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Die Erfindung betrifft ein Knochenschraubensystem mit einem Instrument, wobei das Knochenschraubensystem mit mindestens einer Pedikelschraube zur Verankerung eines Verbindungsstabes umfaßt und die Pedikelschraube einen Gabelkopf mit Innengewinde aufweist, dem eine die beiden Gabelschenkel umfassende Presshülse und eine in das Innengewinde einschraubbare Fixierschraube zugeordnet sind, und wobei der Verbindungsstab auf eine Lagerfläche zwischen den Gabelschenkeln eingelegt wird und wobei die Preßhülse mit zwei an einer Stirnseite angeordneten, sich gegenüberliegenden Ausnehmungen ausgebildet ist, derart, daß bei eingelegtem Verbindungsstab dieser von der Lagerfläche des Gabelkopfes und den Ausnehmungen der Preßhülse umspannbar und mittels der Fixierschraube mit der Pedikelschraube formschlüssig verbindbar ist.
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Aus der
WO 92/20294 A1 ist eine Pedikelschraube für ein System zur Osteosynthese an der Wirbelsäule bekannt, die einen Gabelkopf aufweist, in dessen Ausnehmung der Verbindungsstab eingelegt wird. Fixiert wird der Verbindungsstab mittels einer in die Ausnehmung einschraubbaren Fixierschraube. Bei diesem System können die Gabelschenkel durch Belastungen im Gebrauch auseinandergedrückt werden, so daß das System insgesamt gelockert wird.
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Dieser Mangel wird gemäß einem aus der
WO 94/14384 A2 bekannten System dadurch behoben, daß die Fixierschraube mit einer Kappe ausgebildet ist, die um die Gabelschenkel greift, während der Schraubbereich mit dem Gewinde zwischen den Gabelschenkeln zusammenwirkt. Bei dieser Ausgestaltung besteht nur ein punktueller Anpreßpunkt zwischen Fixierschraube und Verbindungsstab, der ebenfalls zu einer frühzeitigen Lockerung des Fixiersystems führen kann. Außerdem erfolgt ein Aneinanderreiben zwischen Fixierschraube und Verbindungsstab beim Fixiervorgang.
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Aus der
WO 95/01132 A1 ist ein System bekannt, bei dem die Fixierschraube unabhängig von der die Gabelschenkel zusammenhaltenden Ringkappe ausgestaltet ist. Damit kann die Fixierschraube zur Erlangung des notwendigen Anpreßdrucks eingeschraubt werden, ohne vom Anlegen der Kappe auf die Stirnseite der Gabelschenkel gehindert zu werden. Jedoch wird auch bei dieser bekannten Vorrichtung die Fixierschraube beim Eindrehen an der Verbindungsstange reiben.
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Gemäß der
EP 0682 918 A1 ist ein System der gattungsgemäßen Art bekannt, bei dem eine Ringkappe die beiden Gabelschenkel bei eingelegtem Verbindungsstab umschließt und sich am Verbindungsstab abstützt und dabei auf den Verbindungsstab den Anpreßdruck der Fixierschraube überträgt, derart, daß ein Formschluß des Verbindungsstabs mit der Lagerfläche des Pedikelschraubenkopfes und den Ausnehmungen der Preßhülse erreicht wird. Dadurch besteht beim Festdrehen und Lockern der Fixierschraube kein Kontakt und damit keine nennenswerte Reibung zwischen Fixierschraube und Verbindungsstab. Jedoch ist eine Handhabung für den Chirurgen nicht einfach, insbesondere wenn der Verbindungsstab über mehrere Pedikelschrauben führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Knochenschraubensystem der eingangs genannten Art zu entwickeln, das eine einfache und sichere Handhabung während des chirurgischen Eingriffes ermöglicht und ein auf Dauer stabiles System darstellt.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung schließt ein Knochenschraubensystem mit einem mit einer Fixierschraube zusammenwirkenden Instrument ein, das mit der Fixierschraube lösbar verbunden werden kann.
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Die erfindungsgemäße Fixierschraube ermöglicht durch ihre Ausgestaltung die Anwendung eines angepaßten Instruments, wobei die zunächst frei bleibende zentrale Schraubbohrung der Fixierschraube für eine temporäre Schraubverbindung des Instruments an die Fixierschraube genutzt werden kann. Das Instrument kann beispielweise am Angriffsende ein Steckschlüssel mit einer zentralen Schraube sein, die in die Schraubbohrung der Fixierschraube einschraubbar ist.
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Mit einem derartigen System, bei dem die Fixierschraube mit dem Instrument verbunden ist, kann der Chirurg bequem und ahne das Instrument an- und absetzen zu müssen, die Verbindung zwischen Fixierschraube und Verbindungsstange so oft, wie für den Korrektur- oder Eingriffsprozeß erforderlich, lockern und festdrehen, wodurch eine genaue Manipulation und rasche Handhabung möglich ist, die die Operationszeit wesentlich verkürzt.
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Bei der bekannten Vorrichtung nach
WO 95/01132 A1 ist die Fixierschraube ebenfalls mit einer zentralen Schraubbohrung für eine Sicherungsschraube versehen. Die jedoch als Sechskant ausgebildete Schraubbohrung dient gleichzeitig zur Aufnahme eines Schraubinstruments. Damit ist die bekannte Ausführung allenfalls für wenige Schraubvorgänge verwendbar, da ein dafür zu verwendendes Instrument unmittelbar auf das Gewinde einwirkt und dieses beschädigen kann. Korrekturen der Lage des Verbindungsstabs lassen sich daher damit kaum durchführen.
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Die erfindungsgemäße Fixierschraube erlaubt dagegen mehrfache Manipulationen des Knochenschraubensystems, da beim Lockern und Festziehen der Fixierschraube lediglich ein Eingriff zwischen Instrument und dem äußeren Bereich, z. B. den Abflachungen des Kopfes der Fixierschraube, erfolgt. Die Gewinde werden dabei nicht berührt. Ferner erlaubt die Verlagerung der torsionseinleitenden Flächen auf den Außenumfang des Fixierschraubenkopfes eine leichtere und sensiblere Betätigung der Fixierschraube.
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Gemäß der Erfindung hat die Fixierschraube einen zylindrischen Kopf, etwa in der Form einer Scheibe, deren Dicke und Durchmesser so ausgelegt sind, daß die Scheibe die Druckkraftübertragung auf die Preßhülse auf Dauer gewährleistet.
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Der Kopf der Fixierschraube ist vorzugsweise mit Mitteln ausgestattet, die zur Übertragung von Torsionskräften von einem Werkzeug dienen. Diese Mittel können Schlitze, begradigte Umfangsbereiche oder dergleichen sein. Eine einfache Ausgestaltung besteht darin, daß der Mantelbereich des zylindrischen oder scheibenförmigen Kopfes der Fixierschraube zwei parallel zueinander gerichtete Abflachungen hat. Diese Ausgestaltung erlaubt eine rasche und wiederholte Handhabung der Fixierschraube.
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Um die Schraubverbindung für den Formschluß des Verbindungsstabs mit der Pedikelschraube gegen Bewegungen des Patienten zu sichern, ist eine Sicherungsschraube vorgesehen, die in die Schraubbohrung der Fixierschraube eingeschraubt sich gegen die Verbindungsstange abstützt.
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Mit den den Verbindungsstab teilweise umgebenden Ausnehmungen der Preßhülse werden die Druckflächen auf den Verbindungsstab erhöht, was zur Verbesserung der Stabilität des Knochenschraubenystems beiträgt, das durch die Bewegungen des Patienten großen Belastungen ausgesetzt ist. Die Ausnehmungen in der Preßhülse haben ferner den Vorteil, daß bei der Verbindung mehrerer Pedikelschrauben mit einem Verbindungsstab, z. B. zur Behandlung von Wirbelsäulenverkrümmungen, die Preßhülse auch bei nicht optimal in Formschluß mit der Aussparung im Gabelkopf eingelegtem Verbindungsstab durch die Fixierschraube in den Formschluß gezwungen werden kann.
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Durch die Preßhülse wird ferner die Druckfläche auf den Verbindungsstab an die Außenseite des Gabelkopfes der Pedikelschraube verlegt und dadurch die Hebelwirkung verbessert. Hierdurch können eine Begradigung des Verbindungsstabs oder Betätigungen des Knochenschraubensystems zur Korrektur von Knochenlagen (Distraktion, Kompression, Rotation) im Bereich der Pedikelschraube mit geringerer Kraftanwendung bewältigt werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Ausnehmungen der Preßhülse eine Tiefe haben, die mindestens ein Viertel des Durchmessers des Verbindungsstabes beträgt. Sehr gute Ergebnisse wurden mit einer Ausgestaltung erzielt, bei der der Verbindungsstab zu einem Drittel in der Ausnehmung der Preßhülse und zu 2/3 in der Vertiefung des Gabelkopfes der Pedikelschraube zu liegen kommt. In solchen Fällen gab es trotz nicht gerader Verbindungsstange keine Probleme beim Einpassen und Einschrauben der Fixierschrauben.
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Die Abmessungen von Knochenschraubensystemen werden durch die beschränkten Bereiche im Operationsfeld am Körper bestimmt. Unter Wahrung dieser Rahmenbedingungen und unter Berücksichtigung der Stabilitätsanforderungen wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Preßhülse so auszulegen, daß sie zumindest bei den Ausnehmungen eine größtmögliche Wandstärke hat.
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Eine vorteilhafte und fertigungstechnisch einfache Ausgestaltung sieht eine Verdickung des proximalen Endes der Preßhülse vor. Eine derartige Verdickung bildet gleichzeitig eine Ringschulter, die als Abstützstelle für eine Zange dienen kann.
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Wandstärken der Preßhülse zumindest im Bereich der Ausnehmungen in der Größenordnung von über 1,5 mm haben gute Resultate gezeigt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel und
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2 das Ausführungsbeispiel nach 1 mit zugeordnetem Werkzeug.
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In 1 ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete Pedikelschraube 10 dargestellt, die einen Schraubenbereich 11 und einen gabelförmigen Kopf 12 aufweist. Eine derartige Schraube wird zur Lagekorrektur oder Halterung von Knochen, z. B. bei Brüchen, Knochendeformationen, in Verbindung mit einer Verbindungsstange 16 verwendet. Der zwei Gabelschenkel 13 aufweisende Kopf 12 dient zur Aufnahme der Verbindungsstange 16. Dazu ist der Zwischenraum 14 zwischen den Gabelschenkeln 13 am Ende als zylindrische Ausnehmung oder Lagerfläche 15 ausgebildet, in die die Verbindungsstange 16 gelegt wird. Für eine formschlüssige Verbindung der Verbindungsstange 16 mit der Pedikelschraube 10 ist eine Preßhülse 17 vorgesehen, die um die Gabelschenkel 13 geschoben und zur Auflage auf der Verbindungsstange 16 gebracht wird.
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Die Gabelschenkel 13 weisen auf der dem Zwischenraum 14 zugewandten Seite ein Gewinde 19 auf. Mit einer Fixierschraube 18, die in den Zwischenraum 14 eingeschraubt wird und einen im Durchmesser vergrößerten, scheibenförmigen Kopf 20 aufweist, wird die Preßhülse 17 gegen die Verbindungsstange 16 gedrückt. Der scheibenförmige Kopf 20 drückt dabei auf die distale Stirnseite 21 der Preßhülse 17.
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Zur Behandlung von Wirbelsäulenverkrümmungen beispielsweise werden mehrere Pedikelschrauben 10 zur Befestigung einer Verbindungsstange 16 in Abständen in Wirbelkörpern eingeschraubt. Dabei kommt es häufig vor, daß die Verbindungsstange 16 nicht optimal auf der Lagerfläche 15 liegt und damit Schwierigkeiten beim Ansetzen der Fixierschraube 18 im Innengewinde 19 der Gabelschenkel 13 bestehen. Um derartige Schwierigkeiten zu vermeiden, hat die Preßhülse 17 an der mit der Verbindungsstange 16 in Kontakt kommenden Stirnseite 22 zwei sich gegenüberliegende Ausnehmungen 23, die in Verbindung mit der Ausnehmung 15 einen Zylinder bilden, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Verbindungsstange 16 entspricht. Die Tiefe 24 der Ausnehmung 15 im Kopf 12 der Pedikelschraube 10 nimmt dabei etwa 2/3 und die Tiefe 25 der Ausnehmung 23 an der Preßhülse 17 etwa 1/3 des Durchmessers der Verbindungsstange 16 ein.
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Die Preßhülse 17 ist in 1, in Seitenansicht und Teillängsschnitt gezeigt. Die zeigt die Stirnseite 22 mit den Ausnehmungen 23 der Preßhülse 17.
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Durch die Aussparungen 23 der Preßhülse 17 wird diese auch bei nicht optimal liegendem Verbindungsstab 16 ausreichend Raum lassen, um die Fixierschraube 18 ohne Schwierigkeiten zum Einrasten in das Innengewinde 19 zu bringen.
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Die Preßhülse 17 hat am proximalen Ende 22 einen verdickten Ringbereich, der einerseits die Auflagefläche der Ausnehmungen 23 zur Verbesserung des Preßfits der Verbindungsstange 16 vergrößert und andererseits eine Ringschulter 26 bildet. Die Ringschulter 26 und eine Schulter 27 am Kopf 12 der Pedikelschraube 10 können für den Einsatz einer die beiden Schultern 26, 27 hintergreifenden Zange genutzt werden, mit der während der Anbringung der Fixierschraube 18 die Preßhülse 17 gegen den Kopf 12 der Pedikelschraube gedruckt wird. Dadurch kann der Formschluß des Verbindungsstabs 16 mit den Ausnehmungen 15, 23 leichter hergestellt werden, insbesondere dann, wenn die bereits mit anderen Pedikelschrauben verbundene Verbindungsstange 16 nicht auf der Lagerfläche 15 zum Aufliegen kommt und in diese Position gezwungen werden muß.
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Schließlich ist eine Sicherungsschraube 30 vorgesehen, die in eine Gewindebohrung 31 der Fixierschraube 18 zur Sicherung der Verbindung zwischen dem Knochenschraubensystem und der Verbindungsstange eingeschraubt wird. Die Sicherungsschraube 30 hat eine Sechskantbohrung 32 für einen Imbusschlüssel.
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Eine weitere Vereinfachung der Handhabung des Knochenschraubensystems ergibt sich, wenn der Kopf 20 der Fixierschraube 18 zum Einleiten von Drehkräften ausgebildet wird. Diese Ausführung hat den weiteren Vorteil, daß beim Festdrehen und Lockern der Fixierschraube 18 deren Innengewinde 31 nicht berührt wird.
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Gemäß 1 hat der zylindrische oder scheibenförmige Kopf 20 der Fixierschraube 18 am Umfang zwei Abflachungen 33 für die Drehkrafteinleitung. Die Abflachungen 33 sind in 1, in Verbindung mit (Draufsicht auf die Fixierschraube 18) erkennbar. Bei dieser Ausgestaltung wird das Drehmoment auf einen größtmöglichen Radius verlagert. Es ist natürlich jede andere Ausgestaltung für eine Schraubkrafteinleitung möglich, wichtig dabei ist, daß keine krafteinleitende Bauteile des Werkzeuges mit den Gewinden der Fixierschraube 18 in Verbindung kommen.
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In 2 ist das in 1 gezeigte System in zusammengesetzter Form und in Verbindung mit einem Instrument 40 dargestellt, das zur Übertragung von Torsionskräften mit dem Kopf 20 der Fixierschraube 18 in Kraftschluß bringbar ist und eine in die Gewindebohrung 31 der Fixierschraube 18 einschraubbare Schraube 41 enthält. Mit der Schraube 41 wird das Instrument 40 während der Operation mit der Fixierschraube 18 und über diese mit dem Knochenschraubensystem verbunden. Diese Gebrauchsstellung ist in 2, dargestellt, die eine Seitenansicht des Knochenschraubensystems 10, 17, 18 und des Instruments bzw. Anschlußstückes 40 zeigt.
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Das Instrument 40 ist gemäß der Zeichnung, 2. , als hohlzylindrisches Anschlußstück 40 ausgebildet. An der einen Stirnseite 42 hat das Anschlußstück 40 zwei sich gegenüberliegende, längsgerichtete Vorsprünge oder Nasen 43 mit ebenen Innenflächen 44, die mit den Abflachungen 33 der Fixierschraube zusammenwirken. Eine Draufsicht auf die Stirnseite 42 des Anschlußstückes 40 ist in 2 gezeigt, in der die ebenen Innenflächen 44 erkennber sind.
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Das Ende 42 des Anschlußstücks 40 hat ferner einen Boden 45 mit einer zentralen Gewindebohrung 46 für eine Schraube 41, die in die Gewindebohrung 31 der Fixierschraube 18 eingeschraubt wird. Um bei der Handhabung des Anschlußstückes 40 die Schraubverbindung mit der Fixierschraube 18 nicht zu beeinträchtigen, hat die Schraube 41 einen dünneren Zwischenbereich 48, der mit Spiel in der Gewindebohrung 46 des Anschlußstückes 40 zu liegen kommt. Die Schraube 41 wird mittels eines Imbusschlüssels betätigt, dazu hat der Schraubenkopf eine Mehrkantvertiefung 49.
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Die Torsionskräfte übertragenden Flächen zwischen Anschlußstück und Fixierschraube können auch jede andere Gestalt haben, wie z. B. Vierkant oder dergleichen, Stifte und Bohrungen oder Nut und Federn.
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Für die Ankopplung eines Werkzeuges 55 an das Anschlußstück 40 ist an dessen Umfang ein Sechskantring 50 vorgesehen, auf das ein Verlängerungsstück oder Werkzeug 55 kraftschlüssig aufsteckbar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen raschen Werkzeugwechsel während der Behandlung.
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Wenn kein Bedarf besteht, unterschiedliche Werkzeuge in Zusammenhang mit dem Anschlußstück 40 zu verwenden, kann das Anschlußstück 40 mit einer hohlzylindrischen Verlängerung 55 einstückig hergestellt werden. In diesem Fall ist der äußere Sechskantring 50 nicht erforderlich.
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Das Zusammenwirken des vorstehend beschriebenen Implantates 10, 17, 18 mit dem Instrument 40 bietet ein gut und rasch hantierbares System. Bei der Korrektur einer Wirbelsäulenverkrümmung beispielsweise, bei der mehrere Pedikelschrauben 10 mit einer Verbindungsstange 16 verbunden und anschließend ausgerichtet werden müssen, kann die Ausrichtung bequem über die an den Knochenschraubensystemen 10, 17, 18 angebrachten Instrumente 40, 55 durchgeführt werden. Dabei werden die Fixierschrauben 18 problemlos durch Drehen des jeweiligen Instrumentes 40, 55 gelöst oder festgedreht, und über das als Hebelarm wirkende Werkzeug 55 wird die Ausrichtung vorgenommen. Diese Prozedur kann so oft wie erforderlich vorgenommen werden, ohne zwischendurch Instrumente auswechseln oder ab- und ansetzen zu müssen.
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Nach erfolgter Korrektur und festem Anziehen der Fixierschrauben 18 werden die Werkzeuge 55 vom jeweiligen Anschlußstück 40 abgezogen, die jeweiligen Schrauben 41 gelöst und die Anschlußstücke 40 abgenommen.
