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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Osteosyntheseschraube mit einem Schraubenkopf und einem Schraubenschaft, wobei der Schraubenschaft mindestens zwei Gewindeabschnitte aufweist.
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Der Erfindung liegt eine Schraube zu Grunde, die insbesondere Verwendung bei chirurgischen Eingriffen zur Stabilisierung und Fixierung von Knochenfragmenten und Implantaten unterschiedlicher Materialien findet.
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Stabile Knochenverbindungen, z. B. mit Schrauben und Platten, sind in der Medizin unter dem Begriff Osteosynthese bekannt. Das Knochengewebe, auch als Stützgewebe bezeichnet, ist nach Aufgabe und Belastung in den unterschiedlichen Körperregionen makro- und mikroskopisch unterschiedlich aufgebaut und unterliegt je nach Anforderung ständigen Umbauvorgängen.
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Der Hauptbestandteil des Knochens ist Kalk, der bis zu 70% seines Gewichtes beträgt. Die Knochensubstanz ist inhomogen und besteht aus einer äußeren, sehr harten und kompakten Masse, die Kortikalis genannt wird. Die Kortikalis bildet in erster Linie einen sehr stabilen Mantel unterschiedlicher Dicke und Festigkeit. Die Spongiosa ist eine relativ weiche innere Knochensubstanz, die aus sehr zarten Knochenbälkchen oder auch Knochenplättchen besteht, die sich teils regelmäßig, teils unregelmäßig durchkreuzen. Diese Knochenbälkchen sind entsprechend den dynamischen Anforderungen und statischen Belastungen trajektoriell aufgebaut und bilden somit ein tragfähiges und elastisches inneres Gerüst.
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Es sind zahlreiche Knochenschrauben bekannt. So ist aus
DE 10 2005 056 119 eine Knochenschraube vorbekannt, bei der der Schraubenschaft Gewindeabschnitte mit unterschiedlichen Gewindesteigungen aufweist. Zudem kann die Schraube konisch ausgebildet sein. Die Gewindeflanken können zudem Einkerbungen und Löcher aufweisen.
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Die
DE 60121175 offenbart eine chirurgische Schraube mit einem Mehrfachgewinde, welches auch als mehrgängiges Gewinde bezeichnet wird. Sofern im Nachfolgenden der Begriff Mehrfachgewinde verwendet wird, so ist ein mehrgängiges Gewinde gemeint, bei dem mehrere Gewindegänge parallel um den Schraubenschaft gewickelt sind. Die aus
DE 60121175 bekannte chirurgische Schraube weist jeweils nur einen Gewindeabschnitt am Schraubenschaft auf, der durch zwei parallele Gewindegänge mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet ist.
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Die
DE 2807364 offenbart eine Knochenschraube ohne Schraubenkopf, bei der der Schraubenschaft zwei Gewindeabschnitte mit jeweils gleichem Gewindesinn, jedoch unterschiedlicher Steigung aufweist.
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Die
DE 10 2005 038 038 offenbart ein Implantat, welches zwei Gewindeabschnitte aufweist, wobei der eine erste Gewindeabschnitt ein Feingewindeabschnitt ist, der durch ein zweigängiges Gewinde gebildet ist, das die gleiche Steigung wie das Gewinde des zweiten Gewindeabschnitts aufweist. Der erste Feingewindeabschitt dient zur Verankerung in der Kortikalis, wohingegen der zweite Gewindeabschnitt zur Verankerung in der Spongiosa dient. Ein ähnlich aufgebautes Implantat ist auch durch die
DE 60226248 vorbekannt.
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Die
DE 19629011 offenbart ein Hilfsmittel für die Osteosynthese, bestehend aus einer Knochenplatte und Knochenschrauben. Die Knochenschraube weist einen Schraubenkopf sowie einen Schraubenschaft auf. Der Schraubenkopf weist ein Gewinde auf, welches zur Verschraubung der Knochenschraube in ein korrespondierendes Gewinde der Knochenplatte dient. Der Schraubenschaft weist ein Gewinde auf, welches zur Verankerung in dem Knochen dient. Dabei ist das Gewinde des Schraubenschafts als Einfachgewinde ausgebildet.
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Eine ähnlich aufgebaute Knochenschraube zur Verankerung im Knochen und zur Befestigung an einer Knochenplatte ist aus
DE 19858889 vorbekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Osteosyntheseschraube derart weiter zu bilden, dass sie entweder für eine mono- und bikortikale sowie eine spongiösen Verschraubung und gleichzeitig zur Befestigung einer Knochenplatte geeignet ist.
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Da der Kortikalisbereich des Knochens im Vergleich zum spongiösen Raum in den Abmessungen viel schmaler ist, sind Schrauben mit großen Gewindesteigungen nicht vorteilhaft, da sie auf Grund der großen Gewindesteigung nur mit einem Gewindegang in der sehr dünnen Kortikalis Halt finden. Umgekehrt sind kleine Gewindesteigungen für die Verankerung in der Spongiosa ungeeignet, da wiederum das feine Gewinde in dem sehr weichen, und mit vielen Hohlräumen durchsetzten Knochenmark keinen Halt findet.
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Wie bereits erläutert, sind Implantate vorbekannt, die für die äußere sehr harte Knochenschicht und die Spongiosa, d. h. für die weichere Knochenstruktur im Inneren der Röhrenknochen, jeweils gesonderte Gewindeabschnitte aufweisen, wobei für die Kortikalis ein Mehrfachgewinde und für die Spongiosa ein Einfachgewinde vorgesehen ist, welche die gleiche Gewindesteigung und den gleichen Gewindesinn aufweisen.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Osteosyntheseschrauben dahingehend weiter zu entwickeln, dass mit ihnen eine bessere Verankerung im Knochen und ein fester Verbund mit einer Knochenplatte möglich ist.
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Diese Aufgabe wird vorteilhaft dadurch gelöst, dass die Osteosyntheseschraube mindestens einen Mehrfachgewindeabschnitt für die Kortikalis oder die Verbindung zwischen Konchenplatte und Osteosyntheseschraube sowie ein Einfachgewinde für die Verankerung in der Spongiosa aufweist. Ebenso wird eine Osteosyntheseschraube beansprucht, bei der mindestens ein Mehrfachgewindeabschnitt für die Kortikalis, sowie ein Gewindeabschnitt mit einem Einfachgewinde für die Spongiosa am Schraubenschaft angeordnet ist. Bei der letztgenannten Ausführungsform muss kein zusätzlicher Gewindeabschnitt zur Erzeugung eines Verbundes zwischen Knochenplatte und Osteosyntheseschraube ausgebildet sein – er kann es aber. Ein solcher Gewindeabschnitt kann durch ein Einfach- oder Mehrfachgewinde gebildet sein.
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Der Gewindeabschnitt für die Verankerung in der Knochenplatte kann ferner so ausgebildet sein, dass die erfindungsgemäße Osteosyntheseschraube in verschiedenen Winkeln, d. h. innerhalb eines Winkelbereichs, relativ zur Knochenplatte die Durchgangsöffnung der Knochenplatte durchgreifen und in diesem Winkelbereich mit der Knochenplatte in verschiedenen Positionen befestigt werden kann.
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Dabei hat die erfindungsgemäße Osteosyntheseschraube vorteilhaft einerseits dichte Gewindeflanken für die Kortikalis und andererseits für den spongiösen Raum weite Gewindeflanken, unter gleichzeitiger Beibehaltung einer großen Gewindesteigung. Die Gewindeverteilung wird entsprechend dem Aufbau und den Dimensionen des Knochengewebes vorgenommen. Wird nur in einer Kortikalisschicht verschraubt – sogenannte monokortikale Verschraubung – verfügt der Schaft der Osteosyntheseschraube neben dem Gewindeabschnitt für die Spongiosa nur über einen weiteren Gewindeabschnitt mit Mehrfachgewinde für die Kortikalis. Für eine bikortikale Verschraubung, bei der der Kochen vollständig durchbohrt wird, hat die erfindungsgemäße Schraube zwei Gewindeabschnitte mit Mehrfachgewinde sowie einen dazwischenliegenden Gewindeabschnitt mit Einfachgewinde für die Spongiosa.
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Auch wenn die vorbeschriebenen Implantate bereits seit langem bekannt sind, hat der Fachmann die Kombination von Mehrfachgewinde, welches insbesondere für die Verankerung in der Knochenplatte oder der Kortikalis dient, und eingängigem Gewinde für die Verankerung in der Spongiosa, nicht auf Osteosyntheseschrauben übertragen. Er hat anscheinend die sich daraus für die Osteosyntheseschrauben ergebenen Vorteile nicht erkannt.
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Nachfolgend werden verschiedene mögliche Ausführungsformen von Osteosyntheseschrauben anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1: Seitenansicht und Draufsicht auf eine erste mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Osteosyntheseschraube mit einem Mehrfachgewinde und einem Einfachgewinde am Schraubenschaft;
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2: teilweise geschnittene Seitenansicht einer Osteosyntheseschraube mit einem Mehrfachgewinde und einem Einfachgewinde am Schraubenschaft;
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3: Seitenansicht und Draufsicht auf eine zweite mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Osteosyntheseschraube für die bikortikale Anwendung;
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4: dritte mögliche Ausführungsform einer in eine Knochenplatte eingeschraubten Osteosyntheseschraube;
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5a–5i: weitere mögliche Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Osteosyntheseschrauben;
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6: verschiedene Ansichten einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Osteosyntheseschraube mit einem Gewindeabschnitt mit vergrößertem Durchmesser.
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Die 1 zeigt eine Seitenansicht und Draufsicht auf eine erste mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Osteosyntheseschraube 1 mit einem Schraubenkopf 2 sowie einem Schraubenschaft 3. Der Schraubenschaft weist zwei Gewindeabschnitte 4 und 5 auf, wobei der Gewindeabschnitt 5 ein Mehrfachgewinde und der Gewindeabschnitt 4 ein Einfachgewinde aufweist. Das Mehrfachgewinde 5 ist zweigängig mit beiden Gewindegängen 7, 8. Die beiden Gewindegänge 7, 8 und das Einfachgewinde 4 weisen die gleiche Steigung auf. Die Osteosyntheseschraube 1 hat zudem ein distales Ende 9. Dieses Ende 9 kann entweder stumpf oder spitz ausgebildet sein. Zudem kann die Schraubenspitze 9 eine oder mehrere Schneiden aufweisen. Entsprechende selbstschneidende erfindungsgemäße Osteosyntheseschrauben sind in den 5a bis 5i dargestellt und beschrieben. Die in 1 dargestellte Osteosyntheseschraube 1 ist insbesondere für eine monokortikale Verschraubung geeignet.
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Die 2 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Osteosyntheseschraube 1 mit einem Mehrfachgewinde 5 und einem Einfachgewinde 4 am Schraubenschaft 3. Im Schraubenkopf 2 ist eine Ausnehmung für den Eingriff eines Schraubendrehers ausgebildet. Die Ausnehmung ist insbesondere für einen Torx®-Schraubendreher ausgebildet, damit beim Eindrehen der Schraube 1 keine axialen Schubkräfte aufgebracht werden müssen.
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Die 3 zeigt eine Seitenansicht und Draufsicht auf eine zweite mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Osteosyntheseschraube 1 für die bikortikale Anwendung. Der Schraubenschaft 3 weist die beiden zweigängigen Gewindeabschnitte 5 und 11 zum Eingriff in die Kortikalis auf. Zwischen den beiden Mehrfachgewinden 5, 11 ist ein Gewindeabschnitt mit einem Einfachgewinde 4 angeordnet, der sich bei vollständig eingeschraubter Osteosyntheseschraube 1 im Bereich der Spongiosa des Knochens befindet. Je nach Knochenbeschaffenheit und Dicke können die jeweiligen Gewindeabschnitte unterschiedlich lang ausgebildet sein.
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Die 4 zeigt eine Osteosyntheseschraube 1, die in eine Knochenplatte 20 eingeschraubt ist. Die Knochenplatte 20 hat zwei Durchgangsöffnungen 21, die jeweils eine Sitzfläche 22 für den Schraubenkopf 2 und dessen Gewinde 6 aufweisen. Die Sitzfläche 22 ist halbschalenförmig ausgebildet, so dass die Osteosyntheseschraube 1 in verschiedenen Winkeln 13 zur Flächennormalen der Knochenplatte 20 in diese eingeschraubt werden kann. Hierzu ist das Gewinde 6 des Schraubenkopfes 2 ebenfalls halbkugelförmig ausgebildet. Das Gewinde 6 kann zudem ein scharfes und insbesondere selbstschneidendes Gewinde sein, so dass es sich beim Eindrehen der Schraube 1 fest in das Material der Knochenplatte 20 eingräbt und verkrallt. Selbstverständlich ist es ebenso möglich eine Osteosyntheseschraube gemäß 3 zu verwenden.
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Die 5a bis 5i zeigen weitere mögliche Ausführungsformen von Osteosyntheseschrauben 1, die teilweise ein selbstschneidendes Gewinde aufweisen.
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Die 5a bis 5d zeigen Osteosyntheseschrauben 1 mit jeweils einem Schraubenkopf 2 und einem Schraubenschaft 3, wobei der Schraubenschaft jeweils einen Mehrfachgewindeabschnitt 16 sowie einen Einfachgewindeabschnitt 4 aufweist. Der Schraubenkopf 2 weist ebenfalls an seiner konischen Seite ein Gewinde 6 für die Verschraubung in einer nicht dargestellten Knochenplatte auf. Die Gewinde 6 und 16 weisen jeweils die gleiche Steigung auf. Das Gewinde 4 weist eine größere Steigung als die Gewinde 6 und 16 auf und dient zur Verschraubung in der Spongiosa.
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Die Schraubenspitze 9a der in 5a dargestellten Schraube ist als schmaler Steg ausgebildet und bildet die beiden Schneiden 19a. Die Schraubenspitze 9b der in 5b dargestellten Schraube ist dagegen pyramidenförmig ausgebildet und bildet vier Schneiden 19b.
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Die in 5c dargestellte Schraube verfügt über eine abgerundete Spitze 9c, wobei eine axiale Längsnut 18c in den Schaft 3 eingearbeitet ist, die die Schneide 19c bildet.
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Die in den 5d) und e) dargestellten Schrauben 1 verfügen ebenfalls über eine stumpfe Spitze, wobei die Gewinde der Abschnitte 4 und 16 als selbstschneidende Gewinde ausgebildet sein können, wobei hierzu die Gewindeflanke scharf und/oder gewellt ausgebildet ist. Entsprechende Gewindeausbildungen sind dem Fachmann geläufig.
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Die 5f zeigt eine Schraube 1, die der Schraube gemäß 5 entspricht und ebenfalls über ein selbstschneidendes Gewinde 11, 4 und/oder 16 verfügt. Am Schraubenkopf 2 befindet sich kein Gewinde, so dass diese Schraube eine Knochenplatte gegen den Knochen drückt.
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Die in 5g dargestellte Schraube verfügt über ein zweigängiges Gewinde mit den Gewindeflanken 14, 15, welches sich über den gesamten Schaft 3 erstreckt. Die Gewindeflanken 14, 15 sind ebenfalls selbstschneidend ausgebildet. Zusätzlich verfügt die Schraube noch über ein Schraubenkopfgewinde 6 zur Verankerung in einer Knochenplatte, welches ebenfalls als zweigängiges Mehrfachgewinde ausgebildet ist. Das Gewinde 6 und/oder das Schaftgewinde sind als selbstschneidendes Gewinde ausgebildet.
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Die in 5h dargestellte Schraube weist einen Schaft 3 mit zwei Gewindeabschnitten 16 und 4 auf, die unterschiedliche Steigungen besitzen. Die Schraube weist spiralförmig um den Schaft 3 erstreckende Nuten 18h auf, deren seitliche Flanken Schneiden 19h bilden und sich von der Spitze 9h bis zum Schraubenkopf 2 erstrecken.
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Die in 5i dargestellte Schraube ist vom Kopf 2 und den Gewinden 4 und 16 identisch zur Schraube gemäß 5h ausgebildet. Sie verfügt jedoch nur über eine nutförmige Ausnehmung 18i, die sich lediglich von der Spitze 9i über eine kurzen Bereich des Gewindeabschnitts 4 erstreckt und eine Schneide 19i bildet. Die Ausnehmung 18i ist im Querschnitt viertelkreisförmig dargestellt. Es ist jedoch auch möglich ähnlich zu einem Zahnrad mehrere um den Umfang, insbesondere in äqudistanten Abständen, verteilt angeordnete Ausnehmungen vorzusehen, die jeweils Schneiden mit ihren Kanten bilden.
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Auch bei den in den 5h) und i) dargestellten Schrauben können die einzelnen Gewinde 4, 6 und 16 selbstschneidend ausgebildet sein.
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Die 6 zeigt verschiedene Ansichten einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Osteosyntheseschraube 1, deren Schraubenschaft 40 eine Gewindesegment 36, 37 mit gegenüber den benachbart angeordneten Gewindeflanken 35 vergrößertem Durchmesser aufweist. Der Durchmesser ist dabei um die Größe H gegenüber den benachbarten Gewindeflanken vergrößert. Das Segment 36 mit dem vergrößerten Durchmesser kann eine oder mehrere Gewindeumwindungen aufweisen. Es ist jedoch genauso gut möglich, lediglich eine Umwindung oder einen Teil einer Umwindung mit vergrößertem Durchmesser auszubilden. Die Gewindebasis bzw. -flanke 37 des Segments 36 mit vergrößertem Durchmesser ist dabei schmaler ausgebildet als die Gewindebasis bzw. -flanken 35 der benachbarten Abschnitte 34. Mit 38 ist gestrichelt die Flanke der benachbarten Gewindeflanken 34, 35 zum Vergleich dargestellt. Durch diese Ausgestaltung kann die überdrehte Osteosyntheseschraube 1 dennoch sicher ohne zusätzliche axial auf die Schraube einwirkende Kräfte aus dem Knochen wieder heraus geschraubt werden. Der Durchmesserunterschied H ist dabei in Abhängigkeit vom Schraubendurchmesser und/oder der Art des Gewindes zu wählen.
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Zusätzlich kann der Schraubenkopf 2 noch mit zusätzlichen Einkerbungen 30 aufsgebildet werden, die Schneiden 31 bilden, mit denen sich der Schraubenkopf in das Material 22 einer Knochenplatte 20 einarbeiten kann. Der Schraubenkopf 2 kann dabei z. B. ein mehrgängiges Gewinde 6 aufweisen. Der Schraubenschaft 40 der in 6 dargestellten Schraube kann selbstverständlich verschiedene Abschnitte 4, 5, 11 aufweisen, wie sie in den vorhergehenden Figuren dargestellt und beschrieben sind.
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Es versteht sich von selbst, dass nicht eine unendlich große Vielzahl von verschieden langen Schrauben mit unterschiedlich ausgebildeten Gewindeabschnitten auf Vorrat gehalten werden kann. Daher ist es selbstverständlich im Sinne der Erfindung, wenn sich ein mehrgängiger Gewindeabschnitt nicht exakt über die gesamte Dicke der Kortikalis erstreckt, sondern evtl. etwas darüber hinaus in die Spongiosa erstreckt oder kürzer ist als die Dicke der Kortikalis. Gleichsam ist es möglich, dass sich der Gewindeabschnitt mit einem Einfachgewinde, welcher für die Verschraubung in der Spongiosa gedacht ist, auch in den Bereich der Kortikalis erstrecken kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005056119 [0005]
- DE 60121175 [0006, 0006]
- DE 2807364 [0007]
- DE 102005038038 [0008]
- DE 60226248 [0008]
- DE 19629011 [0009]
- DE 19858889 [0010]
