglichkeiten der Ankerschraube in der Plattenbuchse, nur geringe Zugkräfte auf die Ankerschraube auf, so dass das konventionelle Profil unzweckmässig ist. Hingegen ist der Widerstand des konventionellen Profils gegen Druckkräfte, welche gerade beim bestimmungsgemässen Gebrauch solcher Anker-Schrauben auftreten, eher gering.

Ein weiterer Nachteil der beschriebenen konventionellen Schrauben-Profile liegt darin begründet, dass sie wegen ihres scharf ausgebildeten Gewindes praktisch keinen Widerstand gegen seitliche Druckkräfte bieten. Gerade solche Seitenkräfte treten aber bei der bestimmungsgemässen physiologischen Belastung des operierten Hüftgelenkkopfes auf. Diese Seitenkräfte können bei porotischen Femurköpfen zu einer Penetration des Gewindes in das Gelenk führen. Der Grund dafür ist die zum Teil fehlende Spongiosa, so dass die Verankerung der Schraube nur in der dünnen Kortikalisschale des Femurkopfes erfolgt. Mit anderen Worten, tragen nur die Gewindespitzen die anfallende seitliche Belastung auf der Schraube.

Das Problem der Schraubenpenetration in das Hüftgelenk ist überaus relevant und beispielsweise von A.H.R.W. Simpson et al. im British Journal of Accident Surgery, Vol. 20, No. 4, July 1989 beschrieben. In dieser Abhandlung wird berichtet, dass bei einer Gesamtzahl von 223 erfassten Fällen, bei 14 Schrauben eine Penetration in das Hüftgelenk erfolgte und dass bei 12 Fällen ein superio-res Durchdringen des Hüftgelenkkopfes durch die Schraube vorlag.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine osteosyn-thetische Ankerschraube zu schaffen, welche möglichst knochenschonend zu implantieren ist und welche die physiologisch auftretenden Belastungen optimal aufnehmen kann. Die Optimierung der Belastungsaufnahme kann dank der Erfindung, ohne Di-mensionsvergrösserung der Ankerschraube erfolgen. Dies ist von eminenter Wichtigkeit, weil eine Vergrösserung des Schraubendurchmessers zu avaskulären Kopfnekrosen führen kann.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer osteosynthetische Ankerschraube, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, sowie einer Spannvorrichtung mit einer solchen Ankerschraube, welche die Merkmale des Anspruchs 7 aufweist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass dank der er-findungsgemässen Ankerschraube, wegen ihres gegen die Schaftspitze zugewendeten, annähernd senkrechten Sägezahnprofils (Trapezgewinde oder Sägengewinde), ein maximaler Widerstand gegen Druckkräfte resultiert, welche auf die Schraube wirken. Gerade solche Druckkräfte treten nämlich bei der Verwendung von Anker-Schrauben in Spannvorrichtungen zum Fixieren abgebrochener Hüftgelenkköpfe auf. Ein weiterer Vorteil der erfin-dungsgemässen Ankerschraube liegt in ihrem hohen Widerstand gegen seitliche Druckkräfte, wie sie ebenfalls bei der bestimmungsgemässen physiologischen Belastung operierter Hüftgelenkköpfe auftreten.

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

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Ankerschraube gemäss dem Stand der Technik;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungs-gemässe Ankerschraube;

Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch das Profil der Ankerschraube gemäss Fig. 2; und

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine im Femur implantierte erfindungsgemässe Ankerschraube als Element einer Spannvorrichtung zum Fixieren eines abgebrochenen Hüftgelenkkopfes.

Die in Fig. 1 dargestellte Ankerschraube gemäss dem Stand der Technik besteht im wesentlichen aus einem Schaft 1 vom Durchmesser d, welcher vorne ein Aussengewinde 2 mit dem Aussendurchmesser D und hinten ein Innengewinde 3 zur Aufnahme einer (nicht dargestellten) Kompressionsschraube aufweist. Das konventionelle Profil des Aussengewindes 2 besteht aus annähernd senkrecht zur Schraubenachse 6 stehenden gegen hinten - zum Schaft 1 gerichteten - Flanken 5 und konkaven nach vorn - zur Schraubenspitze gerichteten -

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Flanken 4 mit scharf ausgebildeten Spitzen 7. Dieses konventionelle Sägezahnprofil bewirkt einen maximalen Widerstand gegen Zugkräfte, welche auf die Schraube wirken. Bei der erfindungsgemäss interessierenden Indikation, bei der die Ankerschraube 1, 2 - wie in Fig. 4 dargestellt - beweglich in einer Plattenbuchse 8 angeordnet wird, treten jedoch, wegen der Gleitmöglichkeiten der Ankerschraube 1, 2 in der Plattenbuchse 8, nur geringe Zugkräfte auf, welche auf die Ankerschraube 1, 2 wirken, so dass das in Fig. 1 dargestellte konventionelle Profil unzweckmässig ist.

Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemässe Ankerschraube 1, 2 besteht ebenfalls aus einem Schaft 1 vom Durchmesser d, welcher vorne ein Aussengewinde 2 mit dem Aussendurchmesser D und hinten ein Innengewinde 3 zur Aufnahme einer (nicht dargestellten) Kompressionsschraube aufweist. Das Aussengewinde D ist grösser als der Schaftdurchmesser d. Im Gegensatz zum in Fig. 1 dargestellten konventionellen Profil des Aussengewindes 2 sind beim Aussengewinde 2 der erfin-dungsgemässen Ankerschraube - wie im vergrös-serten Teilschnitt von Fig. 3 ersichtlich - die gegen vorne gerichteten Flanken 4 im wesentlichen senkrecht zur Schraubenachse 6 angeordnet, so dass ein maximaler Widerstand gegen axial von vorne auf die Ankerschraube wirkende Druckkräfte resultiert (Pfeil 9 in Fig. 4). Die Spitzen 7 des Aussengewindes 2 sind mit einer Abstumpfung e ausgebildet, welche zwischen 0,5 und 1,0 mm liegen kann und vorzugsweise 0,7 mm beträgt. Dadurch resultiert ein verbesserter Widerstand gegen seitlich auf die Ankerschraube wirkende Druckkräfte (Pfeil 10 in Fig. 4).

Wie aus Fig. 3 ersichtlich sind die gegen hinten gerichteten Flanken 5 des Aussengewindes 2 mit einer Neigung a (zur Schraubenachse 6) im Bereich von 50-60° angeordnet. Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel a 55°.

Fig. 4 zeigt die Verwendung der erfindungsge-mässen Ankerschraube 1, 2 für eine Spannvorrichtung zum Fixieren abgebrochener Hüftgelenkköpfe bei der die Anker-Schraube mit ihrem Aussengewinde 2 in den abgebrochenen Gelenkkopf 11 eingeschraubt ist. Die am Hauptteil des Femur 12 mittels zwei Schrauben 16 fixierte Platte 13 weist eine Buchse 8 auf, in welcher der Schaft 1 der Ankerschraube Aufnahme findet. Mittels einer in das Innengewinde 3 des Schaftes eingeschraubten Kompressionsschraube 14, deren Kopf auf der Schulterfläche 15 der Buchse 8 aufliegt kann die Ankerschraube sicher fixiert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Osteosynthetische Ankerschraube, mit einem Schaft (1) vom Durchmesser d, welcher vorne ein Aussengewinde (2) mit Aussendurchmesser D > d und hinten ein Innengewinde (3) zur Aufnahme einer Kompressionsschraube aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen vorne gerichteten Flanken (4) des Aussengewindes (2) im wesentlichen senkrecht zur Schraubenachse (6) angeordnet sind.

2. Ankerschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen hinten gerichteten Flanken (5) des Aussengewindes (2) mit einer Neigung a von vorzugsweise 50-60° zur Schraubenachse (6) angeordnet sind.

3. Ankerschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen (7) des Aussengewindes (2) eine Abstumpfung e, vorzugsweise zwischen 0,5 bis 1,0 mm, aufweisen.

4. Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussengewinde (2) ein Trapezgewinde oder ein Sägengewinde ist.

5. Spannvorrichtung mit einer Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Fixieren abgebrochener Hüftgelenkköpfe, welche folgende Elemente umfasst:

a) die in den abgebrochenen Gelenkkopf (11) einzuschraubende Anker-Schraube (1,2);

b) eine am Hauptteil des Femur (12) festzuschraubende Platte (13) mit einer Buchse (8), welche zur Aufnahme des Schaftes (1) dient; sowie c) eine in das Innengewinde (3) des Schaftes (1) einschraubbare Kompressionsschraube (14), deren Kopf auf der Schulterfläche (15) der Buchse (8) aufliegt.

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