DE9011312U1 - Bone screws as a connecting element between bone or bone pieces and an external connecting and stabilizing element - Google Patents

Description

BeschreibungDescription

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Figur 1: Geschnittener Röhrenknochen mit eingedrehten Knochenschrauben Figure 1: Cut long bone with inserted bone screws

Figur 2: Frontal- und Seitenansicht des Gewindebereichs der KnochenschraubeFigure 2: Frontal and side view of the threaded area of the bone screw

In Fig. 1 sind die in einen Röhrenknochen (3) eingedrehten Knochenschrauben (1) dargestellt, welche durch den teilweise gezeichneten Fixateur externe (2) gehalten werden. Bei axialer Belastung des Knochenfragments werden die Schrauben auf Biegung beansprucht.Fig. 1 shows the bone screws (1) screwed into a long bone (3) and held in place by the external fixator (2) shown in part. When the bone fragment is subjected to axial loading, the screws are subjected to bending stress.

Den Lastverhältnissen entsprechend ist der Gewindekernquerschnitt derart gestaltet, daß er von der Schraubenspitze kontinuierlich ansteigt bis zum Übergang in den Schaft, d.h. den maximal möglichen Querschnitt.In accordance with the load conditions, the thread core cross-section is designed in such a way that it increases continuously from the screw tip to the transition into the shaft, i.e. the maximum possible cross-section.

Damit werden auch die in der Einspannstelle im Knochenmaterial auftretenden Druckspannungen minimiert, welche ursächlich verantwortlich für die Auslockerung der Schrauben sind.This also minimizes the compressive stresses that occur in the bone material at the clamping point, which are causally responsible for the loosening of the screws.

In Fig. 2 ist der Gewindebereich der Knochenschraube dargestellt. Der Schraubenaußendurchmesser ist über dem gesamten Gewindebereich konstant.The thread area of the bone screw is shown in Fig. 2. The outer diameter of the screw is constant over the entire thread area.

Dies ermöglicht das exakte Eindrehen der Schraube durch die Weichteil- Gewebeschutzhülse in den Knochen.This allows the screw to be screwed precisely through the soft tissue protection sleeve into the bone.

Bedingt durch den von der Spitze her ansteigenden Kerndurchmesser, ist die Gewindetiefe an der Schraubenspitze (7) gr0ß, so daß dort eine gegen das Ausreißen ausreichend große Verankerung im kortikalen Knochen erfolgt.Due to the core diameter increasing from the tip, the thread depth at the screw tip (7) is large, so that there is sufficient anchoring in the cortical bone to prevent it from tearing out.

Am Gewindeumfang befinden sich mehrere axial verlaufende Räumnuten (6) .There are several axially running clearance grooves around the thread circumference (6).

Diese räumen beim Einschrauben den mit dem Spitzenquerschnitt (7) vorgebohrten Schraubenkanal im Knochen selbsttätig auf einen, dem jeweiligen Kernquerschnitt entsprechenden Durchmesser. Somit ist der absolut feste Schraubensitz im Knochen gewährleistet, ohne daß eine Frakturgefahr des Knochens beim Schraubeneindrehen besteht.When screwing in, these automatically clear the screw channel in the bone, which has been pre-drilled with the tip cross-section (7), to a diameter that corresponds to the respective core cross-section. This ensures that the screw is absolutely firmly seated in the bone, without there being any risk of the bone fracturing when screwing in the screw.

Die Knochenschraube kann zusätzlich mit einer durchgehenden Hohlbohrung (8) versehen sein, so daß bei schwierigen anatomischen Gegebenheiten ein dünner Führungsrdaht (Kirschnerdraht) zuerst in die gewünschte Lage im Knochen eingebracht werden kann, der dann als sichere Leitschiene zum Einbringen der Schraube dient.The bone screw can also be provided with a continuous hollow bore (8) so that in difficult anatomical conditions a thin guide wire (Kirschner wire) can first be inserted into the desired position in the bone, which then serves as a safe guide rail for inserting the screw.

Die Schraubenspitze (9) kann kugelig ausgebildet sein. Dies ermöglicht einerseits das leichte Einführen der Schraube in den für den Chirurgen nicht sichtbaren Bohrkanal im Knochen, andrerseits wird so beim Durchtritt durch den Knochen weitestgehend eine Gefäßverletzungen verhindert.The screw tip (9) can be spherical. On the one hand, this allows the screw to be easily inserted into the drill hole in the bone, which is not visible to the surgeon, on the other hand, it largely prevents vascular injuries when passing through the bone.

Knochenschrauben als Verbindungselement zwischen Knochenbzw. Knochenfragmenten und einem externen Verbindungs- und StabilisierungselementBone screws as a connecting element between bone or bone fragments and an external connecting and stabilizing element

Bei der operativen Ffakturbehandlung erfolgt die Verbindung der Knochenfragmente häufig durch implantierte Knochenschrauben oder Platten.During surgical fracture treatment, the bone fragments are often connected using implanted bone screws or plates.

Wenn aus anatomischen oder weichteilgeweblichen Gründen transfixierende Knochennagel nicht verwendet werden können, so erfolgt die Stabilisierung durch sog. Schanz"sehe Schrauben und ein externes kraftübertragendes Element. ( Fixateur externe ) Diese Schrauben haben einen in der Länge entsprechend dem Knochenquerschnitt gewählten mit einem schraubenartigen Gewinde versehenenen Bereich.If transfixing bone nails cannot be used for anatomical or soft tissue reasons, stabilization is achieved using so-called Schanz screws and an external force-transmitting element (external fixator). These screws have a screw-like threaded area, the length of which is selected according to the cross-section of the bone.

Bei Distanzosteosynthesen, bei welchen kein direkter Kontakt der Knochenfragmente besteht, wird die Stabilität im wesentlichen durch die Festigkeitseigenschaften des Schraubenmaterials, sowie der Knochen - Schrauben Verbindung bestimmt. Bedingt durch den Aufbau von externen Fixateursystemen , werden die Knochenschrauben vordergründig auf Biegung, weiterhin auf das Ausreißen aus dem Knochen und dynamisch durch das Lockerungsverhalten in der Knochenkortikalis belastet.In the case of distance osteosyntheses, where there is no direct contact between the bone fragments, stability is essentially determined by the strength properties of the screw material and the bone-screw connection. Due to the design of external fixation systems, the bone screws are primarily subjected to bending, tearing out of the bone and dynamically due to loosening in the bone cortex.

(Röhrenförmige Knochen bestehen am Umfang aus einem relativ schmalen Bereich, aus kompaktem, tragfähigem, im Innern aus spongiösam Material.)(Tubular bones consist of a relatively narrow area around the circumference, of compact, load-bearing material, and of spongy material on the inside.)

Die hier vorgestellte Erfindung beschreibt insbesondere die Gestaltung des Gewindebereichs dieser Knochenschraube, welcher die eigentliche Knochen - Schrauben Verbindung darstellt.The invention presented here describes in particular the design of the threaded area of this bone screw, which represents the actual bone-screw connection.

Dem gegebenen Belastungsfall entsprechend, wird der Gewindebereich derart ausgebildet, daß der Kernquerschnitt von der Spitze aus kontinuierlich zunehmend in den Schaftquerschnitt übergeht.Depending on the load case, the thread area is designed in such a way that the core cross-section gradually increases from the tip into the shaft cross-section.

Im Bereich der höchsten Biegebelastung trägt somit nahezu der volle Schraubenquerschnitt. Dies minimiert zugleich die Druckbelastung des Knochenmaterials an der Einspannstelle. Der Gewindeaußendurchmesser entspricht dabei über der gesamten Länge dem des Schaftes.In the area of the highest bending load, almost the entire screw cross-section is used. This also minimizes the pressure load on the bone material at the clamping point. The outer thread diameter corresponds to that of the shaft over the entire length.

Hierdurch ist eine ausreichende Verankerung gegen Ausreißen im kortikalen Knochenbereich an der Schraubenspitze möglich. Die Schrauben sind mit axial verlaufenden Räumnuten versehen. Diese räumen beim Eindrehen der Schraube den vorgebohrten Knochenkanal entsprechend dem Gewindekernquerschnitt frei. Dies gewährleistet einen sicheren Schraubensitz und reduziert die Frakturgefahr des KnochensThis allows for sufficient anchoring to prevent tearing in the cortical bone area at the screw tip. The screws are provided with axially running clearing grooves. When the screw is screwed in, these clear the pre-drilled bone channel according to the thread core cross-section. This ensures a secure screw fit and reduces the risk of bone fracture

ZusammenfassungSummary

Knochenschrauben als Verbindungselement zwischen Knochen- bzw. Knochenfragmenten und einem externen Verbindungs- und Stabilisierungselement Bone screws as a connecting element between bone or bone fragments and an external connecting and stabilizing element

Die Gestaltung der Knochen- Schrauben Verbindung ist von entscheidender Bedeutung für die Stabilität externer Fixationssysteme. The design of the bone-screw connection is of crucial importance for the stability of external fixation systems.

Die vorgeschlagene Lösung sieht bei einem konstanten Außendurchmesser der Schraube, einen sich von der Schraubenspitze kontinuierlich vergrößernden Gewindekerndurchmesser vor, der in den Schaftdurchmesser stufenlos übergeht.
Dies ermöglicht die genaue Einbringung der Schraube in den
Knochen durch eine Gewebeschutzhülse.The proposed solution provides for a constant outer diameter of the screw, a thread core diameter that continuously increases from the screw tip and merges seamlessly into the shaft diameter.
This allows the screw to be inserted precisely into the
Bone through a tissue protection sleeve.

Die Abrundung der Schraubenspitze verhindert Gefäßverletzungen. Eine zentrische Hohlbohrung der gesamten Schraube ermöglicht die exakte Plazierung der Schraube bei schwierigsten anatomischen Verhältnissen durch einen Führungsdraht.The rounding of the screw tip prevents vascular injuries. A central hollow bore of the entire screw enables the exact placement of the screw in the most difficult anatomical conditions using a guide wire.

Claims (6)

Schutzansprüche Knochenschrauben als Verbindungselement zwischen Knochen- bzw. Knochenfragmenten und einem externen Verbindungs- und Stabilisierungsei ement .Protection claims Bone screws as a connecting element between bone or bone fragments and an external connecting and stabilizing element. 1.) Die Knochenschraube ist dadurch gekennzeichnet, daß sie über einen gewissen Teilbereich an der Spitze beginnend mit einem schraubenartigen Gewinde am Umfang versehen ist.1.) The bone screw is characterized by the fact that it is provided with a screw-like thread around the circumference over a certain section starting at the tip. 2.) Die Knochenschraube nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß sie über die gesamte Länge einen konstanten Außendurchmesser besitzt.2.) The bone screw according to claim 1 is characterized in that it has a constant outer diameter over its entire length. 3.) Die Knochenschraube nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindekernquerschnitt von einem Wert an der Spitze kontinuierlich ansteigt bis &zgr;&agr;&pgr;&igr; Erreichen des Schaftquerschnittes.3.) The bone screw according to at least one of the preceding claims is characterized in that the thread core cross section increases continuously from a value at the tip until the shaft cross section is reached. 4.) Die Knochenschraube nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, ist dadurch gekennzeichnet.. daß sich im Bereich des Gewindes axial verlaufende scharfkantige Nuten am Umfang befinden.4.) The bone screw according to at least one of the preceding claims is characterized in that in the area of the thread there are axially extending sharp-edged grooves on the circumference. 5.) Die Knochenschraube nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspitze eine kugelige Form hat.5.) The bone screw according to at least one of the preceding claims is characterized in that the screw tip has a spherical shape. 6.) Die Knochenschraube nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, ist dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Schraube mit einer zentrisch verlaufenden Hohlbohrung versehen ist.6.) The bone screw according to at least one of the preceding claims is characterized in that the entire screw is provided with a centrally running hollow bore.