DE9107307U1

DE9107307U1 - Osteosyntheseimplantat

Info

Publication number: DE9107307U1
Application number: DE9107307U
Authority: DE
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1991-08-08
Anticipated expiration: 2001-06-14

Description

HOEGER, STELLRECHT & PARTNER

PATEN TANWAELTE UHLANDSTRASSE 14 c D 7OOO STUTTGART 1

A 49862 u Anmelderin: AESCULAP AG

u-214 7200 Tuttlingen

12. Juni 1991

OSTEOSYNTHESEIMPLANTAT

Die Erfindung betrifft ein Osteosyntheseimplantat mit einer Knochenplatte mit Durchstecköffnungen und mit Knochenschrauben, die in die Durchstecköffnungen eingesetzt sind und mit ihrem verbreiterten Kopf am Rand der Durchstecköffnungen anliegen und dadurch die Knochenplatte gegen einen Knochen spannen.

Derartige Implantate werden seit langer Zeit erfolgreich zur Fixierung von Knochenfragmenten verwendet. Im Bereich der Durchstecköffnungen ist der Querschnitt der Knochenplatten geschwächt, es ergeben sich daher über die Länge der Knochenplatten ungleiche Festigkeitseigenschaften. Die Festigkeit im Bereich der Durchstecköffnungen wird insbesondere auch dadurch geschwächt, daß herkömmliche Durchstecköffnungen konisch ausgebildet sind. Die in diese konischen Durchstecköffnungen eingreifenden Köpfe der Knochenschrauben drücken die Randbereiche der Durchstecköffnungen auseinander, es erfolgt also eine Dehnung und Spreizung im Bereich der Durchstecköffnungen, die insbesondere bei Verwendung von Knochenplatten aus Kunststoff zu Schwächungen führt.

A 49862 u AESCULAP AG

12. Juni 1991 u-214

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Osteosyntheseimplantat zu schaffen, bei dem die Querschnittsschwächung im Bereich der Durchstecköffnungen nicht zu einer Abnahme der Festigkeit des eingesetzten Implantates führt, insbesondere nicht unter dem Einfluß der gespannten Knochenschrauben.

Diese Aufgabe wird bei einem Osteosyntheseimplantat der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ränder der Durchstecköffnungen radial nach außen abfallende Anlageflächen bilden und daß die verbreiterten Köpfe der Knochenschrauben über radial nach außen abfallende Spannflächen an den Anlageflächen anliegen.

Durch diese Anordnung werden bei gespannten Knochenschrauben radial nach innen gerichtete Kräfte auf den Randbereich der Durchstecköffnungen ausgeübt, die im Gegensatz zu bekannten konischen Durchstecköffnungen das Material im Durchstecköffnungsbereich nicht schwächen, sondern dazu beitragen, daß die Festigkeit im Durchstecköffnungsbereich erhöht wird. Tatsächlich tragen auf diese Weise die Köpfe der Knochenschrauben zur Festigkeit im Durchstecköffnungsbereich bei, da die Köpfe nach außen gerichtete Kräfte aufnehmen. Dadurch wird ein Teil der Materialschwächung im Öffnungsbereich praktisch wieder ausgeglichen, die Köpfe übernehmen einen Teil der Festigkeitswirkung des im Durchstecköf fnungsbereich fehlenden Materials.

Bei der beschriebenen Anordnung ergibt sich eine Zentrierwirkung beim Einsetzen der Knochenschrauben, die vorteilhaft ist und ermöglicht, die Schrauben mit relativ geringer Präzision zu setzen.

A 49862 u AESCULAP AG

12. Juni 1991 u-214

Die Spannflächen können Teil des Kopfes der Knochenschrauben sein, es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Spannflächen Teil eines Ringes sind, der zwischen Anlagefläche und Kopf der Knochenschraube eingelegt ist. Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel kann der Ring mit der Unterseite des Kopfes der Knochenschraube dauerhaft verbunden sein, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen.

Günstig ist es, wenn die Spannfläche stärker abfällt als die Anlagefläche. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei nicht genauer Zentrierung die Knochenschraube immer an der Anlagefläche anliegt und diese mit einer radial nach innen gerichteten Kraft beaufschlagt.

Es ist aber auch möglich, die Neigung der Anlagefläche und der Spannfläche gleich zu wählen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Außenumfang der Anlagefläche größer ist als der Außenumfang der Spannfläche und wenn die Knochenschraube die Durchstecköffnung mit spiel durchsetzt. Es zeigt sich nämlich, daß dann auch Knochenschrauben, die nicht genau senkrecht zur Knochenplattenfläche eingesetzt sind, sondern unter einem geringen Winkel, eine exakte Anlage der Spannfläche an der Anlagefläche herbeiführen und damit die Knochenplatte in der gewünschten Weise gegen den Knochen spannen. Auch dies dient dazu, daß die Knochenschrauben ohne Nachteil mit einer geringeren Toleranz eingesetzt werden können.

Es ist möglich, daß die Anlagefläche gegenüber der Außenfläche der Knochenplatte in axialer Richtung der Knochen-

A 49862 u AESCULAP AG

12. Juni 1991 u-214

schraube zurückgesetzt ist. Dadurch steht der Kopf einer eingesetzten Knochenschraube nicht so weit über die Anlagefläche der Knochenplatte vor, dies ist bei der Implantation von Vorteil.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Knochenplatte auf ihrer Unterseite Bereiche geringerer Plattenstärke aufweist, die zwischen benachbarten Durchstecköffnungen angeordnet sind, sich jedoch nicht bis in den Bereich des Randes der Durchstecköffnungen und nicht bis in den Bereich des Längsrandes der Knochenplatte erstrecken. Dadurch liegt die Knochenplatte auf dem Knochen nicht flächig auf, sondern längs des die Durchstecköffnungen umgebenden Randes und längs des Längsrandes der Knochenplatte. Dies führt einerseits zu einer besseren Fixierung der Knochenplatte am Knochen, andererseits ermöglicht es eine wirksamere Ernährung der Knochenbereiche, an denen keine Knochenplatte anliegt, das heißt die Schädigungsgefahr des Knochens bei längerer Anlage von Knochenplatten wird herabgesetzt. Durch diese Ausgestaltung kann außerdem erreicht werden, daß die mechanische Festigkeit der Knochenplatte über ihre gesamte Länge vergleichmäßigt wird, da das fehlende Material im Bereich der Durchstecköffnungen teilweise durch die größere Plattenstärke in diesem Bereich ausgeglichen wird.

Günstig ist es, wenn die Knochenplatte und die Knochenschrauben aus insbesondere resorbierbarem Kunststoff bestehen.

Der Ausdruck "Knochenplatten" erfaßt alle flächigen Implantate, die an Knochenfragmente anlegbar sind und Durch-

A 49862 u AESCULAP AG

12. Juni 1991 u-214

— 5 —

Stecköffnungen für Knochenschrauben aufweisen. Der Ausdruck "Knochenschrauben" erfaßt nicht nur Knochenschrauben im eigentlichen Sinn, die in das Knochenmaterial einschraubbar sind, sondern alle Befestigungsmittel, mit denen Knochenplatten am Knochen festgelegt werden können. Dazu gehören beispielsweise auch Zuganker oder Fixierungsstifte, die in anderer Weise als durch Einschrauben in den Knochen gespannt werden. Wesentlich ist dabei lediglich, daß diese "Knochenschrauben" mit Hilfe eines Kopfes gegen die Außenseite der Knochenplatte gedrückt werden und die Knochenplatte dadurch gegen die Oberfläche des Knochens spannen.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1 : eine in Längsrichtung geschnittene Knochenplatte aus einem resorbierbaren Kunststoffmaterial;

Figur 2 : eine Ansicht der Knochenplatte der Figur 1 von der Unterseite her und

Figur 3 : eine Schnittansicht einer an einem Röhrenknochen angelegten Knochenplatte längs Linie 3-3 in Figur 2 mit gespannter Knochenschraube .

Die in der Zeichnung dargestellte Knochenplatte 1 ist länglich ausgebildet und weist an beiden Enden je drei in Längsrichtung nebeneinander angeordnete, kreisförmige

A 49862 u AESCULAP AG

12. Juni 1991 u-214

Querschnitte aufweisende Durchstecköffnungen 2 auf. Auf der Außenseite 3 der Knochenplatte 1 (in Figur 1 unten) wird jede Durchstecköffnung 2 von einer radial nach außen schräg abfallenden Anlagefläche 4 umgeben, die am äußeren Rand in eine senkrechte, bis zur Außenseite 3 führende Wand 5 übergeht.

Auf der Unterseite der Knochenplatte 1 ist diese im Bereich zwischen den Durchstecköffnungen 2 mit zur Unterseite offenen Ausnehmungen 6 versehen, so daß die Knochenplatte 1 in diesen Bereichen eine geringere Materialstärke aufweist. Diese Ausnehmungen 6 erstrecken sich nicht in den Bereich der Längskanten 7 der Knochenplatte und nicht in den die Durchstecköffnungen 2 umgebenden Randbereich, so daß in diesen Bereichen die Knochenplatte 1 eine größere Materialstärke aufweist. Eine größere Materialstärke ist auch in quer zur Längsrichtung der Knochenplatte 1 verlaufenden Stegen 8 vorhanden, die in Höhe der Durchstecköffnungen 2 angeordnet sind und benachbarte Ausnehmungen 6 voneinander trennen.

Die Knochenplatte besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem resorbierbaren Kunststoff. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ist sie zur besseren Anpassung an Knochenflächen quer zur Längsrichtung gebogen ausgebildet.

Zur Festlegung einer Knochenplatte 1 an einer Knochenoberfläche wird die Knochenplatte 1 auf die Oberfläche des Knochens 9 aufgelegt, wobei sie mit den Unterseiten der Längskanten 7, der Stege 8 und der die Durchstecköffnungen 2 umgebenden Ränder auf dem Knochen 9 aufliegt, während

A 49862 u AESCULAP AG

12. Juni 1991 u-214

die Knochenplatte im Bereich der Ausnehmungen 6 im Abstand von der Oberfläche des Knochens 9 verläuft (Figur 3).

Zur Festlegung der Knochenplatte 1 am Knochen sind Knochenschrauben 10 durch jede Durchstecköffnung 2 hindurchgesteckt, die anschließend in den Knochen 9 eingeschraubt sind. Diese Knochenschrauben 10, die vorzugsweise auch aus dem gleichen Kunststoffmaterial bestehen, weisen einen Gewindeschaft 11 und einen verbreiterten Kopf 12 auf. Der Kopf 12 weist bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel an seiner Unterseite radial nach außen schräg abfallende Spannflächen 13 auf, deren Neigung im dargestellten Ausführungsbeispiel der Neigung der ebenfalls schräg nach außen abfallenden Anlagefläche 4 entspricht. Der Außendurchmesser des Kopfes 12 ist kleiner als der Außendurchmesser der zylindrischen Wand 5, ebenso ist der Außendurchmesser der Anlagefläche 4 größer als der Durchmesser der Spannfläche 13. Der Durchmesser der Durchstecköffnung 2 ist größer als der Außendurchmesser des Gewindeschaftes 11, die Knochenschraube ist also mit Spiel in die Durchstecköffnung 2 eingesetzt.

Beim Spannen der Knochenschraube, das durch Einsetzen eines geeigneten, in der Zeichnung nicht dargestellten Werkzeugs in eine Einsetzöffnung 14 auf der Oberseite des Kopfes 12 erfolgt, legt sich die Spannfläche 13 an die Anlagefläche 4 der Knochenplatte an und drückt diese dadurch gegen die Oberfläche des Knochens 9. Dabei werden gleichzeitig radial nach innen gerichtete Kräfte auf die Knochenplatte 1 übertragen, die zu einer Erhöhung der Festigkeit der Knochenplatte in diesem Bereich beitragen. Die Durchstecköffnung 2 wird durch den Kopf gleichsam überbrückt.

A 49862 u AESCULAP AG

12. Juni 1991 u-214

Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, muß die Knochenschraube nicht genau senkrecht zur Knochenplatte eingeschraubt werden, sondern es sind auch geringe Neigungen gegenüber der Senkrechten möglich. Dabei überdecken sich die Anlagefläche und die Spannfläche auf einer Seite der Knochenschraube mehr als auf der gegenüberliegenden Seite, trotzdem ergibt sich eine allseitige Anlage zwischen Anlagefläche und Spannfläche und damit die gewünschte Beaufschlagung des Randes der Durchstecköffnung 2 mit nach innen gerichteten Kräften.

In den in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Spannfläche 13 nicht Teil des Kopfes 12, sondern die Spannfläche 13 ist Teil eines Ringes 15, der an der Unterseite des Kopfes 12 angeordnet und mit diesem dauerhaft verbunden ist, beispielsweise durch Verklebung oder Verschweißung .

Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Spannfläche 13 unmittelbar an die Unterseite des Kopfes 12 anzuformen.

Claims

HOEGER1 STEi^RECHT & PARTNER PAT E NTAN WAELTE UHLANDSTRASSE 14 c D 7000 STUTTGART 1 A 49862 u Anmelderin: AESCULAP AG u-214 7200 Tuttlingen 12. Juni 1991 SCHUTZANSPRUCHE

1. Osteosyntheseimplantat mit einer Knochenplatte mit Durchstecköffnungen und mit Knochenschrauben, die in die Durchstecköffnungen eingesetzt sind und mit ihrem verbreiterten Kopf am Rand der Durchstecköffnungen anliegen und dadurch die Knochenplatte gegen einen Knochen spannen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Durchstecköffnungen (2) radial nach außen abfallende Anlageflächen (4) bilden und daß die verbreiterten Köpfe (12) der Knochenschrauben (10) über radial nach außen abfallende Spannflächen (13) an den Anlageflächen anliegen.

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannflächen (13) Teil des Kopfes (12) der Knochenschraube (10) sind.

3. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannflächen (13) Teil eines Ringes (15) sind, der zwischen Anlagefläche (4) und Kopf (12) der Knochenschraube (11) eingelegt ist.

A 49862 u AESCULAP AG

12. Juni 1991 u-214

- 10 -

4. Implantat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (15) mit der Unterseite des Kopfes (12) der Knochenschraube (10) dauerhaft verbunden ist.

5. Implantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfläche (13) stärker abfällt als die Anlagefläche (4).

6. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungen der Anlagefläche (4) und der Spannfläche (13) gleich sind.

7. Implantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Anlagefläche (4) größer ist als der Außenumfang der Spannfläche (13) und daß die Knochenschraube (10) die Durchstecköffnung (2) mit Spiel durchsetzt.

8. Implantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (4) gegenüber der Außenfläche (3) der Knochenplatte (1) in axialer Richtung der Knochenschraube (10) zurückgesetzt ist.

A 49862 u AESCULAP AG

12. Juni 1991 u-214

- 11 -

9. Implantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenplatte (1) auf ihrer Unterseite Bereiche geringerer Plattenstärke aufweist, die zwischen benachbarten Durchstecköffnungen (2) angeordnet sind, sich jedoch
nicht bis in den Bereich des Randes der Durchstecköffnungen (2) und nicht bis in den Bereich des
Längsrandes (7) der Knochenplatte (1) erstrecken.

10. Implantat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Knochenplatte (1) und Knochenschrauben (10) aus insbesondere resorbierbarem Kunststoff bestehen.