DE19507141A1 - Arretierwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Arretierwerkzeug zum Blockieren der Bewegung zwischen dem Aufnahmeteil und dem Kopf einer Polyaxial- Knochenschraube.

Eine derartige Polyaxial-Knochenschraube ist aus der DE-C-43 07 576 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird die Stellung des Schraubenelementes relativ zu dem Aufnahmeteil durch eine auf den Kopf des Schraubenelementes einwirkende Druckscheibe, welche durch den eingesetzten Stab und eine Stab-Fixierschraube gegen den Kopf des Schraubenelementes gedrückt wird, fixiert. Dabei tritt das Problem auf, daß beim Lösen der Stab-Fixier­ schraube gleichzeitig die Blockierung des Schraubenelementes gegenüber dem Aufnahmeteil aufgehoben wird. Somit wird jedesmal bei einem Verstellen der Lage des Aufnahmeteiles auf dem die Wirbel verbindenden Stab mittels eines Werkzeuges auch das Auf­ nahmeteil gegenüber dem Kopf des Schraubenelementes verstellt, was quasi kontraproduktiv ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Arretierwerkzeug zu schaffen, mit dem einerseits das Aufnahmeteil und der Stab relativ zuein­ ander zum Zwecke der Justierung verschiebbar sind und anderer­ seits die Blockierung des Aufnahmeteils gegenüber dem Schrauben­ element dabei erhalten bleibt.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Arretierwerkzeug nach Patentanspruch 1 bzw. 12. Weiterbildungen sind in den Unter­ ansprüchen gegeben.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren.

Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Arretier­ werkezeuges mit einem eingelegten Stab;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Arretierwerkzeuges von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Knochenschraube von Fig. 1;

Fig. 4 eine Detailansicht in Explosionsdarstellung der Knochenschraube von Fig. 3 mit Fixierelementen;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht der Knochenschraube von Fig. 4 mit eingelegtem Stab;

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht der Knochenschraube von Fig. 4 in einer zu Fig. 5 senkrechten Richtung.

Wie am besten aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, weist eine Knochenschraube das eigentliche Schraubenelement 1 mit einem Gewindeschaft 2 und einen Kopf 3 auf. Der Kopf 3 ist angrenzend an den Gewindeschaft 2 kugelsegmentförmig ausgebildet. Koaxial zur Gewindeachse und auf dem dem Gewindeschaft 2 gegenüberlie­ genden Ende weist der Kopf 3 eine Ausnehmung 4 zum Ineingriffbringen mit einem Imbusschlüssel auf.

Die Knochenschraube umfaßt ferner ein zylindrisch ausgebildetes Aufnahmeteil 5 für die Aufnahme des Kopfes 3 des Schraubenele­ mentes 1. Das Aufnahmeteil weist an seinem einen Ende eine axialsymmetrisch ausgerichtete erste Bohrung 6 auf, deren Durch­ messer größer als der des Gewindeschaftes 2 und kleiner als der des Kopfes 3 ist. Das Aufnahmeteil 5 weist ferner eine koaxiale zweite Bohrung 7 auf, die auf dem der ersten Bohrung 6 gegen­ überliegenden Ende offen ist und deren Durchmesser so groß ist, daß das Schraubenelement durch das offene Ende mit seinem Gewin­ deschaft durch die erste Bohrung 6 hindurch und mit dem Kopf 3 bis zum Grund der zweiten Bohrung führbar ist. Zwischen der ersten und der zweiten Bohrung ist ein kleiner koaxialer Abschnitt 8 vorgesehen, der unmittelbar an die erste Bohrung 6 angrenzt und zum offenen Ende hin sphärisch ausgebildet ist, wobei sein Radius im wesentlichen gleich dem Radius des kugel­ segmentförmigen Abschnittes des Kopfes 3 ist. Das Aufnahmeteil 5 weist ferner eine zur Mittenachse des Gewindeschaftes 2 symme­ trisch angeordnete U-förmige Ausnehmung 9 auf, deren Grund zu der ersten Bohrung 6 hin gerichtet ist und deren beiden Seiten­ schenkel 10 sich zu dem der ersten Bohrung 6 abgewandten offenen Ende hin erstrecken. Der durch die U-förmige Ausnehmung 9 gebil­ dete Kanal ist gerade so groß, daß ein die Wirbel verbindender Stab 30 eingelegt werden kann. Im Inneren des durch die U-för­ mige Ausnehmung 9 gebildeten Kanales ist eine konzentrisch zur Mittenachse des Gewindeschaftes 2 ausgebildete Bohrung mit einem Innengewinde 11 vorgesehen. Das Aufnahmeteil 5 weist ferner auf seiner Außenseite am freien Ende der Schenkel 10 der U-förmigen Ausnehmung 9 ein Außengewinde 12 auf.

Zum Fixieren der Stellung des Kopfes 3 in dem Aufnahmeteil 5 ist ein auf den Kopf 3 des Schraubenelementes einwirkendes Druckele­ ment 20 vorgesehen, dessen Außendurchmesser so gewählt ist, daß das Druckelement 20 in der zweiten Bohrung 7 des Aufnahmeteiles 5 eine Gleitbewegung ausführen kann, also in dieser zu dem Kopf 3 hin verschiebbar ist. Das Druckelement weist auf seiner dem Kopf 3 zugewandten Seite eine sphärische Ansenkung 21 auf, deren Radius im wesentlichen gleich dem Radius des kugelsegmentförmi­ gen Abschnittes des Kopfes 3 ist. Auf seiner dem Kopf 3 abge­ wandten Seite weist die Oberfläche des Druckelementes eine sich senkrecht zur Schraubenachse erstreckende zylinderabschnittför­ mige Ausnehmung 22 auf. Der Krümmungsradius der zylinderab­ schnittförmigen Ausnehmung 22 entspricht einem Krümmungsradius des Grundes der U-förmigen Ausnehmung 9. Die durch die zylin­ derabschnittförmige Ausnehmung 22 gebildeten Seitenwände des Druckelementes 20 weisen an ihrer dem Schraubenkopf 3 abgewandten Oberseite jeweils eine ebene Fläche 23 auf. Ferner weisen die durch die zylinderabschnittförmige Ausnehmung 22 gebildeten Seitenwände des Druckelementes 20 an ihrer an die Innenwand des Aufnahmeteiles 5 angrenzenden Außenfläche eine Sackbohrung 24 auf, die, wenn das Druckelementes 20 auf dem Kopf 3 aufliegt, jeweils auf einer Höhe mit entsprechenden Sackboh­ rungen 13 in der Außenwand des Aufnahmeteiles 5 zu liegen kom­ men. In fertig montiertem Zustand (Fig. 5) wird der Stab 30 durch die Mutter 17 auf das Druckelement 20 gedrückt. Der Druck wird auf den Kopf 3 übertragen und blockiert die Relativbewegung zwischen Kopf 3 und Aufnahmeteil 5.

Zum Halten des Druckelementes 20 in seiner Stellung auf dem Schraubenkopf 3 und zum gleichzeitigen Freigeben des Stabes 30 zur Justierung ist, wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 er­ sichtlich ist, ein Arretierwerkzeug 40 vorgesehen. Das Arretier­ werkzeug 40 weist ein zylinderförmiges Griffteil 41 und einen daran anschließenden gabelförmigen Ansatz 45 auf. Das zylinder­ förmige Griffteil 41 weist an seiner an den gabelförmigen Ansatz angrenzenden Stirnfläche ein Außengewinde 42 zum Ineingriffge­ langen mit dem Innengewinde 11 der Seitenschenkel 10 des Aufnah­ meteiles 5 auf. Das zylinderförmige Griffteil 41 weist an seinem anderen Ende einen Abschnitt 43 mit Sechskant-Außenflächen zum Ineingriffbringen mit einem Schraubenschlüssel auf.

Der gabelförmige Ansatz 45 weist einen zylindrischen ersten Ab­ schnitt 46 auf, der in eine koaxiale zylindrische Ausnehmung 47 an der Stirnfläche eingelegt ist, wobei der Außendurchmesser des Abschnittes 46 derart bemessen ist, daß eine Drehung des Ab­ schnittes 46 in der Ausnehmung 47 leicht möglich ist. Angrenzend an den ersten Abschnitt 46 erstreckt sich auf der dem Griffteil 41 abgewandten Seite des gabelförmigen Ansatzes 45 ein zweiter Abschnitt mit zwei freien Schenkeln 48 in Form einer Gabel. Die Schenkel 48 haben jeweils die Gestalt eines Zylinderabschnittes, wobei ihre Zylinderachse parallel zur der Zylinderachse des Teiles 41 verläuft. Der Abstand zwischen den jeweiligen Außen­ flächen der beiden Schenkel 48 ist kleiner als der Innendurch­ messer der zweiten Bohrung 7. Der Abstand zwischen den ebenen Innenflächen der Schenkel 48 ist größer als der Durchmesser des einzusetzenden Stabes 30, so daß der Stab zwischen den Schenkeln 48 in axialer Richtung auf und ab bewegbar ist. Die Länge der Schenkel 48 ist so bemessen, daß beim Einsetzen des Arretier­ werkzeuges 40 in das Aufnahmeteil 5, wenn der Stab 30 eingelegt ist und die Schenkel 48 auf den Flächen 23 des Druckelementes ruhen, zwischen der dem Schraubenkopf 3 abgewandten Seite des Stabes 30 und der dem Stab zugewandten unteren Seite des ersten Abschnittes 46 des gabelförmigen Ansatzes 45 ein Abstand zum Verschieben des Stabes verbleibt.

Der gabelförmige Ansatz 45 ist mit dem Griffteil 41 drehbar ver­ bunden. Dazu ist ein durch den zylinderförmigen Abschnitt 46 hindurchgeführter und in eine koaxiale Bohrung 50 an dem Teil 41, beispielsweise durch Preßsitz, eingelassener Bolzen 51 vorge­ sehen, der an seinem dem Teil 41 abgewandten Ende eine Scheibe 52 trägt. Der Durchmesser der Scheibe 52 ist gerade um soviel kleiner als der Abstand der Schenkel 48, daß die Scheibe 52 zwi­ schen den Schenkeln 48 leicht drehbar ist. Die Länge des Bolzens ist so gewählt, daß zwischen der Scheibe 52 und dem zylindri­ schen Abschnitt 46 ein geringer Luftspalt vorhanden ist. Damit ist die an dem Stift befestigte Scheibe 52 zusammen mit dem Teil 41 drehbar bezüglich des gabelförmigen Ansatzes 45. Dadurch ist es möglich, das zylinderförmige Teil 41 in das Aufnahmeteil 5 bei eingelegtem Stab einzuschrauben.

Wie am besten aus den Fig. 4 bis 6 ersichtlich ist, ist ein die beiden U-förmigen Seitenschenkel 10 von außen umfassendes Element in Form einer Überwurfmutter 17 vorgesehen, deren Innen­ gewinde 18 mit einem Außengewinde 12 der beiden Seitenschenkel 10 des Aufnahmeteiles 5 zusammenwirkt. Zur endgültigen Fixierung der Verankerungsschraube 1 bezüglich des Stabes 30 ist ein als Gewindeschraube ausgebildetes Fixierelement 14 vorgesehen. Das Fixierelement 14 weist ein mit dem Innengewinde 11 zusammenwir­ kendes Außengewinde 15 zum Einschrauben in die U-förmige Ausneh­ mung 9 des Aufnahmeteiles 5 auf. Das Fixierelement 11 weist ferner eine sechskantförmige Ausnehmung 16 zum Eingreifen mit einem Imbusschlüssel auf.

Alle Teile des beschriebenen Arretierwerkzeuges sind aus einem körperfreundlichen Material, insbesondere aus Titan gefertigt.

Im Betrieb wird zunächst der Gewindeschaft 2 des Schraubenele­ mentes 1 durch die zweite Bohrung 7 des Aufnahmeteiles von oben in das Aufnahmeteil eingeführt, bis der Schraubenkopf 3 des Schraubenelementes an dem hohlkugelförmigen Abschnitt 8 des Auf­ nahmeteiles 5 anliegt. Die Schraube kann sodann im Knochen ver­ ankert werden. Zur Justierung der Stellung der Schraube bzw. des Gewindeschaftes 2 relativ zu dem Aufnahmeteil 5 wird das Druck­ element 20 von Seiten der Schenkel 10 so in das Aufnahmeteil 5 eingeschoben, daß es mit der sphärischen Ansenkung 21 auf dem Schraubenkopf 3 zu liegen kommt. Das Druckelement 20 wird dabei bezüglich der Achse der zylinderförmigen Ausnehmung 7 so gedreht, daß die Achse der zylinderabschnittförmigen Ausnehmung 22 des Druckelementes 20 genau in der Symmetrieebene des U-för­ migen Kanales 9 des Aufnahmeteiles 5 liegt. Diese Position wird durch ein leichtes Ankröpfen über die Kröpfbohrungen 13 er­ reicht, ohne daß dadurch eine ausreichende Bewegung des Druck­ elementes in axialer Richtung der zweiten Bohrung 7 behindert würde. Dann wird der Stab 30 in das Aufnahmeteil 5 über die U-förmige Ausnehmung 9 eingelegt.

Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird sodann das Arre­ tierwerkzeug 40 mit seinem Außengewinde 42 in das Innengewinde 11 der Schenkel 10 des Aufnahmeteils 5 eingeschraubt, bis die Gabeln 48 des gabelförmigen Ansatzes 45 in einer gewünschten Relativstellung von Gewindeschaft 2 der Schraube und Aufnahme­ teil 5 fest an den ebenen Flächen 23 des Druckelementes 20 auf­ liegen und dieses so auf den Kopf 3 drücken, daß eine Relativbe­ wegung verhindert wird. Da die Gabeln 48 den Stab 30 nur seit­ lich berühren, ohne jedoch eine Klemmwirkung auf diesen aus­ zuüben, kann das Aufnahmeteil 5 relativ zu dem Stab 30 leicht zur Justierung verschoben werden.

Während das Arretierwerkzeug 40 in das Aufnahmeteil 5 einge­ schraubt ist und so die Relativstellung des Aufnahmeteiles zu dem Schraubenelement 1 fixiert, ist die Überwurfmutter 17 nur so leicht auf das Aufnahmeteil 5 aufgeschraubt, daß der Stab 30 durch diese nicht eingeklemmt wird. Nach der Einstellung der gewünschten Lage des Aufnahmeteiles 5 auf dem Stab 30 wird der Stab 30 durch Festschrauben der Überwurfmutter 17 festgeklemmt.

Im Betrieb ist in jedem Wirbelsäulensegment eine entsprechende Knochenschraube angeordnet, wobei Segment für Segment eine Fein­ einstellung, bei der die Angriffsposition der einzelnen Knochen­ schrauben an dem Stab relativ zur Längsachse des Stabes einzu­ stellen ist, durchgeführt wird. Sobald die endgültige Position einer Knochenschraube bezüglich des Stabes festgelegt ist, wird der Stab 30 durch die Überwurfmutter 17 in dem Aufnahmeteil 5 festgeklemmt, und gleichzeitig wird der Stab 30 durch die Über­ wurfmutter 17 in die zylinderabschnittförmige Ausnehmung 22 des Druckelementes 20 gedrückt, so daß damit auch der Schraubenkopf 3 fixiert ist. Anschließend wird das Arretierwerkzeug 40 heraus­ geschraubt. Dann wird das Fixierelement 14 zwischen die Schenkel 10 in Richtung des Stabes zum Arretieren eingeschraubt. Durch das Fixierelement wird eine Sicherung der Mutter 17 erreicht.

Claims (12)

1. Arretierwerkzeug für
eine Knochenschraube, die ein einen Gewindeabschnitt (2) und einen kugelsegmentförmigen Abschnitt besitzenden Kopf (3) auf­ weisendes Schraubenelement (1) und ein zylindrisches Aufnahme­ teil (5) für die Aufnahme des Kopfes (3) des Schraubenelementes (1) und für einen mit der Knochenschraube zu verbindenden Stab (30) mit einem Durchmesser (d), aufweist,
wobei das Aufnahmeteil (5) an seinem einen Ende eine erste Bohrung (6) zum Hindurchführen des Gewindeabschnittes (2), angrenzend an diese innen einen hohlkugelförmigen Abschnitt (8) zum Anlegen des Kopfes (3), eine auf der der ersten Bohrung (6) gegenüberliegenden Seite offene zweite Bohrung (7) zum Einführen des Gewindeabschnittes (2) mit Kopf (3), und
einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit zwei freien ein Innengewinde (11) aufweisenden Schenkeln (10) zur Aufnahme des einzusetzenden Stabes (30) aufweist,
gekennzeichnet durch
ein Griffteil (41) mit einem Mantel, einer Stirnseite an einem Ende und einem Außengewinde (42) an dem daran anschließenden Abschnitt des Mantels, welches dem genannten Innengewinde (11) entspricht, und
ein auf der Stirnseite vorgesehenes und mit dem Griffteil ver­ bundenes Druckteil (45) zum Einwirken auf den Kopf (3) in einge­ schraubtem Zustand, welches um die Symmetrieachse des genannten Abschnittes des Mantels drehbar ist und einen Abstand von der Symmetrieachse aufweist, der wenigsten gleich dem halben Durch­ messer des Stabes (30) ist.

2. Arretierwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckteil (45) gabelförmig ausgebildet ist.

3. Arretierwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabel (48) mittels eines mittig in den Abschnitt des Mantels des Griffteiles (41) eingelassenen Bolzens (51) gehalten ist.

4. Arretierwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den Kopf (3) einwirkendes Druckelement (20) vorgesehen ist, dessen Durchmesser in einer Richtung senkrecht zur Achse der zweiten Bohrung größer ist als der Durchmesser des Stabes (30) und daß das Druckteil (45) in dem eingeschraubten Zustand auf das Druckelement (20) einwirkt.

5. Arretierwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (20) einen zylinderförmigen Umriß mit einem Außendurchmesser, der so gewählt ist, daß das Druckelement in der zweiten Bohrung (7) in axialer Richtung hin- und herver­ schiebbar ist, aufweist.

6. Arretierwerkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (20) auf seiner dem Kopf (3) des Schraubenele­ mentes (1) zugewandten Seite eine sphärische Ansenkung (21) auf­ weist, deren Radius im wesentlichen gleich dem Radius des kugel­ segmentförmigen Abschnittes des Kopfes (3) ist.

7. Arretierwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (20) an seiner dem Kopf (3) abgewandten Seite eine zylinderabschnittförmige Ausnehmung (22) aufweist, deren Zylinderradius im wesentlichen gleich dem Radius des auf zuneh­ menden Stabes (30) ist.

8. Arretierwerkzeug nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der einander gegenüberliegenden Innenflächen der Schenkel (48) des gabelförmigen Druckteiles (45) um so viel größer als der Durchmesser des auf zunehmenden Stabes (30) ist, daß der Stab (30) in der Gabel in axialer Richtung bewegbar ist.

9. Arretierwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schenkel (48) so bemessen ist, daß im eingeschraubten Zustand, in dem die Gabel mit ihren freien Enden auf dem Kopf (3) bzw. das Druckelement (20) einwirkt, in Richtung der Symmetrieachse gesehen ein Abstand zwischen Gabel und Stab (30) verbleibt.

10. Arretierwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der gabelförmige Ansatz (45) mit dem Griffteil (41) über eine Nietverbindung (51, 52) befestigt ist.

11. Arretierwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Griffteil (41) an seinem der Stirnfläche abgewandten Ende einen Abschnitt (43) mit einer Sechskant-Außenfläche aufweist.

12. Arretierwerkzeug zum Blockieren der Bewegung zwischen dem Aufnahmeteil (5) und dem Kopf (3) eines Schraubenelementes (1) einer an sich bekannten Polyaxial-Knochenschraube, gekennzeichnet, durch ein Griffteil (41) mit einem Mantel und einer Stirnfläche sowie einem Außengewinde (42) an dem an die Stirnfläche angrenzenden Abschnitt des Griffteiles zum Einschrauben in das Aufnahmeteil (5) und einem gabelförmigen Druckteil (45), welches mit der Stirnseite des Griffteiles um dessen Symmetrieachse drehbar ver­ bunden ist.