WO2000035361A1 - Bone screw - Google Patents

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WO2000035361A1
WO2000035361A1 PCT/DE1999/003604 DE9903604W WO0035361A1 WO 2000035361 A1 WO2000035361 A1 WO 2000035361A1 DE 9903604 W DE9903604 W DE 9903604W WO 0035361 A1 WO0035361 A1 WO 0035361A1
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WO
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bone screw
shaft
bone
screw according
screw
Prior art date
Application number
PCT/DE1999/003604
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German (de)
French (fr)
Inventor
Onur Tarhan
Original Assignee
Onur Tarhan
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Filing date
Publication date
Application filed by Onur Tarhan filed Critical Onur Tarhan
Publication of WO2000035361A1 publication Critical patent/WO2000035361A1/en

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/84—Fasteners therefor or fasteners being internal fixation devices
    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
    • A61B17/8685—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor comprising multiple separate parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/72—Intramedullary pins, nails or other devices
    • A61B17/7233—Intramedullary pins, nails or other devices with special means of locking the nail to the bone
    • A61B17/7258—Intramedullary pins, nails or other devices with special means of locking the nail to the bone with laterally expanding parts, e.g. for gripping the bone
    • A61B17/7266—Intramedullary pins, nails or other devices with special means of locking the nail to the bone with laterally expanding parts, e.g. for gripping the bone with fingers moving radially outwardly

Definitions

  • the invention relates to a bone screw according to the preamble of patent claim 1.
  • Bone screws or fixation elements are preferably used in the reconstructive surgery of the spine or the femoral neck.
  • a bone-fixing screw pin is already known, which is used to break broken
  • This screw pin has a front threaded part, which is screwed into a bone, and a rear part without thread, which is bent like a loop and thereby forms an opening into which parts of a locking element can be inserted.
  • a plate which conforms to and is connected to the femur (US Pat. No. 5,810,821).
  • This plate has at its upper end an oblique sleeve into which a screw can be inserted.
  • a screw is also inserted into the sleeve, which is screwed into the head of the femoral neck.
  • a bone screw with several axes which has a partially spherical head, which is cut off at the top and has a recess
  • a bone screw which has a head region and a shaft region, the shaft region being provided with a special recess at its end (US Pat. No. 5,797,914). Thanks to the special recess, the screw can be easily screwed into bone.
  • Another known bone screw has a thread on the outside of its lower shaft part, this shaft having a blind hole on the inside (US Pat. No. 5,743,914). The thread consists of threads of different diameters. In this blind hole, which is hexagonal, a tool can be inserted which drives the screw into bone material.
  • a fixator for restoring fractures and arthroplastics of the skeleton which has a holder which is set at an angle with respect to the head of the corresponding screw and has a recess with a sector-shaped cross section (DE 195 34 136 AI).
  • a first screw is screwed into a head bore, a second screw lying perpendicular to the axis of this screw.
  • the task of the known fixator is to obtain a sufficiently rigid device when joining bone fragments, which ensures a perfect rotation and translation blocking of connecting rods.
  • a lock is provided in order to prevent or make it difficult to pull this screw out (US-A-5 478 342).
  • the bone screw can be hollow, a wire spring being inserted into the cavity of the bone screw before the bone screw is used.
  • This wire spring which has ends that are angled outwards, acts as an anchoring element in the bone, because the screw and wire spring form a kind of expansion dowel.
  • End is provided with an attached thread.
  • a rod-shaped tool can be pushed through this sleeve, with which the screwed-on thread can be actuated in the direction of the screw head.
  • the bone screw is not anchored by enlarging the thread arranged vertically to the longitudinal axis of the screw, but by tightening this thread firmly in the direction of the screw
  • the object of the invention is to anchor a bone screw in a metered manner in a bone without substantially changing the forces parallel to the longitudinal axis of the screw.
  • the invention thus relates to a bone screw which is used to join broken bones.
  • a bone screw which is used to join broken bones.
  • two vertebrae of a spine or a femur can be connected to a broken neck bone.
  • the bone screw is screwed into the bone using an external thread. Then it is locked with the help of bolts that emerge laterally from the shaft of the bone screw as soon as an element located in this shaft is turned from the outside.
  • the advantage achieved by the invention is, in particular, that a bone screw, once screwed into a bone, is locked by simply actuating a threaded rod located in the bone screw, in that the bone screw extends anchoring pins. This prevents loosening of the bone screw.
  • FIG. 1 shows a side view of a bone screw
  • Fig. 2 is a view of the bone screw of FIG. 1, but 90 degrees around
  • FIG. 3 shows a top view of the bone screw shown in FIG. 1;
  • Fig. 4 is a longitudinal section A-A through the bone screw shown in Fig. 3;
  • Fig. 5 is an enlarged view of an area in which a threaded rod in a
  • Gear roller engages 6 shows a bone screw in which the bolts act as a lock nut; 7 shows a front view of lumbar vertebrae with sacrum, a bone screw being driven into two lumbar vertebrae; FIG. 8 shows a side view of the illustration according to FIG. 7;
  • Fig. 9 shows an application of the bone screw for connecting parts of a Femoral bone
  • 10 shows a section BB according to FIG. 9.
  • FIG. 1 shows a bone screw 1 according to the invention, which has a shaft 2 with a self-tapping external thread 3 and a hexagon head 4.
  • the lower end of the shaft is closed with a cone 5, the tip of which points downwards.
  • Two bolts 6, 7 protrude from the shaft 2, the longitudinal axes of which are at a distance a from one another, these longitudinal axes being offset by 90 degrees.
  • the conical tip of the pin 6 is designated by the reference number 8, while the corresponding tip of the pin 7 is designated by 9.
  • FIG. 2 shows the same bone screw 1 as shown in FIG. 1, but by 90
  • FIG. 3 shows a view from above of the bone screw 1, specifically in the position of FIG. 1.
  • the hexagonal head 4 and the tips 8, 9 of the bolts 6, 7 can be seen here.
  • a bore 10 can be seen in the center of the hexagon head 4, in which there is a threaded rod 13, the head 11 of which is provided with a hexagon hole 12.
  • the tips 8, 9 of the bolts 6, 7 are arranged offset by an amount b about the central axes of the hexagon head 4.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section A-A according to FIG. 3 through the bone screw 1.
  • the threaded rod 13 is provided with an external thread 14 which is in engagement with a first gear roller 15 and a second gear roller 16. Both gear rollers 15, 16 are connected in one piece to the bolts 6, 7, these bolts
  • the bolt 6 wears a thread on the outside.
  • the bolt 6 is shown in the retracted state in FIG. 4 and is designated 6 ". Its extended state is shown in dashed lines and labeled 6 '. Of the threads of the bolts 6, 7, only the thread 17 of the bolt 6 can be seen.
  • Bolts 6, 7 and gear rollers 15, 16 are guided through transverse bores 18, 19 of the shaft 2, an area of a transverse bore 18, 19 being provided with an internal thread 20.
  • the distance x 2 of the internal thread 20 from the bore 10 for the threaded rod 13 is as large as the maximum distance of the tip 8 'of the bolt 6' from the outer jacket of the shaft 2.
  • FIG. 5 shows an enlarged section X of FIG. 4.
  • part of the external thread of the threaded rod 13 and the teeth of the gear roller 15 are shown in more detail in the area in which they mesh. You can see the
  • the gaps between the teeth 24, 25, 26 of the gear roller 15 are designated 22, 23.
  • the operation of the bone screw 1 shown in FIGS. 1 to 5 is as follows.
  • gear rollers 15, 16 are integrally connected to the bolts 6, 7 and these bolts have an external thread which engages in an internal thread 20 of the bone screw 1, these bolts 6, 7 are displaced along their longitudinal axes when they are rotated. For the bolt 6, the displacement movement is indicated by the arrow 35. Since this also shifts the gear rollers 15, 16 along their longitudinal axes, it is necessary to match the external threads of the bolts 6, 7 with the internal thread of the shaft so that they have the same coordination as the teeth of the gear rollers 15, 16 with the external thread of the threaded rod 13.
  • FIG. 6 shows a variant of the bone screw shown in FIGS. 1 to 5, as can be used in the case of a broken bone, namely in a screwed-in condition.
  • the bone screw 1 shown in FIG. 6 has a round head 50 which rests on a recess in a plate 51. Broken bone parts are held together by this plate. The fracture point of the bone could lie approximately on the right edge of the illustration in FIG. 6.
  • the plate 51 must then be thought to be continued to the right, a further bone screw being provided in the right continuation, which engages in the bone in the same way as the bone screw shown. Since the representation of the second screw is a mirror-image representation of the first, this representation is dispensed with.
  • the shaft 2 which is screwed through its external thread 3 through a bone cortex 57 and projects into the bone marrow 52.
  • a bore in which the threaded rod 13 is located runs again centrally to the round head 50 and to the shaft 2. Due to its own rotational movement, the threaded rod 13 moves two bolts 53, 54, the longitudinal axis of which, however, does not run perpendicular to the longitudinal axis of the threaded rod 13, but rather at a predetermined angle ⁇ or ⁇ . With their tips 55, 56 these bolts abut against the underside of the bone cortex 57 on which the plate 51 rests.
  • the bolts 53, 54 moved out thus perform the function of a lock nut for the bone screw 1.
  • FIG. 7 shows several lumbar vertebrae 60 to 64 of a spine as well as a sacrum 65 and a coccyx 66 in a view from the front.
  • a support rod 67 can be seen to the side of the lumbar vertebrae 61 to 63, on which a web 68 rests, which supports the head 4 of the bone screw 1.
  • the shaft 2 of the bone screw 1 has a total of four bolts 70 to 73 instead of two.
  • a second bone screw 75 is connected to the vertebra 61.
  • This bone screw 75 has a head 76 and a shaft 77, the shaft being provided with four bolts 78 to 81.
  • the spinous processes 82, 83, 84, 85, 86 of the spine on the right side are partially covered because of the web 68 and the screw heads 4, 76.
  • the spinous processes 91 to 94 on the left side are exposed.
  • FIG. 8 shows the lumbar vertebrae 60 to 64 in a side view.
  • the two bone screws 1 and 75 rest on the webs 68 and 89, the webs 68, 89 being displaceable along the support rods 67, 88. Due to the firm anchoring of the bone screw in the lumbar vertebrae 61, 63, it is practically impossible that the lumbar vertebrae 61, 63 can change their relative position to one another. Without this firm anchoring, it would be possible to move the
  • Parts 68, 67, 88, 89 existing device in the manner of a parallelogram are not excluded.
  • Fig. 9 shows an application of a bone screw 103 for the connection of a broken femoral neck bone. Between a femoral neck 100 and one
  • a fracture 102 in the femur 101 which is bridged by means of the bone screw 103.
  • the bone screw 103 there are four obliquely arranged bolts 104 to 107.
  • 108 denotes an intramedullary nail which has been driven into the femur 101 and fastened in it with a cement.
  • a screw 109 with a head 110 and a leg is located in the lower region of the bone 101. It locks the lower end of the intramedullary nail 108.
  • the bone screw 103 thus connects the femoral neck 100 to the femur 101 and the intramedullary nail 108.
  • FIG. 10 shows a view of the bone screw 103 in the viewing direction B-B.
  • the four bolts 104 to 107, a hexagonal head 111 and a hexagonal bore 112 can be seen here.
  • the broken lines I and II indicate the limits of the cut according to FIG. 9.

Abstract

The invention relates to a bone screw that is used to join parts of broken bones. Two vertebrae from the spinal column can be joined together or the femur can, for instance, be joined to a broken collum, using said screw. The bone screw is screwed into bone by means of an outer thread. It is then blocked with the aid of bolts that protrude laterally from the shank of the bone screw when an element arranged in said shaft is rotated from the outside.

Description

KNOCHENSCHRAUBE BONE SCREW
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Knochenschraube nach dem Oberbegriff des Patentan- Spruchs 1.The invention relates to a bone screw according to the preamble of patent claim 1.
Knochenschrauben bzw. Fixationselemente werden vorzugsweise in der Wiederherstellungschirurgie der Wirbelsäule oder des Schenkelhalsknochens eingesetzt.Bone screws or fixation elements are preferably used in the reconstructive surgery of the spine or the femoral neck.
Es ist bereits ein knochenfixierender Schraubstift bekannt, der dazu dient, gebrocheneA bone-fixing screw pin is already known, which is used to break broken
Knochen zusammenzufügen (US-PS 5 810 814). Dieser Schraubstift weist einen vorderen Gewindeteil auf, der in einen Knochen eingeschraubt wird, sowie einen hinteren Teil ohne Gewinde, der nach Art einer Schlaufe umgebogen ist und hierdurch eine Öffnung bildet, in welche Teile eines Verriegelungselements eingeführt werden kön- nen.Assemble bones (U.S. Patent 5,810,814). This screw pin has a front threaded part, which is screwed into a bone, and a rear part without thread, which is bent like a loop and thereby forms an opening into which parts of a locking element can be inserted.
Bei einer anderen bekannten Knochen-Fixierungsschraube, die insbesondere für die Fixierung eines Oberschenkelknochens geeignet ist, ist eine Platte vorgesehen, die sich an den Oberschenkelknochen anschmiegt und mit diesem verbunden wird (US-PS 5 810 821). Diese Platte weist an ihrem oberen Ende eine schräg verlaufende Hülse auf, in die eine Schraube eingeführt werden kann. In die Hülse ist auch eine Schraube geführt, die in den Kopf des Oberschenkelhalses eingeschraubt ist.In another known bone fixation screw, which is particularly suitable for the fixation of a femur, a plate is provided which conforms to and is connected to the femur (US Pat. No. 5,810,821). This plate has at its upper end an oblique sleeve into which a screw can be inserted. A screw is also inserted into the sleeve, which is screwed into the head of the femoral neck.
Weiterhin ist eine Knochenschraube mit mehreren Achsen bekannt, die einen teilweise sphärischen Kopf aufweist, der oben abgeschnitten ist und eine Ausnehmung aufweistFurthermore, a bone screw with several axes is known, which has a partially spherical head, which is cut off at the top and has a recess
(US-PS 5 797 911). In diesen Kopf ist eine Schraube nach Art eines Kugelgelenks drehbar, sodass sie verschiedene Achsstellungen einnehmen kann.(U.S. Patent 5,797,911). A screw can be rotated into this head in the manner of a ball joint, so that it can assume various axis positions.
Es ist ferner eine Knochenschraube bekannt, die einen Kopf- und einen Schaftbereich aufweist, wobei der Schaftbereich an seinem Ende mit einer besonderen Ausnehmung versehen ist (US-PS 5 797 914). Durch die besondere Ausnehmung kann die Schraube leicht in Knochen eingeschraubt werden. Eine weitere bekannte Knochenschraube besitzt auf der Außenseite ihres unteren Schaftteils ein Gewinde, wobei dieser Schaft innen ein Sackloch aufweist (US-PS 5 743 914). Das Gewinde besteht dabei aus Gewindegängen unterschiedlichen Durch- messers. In dieses Sackloch, das hexagonal ausgebildet ist, kann ein Werkzeug eingeführt werden, welches die Schraube in Knochenmaterial eintreibt.A bone screw is also known which has a head region and a shaft region, the shaft region being provided with a special recess at its end (US Pat. No. 5,797,914). Thanks to the special recess, the screw can be easily screwed into bone. Another known bone screw has a thread on the outside of its lower shaft part, this shaft having a blind hole on the inside (US Pat. No. 5,743,914). The thread consists of threads of different diameters. In this blind hole, which is hexagonal, a tool can be inserted which drives the screw into bone material.
Des Weiteren ist auch noch ein Fixateur zur Widerherstellung von Brüchen und Ar- throplastiken des Skeletts bekannt, der einen Halter aufweist, welcher bezüglich des Kopfes der entsprechenden Schraube winklig eingestellt ist und eine Aussparung von kreissektorförmigem Querschnitt aufweist (DE 195 34 136 AI). Bei diesem Fixateur ist in einer Kopfbohrung eine erste Schraube eingeschraubt, wobei senkrecht zu der Achse dieser Schraube ein zweite Schraube liegt. Aufgabe des bekannten Fixateurs ist es, beim Zusammenfügen von Knochenfragmenten eine ausreichend steife Vorrichtung zu erhalten, die eine perfekte Rotations- und Translationsblockierung von Verbindungsstangen sicherstellt.Furthermore, a fixator for restoring fractures and arthroplastics of the skeleton is also known, which has a holder which is set at an angle with respect to the head of the corresponding screw and has a recess with a sector-shaped cross section (DE 195 34 136 AI). In this fixator, a first screw is screwed into a head bore, a second screw lying perpendicular to the axis of this screw. The task of the known fixator is to obtain a sufficiently rigid device when joining bone fragments, which ensures a perfect rotation and translation blocking of connecting rods.
Bei einer anderen bekannten Knochenschraube ist eine Verriegelung vorgesehen, um das Herausziehen dieser Schraube zu verhindern oder zu erschweren (US-A-5 478 342). Die Knochenschraube kann hierbei hohl sein, wobei vor dem Einsatz der Knochenschraube eine Drahtfeder in die Aushöhlung der Knochenschraube eingeführt wird. Diese Drahtfeder, die nach außen abgewinkelte Enden hat, wirkt als Verankerungselement im Knochen, denn Schraube und Drahtfeder bilden eine Art Spreizdübel. Allerdings ist es nicht möglich, die Drahtfeder dosiert mittels eines Schraubenziehers in die Höhlung der Knochenschraube einzubringen und die Verankerungskraft individuell einzustellen.In another known bone screw, a lock is provided in order to prevent or make it difficult to pull this screw out (US-A-5 478 342). The bone screw can be hollow, a wire spring being inserted into the cavity of the bone screw before the bone screw is used. This wire spring, which has ends that are angled outwards, acts as an anchoring element in the bone, because the screw and wire spring form a kind of expansion dowel. However, it is not possible to insert the wire spring into the cavity of the bone screw in a metered manner using a screwdriver and to individually adjust the anchoring force.
Schließlich ist eine weitere Knochenschraube bekannt, die so ausgebildet ist, dass sie fest im Knochen verankert werden kann (US-A-5 122 133). Diese Knochenschraube weist eine Hülse mit einem Schraubenkopf auf, die außen überwiegend glatt und amFinally, another bone screw is known which is designed so that it can be firmly anchored in the bone (US Pat. No. 5,122,133). This bone screw has a sleeve with a screw head that is predominantly smooth and am on the outside
Ende mit einem aufgestülpten Gewinde versehen ist. Durch diese Hülse kann ein stab- förmiges Werkzeug geschoben werden, mit dem das aufgestülpte Gewinde in Richtung auf den Schraubenkopf betätigbar ist. Die Verankerung der Knochenschraube erfolgt hierbei nicht durch eine Vergrößerung des vertikal zur Längsachse der Schraube ange- ordneten Gewindes, sondern durch festes Anziehen dieses Gewindes in Richtung derEnd is provided with an attached thread. A rod-shaped tool can be pushed through this sleeve, with which the screwed-on thread can be actuated in the direction of the screw head. The bone screw is not anchored by enlarging the thread arranged vertically to the longitudinal axis of the screw, but by tightening this thread firmly in the direction of the
Schraubenlängsachse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Knochenschraube dosierbar in einem Knochen zu verankern, ohne hierbei die Kräfte parallel zur Längsachse der Schraube wesentlich zu verändern.Longitudinal screw axis. The object of the invention is to anchor a bone screw in a metered manner in a bone without substantially changing the forces parallel to the longitudinal axis of the screw.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the features of claim 1.
Die Erfindung betrifft also eine Knochenschraube, die zum Zusammenfügen gebrochener Knochen dient. Beispielsweise können zwei Wirbel einer Wirbelsäule oder ein Oberschenkelknochen mit einem abgebrochenen Halsknochen verbunden werden. Die Knochenschraube wird hierbei in den Knochen mittels eines Außengewindes eingeschraubt. Sodann wird sie mit Hilfe von Bolzen arretiert, die seitlich aus dem Schaft der Knochenschraube treten, sobald ein in diesem Schaft befindliches Element von außen gedreht wird.The invention thus relates to a bone screw which is used to join broken bones. For example, two vertebrae of a spine or a femur can be connected to a broken neck bone. The bone screw is screwed into the bone using an external thread. Then it is locked with the help of bolts that emerge laterally from the shaft of the bone screw as soon as an element located in this shaft is turned from the outside.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass eine einmal in einen Knochen hineingeschraubte Knochenschraube durch einfaches Betätigen eines in der Knochenschraube befindlichen Gewindestabs arretiert wird, indem die Knochenschraube Verankerungsstifte ausfährt. Ein Lockern der Knochenschraube wird hierdurch ausgeschlossen.The advantage achieved by the invention is, in particular, that a bone screw, once screwed into a bone, is locked by simply actuating a threaded rod located in the bone screw, in that the bone screw extends anchoring pins. This prevents loosening of the bone screw.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Knochenschraube;1 shows a side view of a bone screw;
Fig. 2 eine Ansicht der Knochenschraube gemäß Fig. 1, jedoch um 90 Grad um dieFig. 2 is a view of the bone screw of FIG. 1, but 90 degrees around
Längsachse gedreht Fig. 3 eine Draufsicht auf die in der Fig. 1 gezeigte Knochenschraube; Fig. 4 ein Längsschnitt A-A durch die in der Fig. 3 gezeigte Knochenschraube; Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs, in dem ein Gewindestab in eineFIG. 3 shows a top view of the bone screw shown in FIG. 1; Fig. 4 is a longitudinal section A-A through the bone screw shown in Fig. 3; Fig. 5 is an enlarged view of an area in which a threaded rod in a
Zahnradwalze eingreift; Fig. 6 eine Knochenschraube, bei der die Bolzen als Gegenmutter wirken; Fig. 7 eine Vorderansicht von Lendenwirbeln mit Kreuzbein, wobei in zwei Lendenwirbel eine Knochenschraube eingetrieben ist; Fig. 8 eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 7;Gear roller engages; 6 shows a bone screw in which the bolts act as a lock nut; 7 shows a front view of lumbar vertebrae with sacrum, a bone screw being driven into two lumbar vertebrae; FIG. 8 shows a side view of the illustration according to FIG. 7;
Fig. 9 eine Anwendung der Knochenschraube zum Verbinden von Teilen eines Schenkelhalsknochens; Fig. 10 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 9.Fig. 9 shows an application of the bone screw for connecting parts of a Femoral bone; 10 shows a section BB according to FIG. 9.
In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Knochenschraube 1 dargestellt, die einen Schaft 2 mit einem selbstschneidenden Außengewinde 3 sowie einen Sechskantkopf 4 aufweist. Das untere Ende des Schafts ist mit einem Kegel 5 abgeschlossen, dessen Spitze nach unten zeigt.1 shows a bone screw 1 according to the invention, which has a shaft 2 with a self-tapping external thread 3 and a hexagon head 4. The lower end of the shaft is closed with a cone 5, the tip of which points downwards.
Aus dem Schaft 2 ragen zwei Bolzen 6, 7 heraus, deren Längsachsen einen Abstand a voneinander haben, wobei diese Längsachsen um 90 Grad versetzt sind. Diese BolzenTwo bolts 6, 7 protrude from the shaft 2, the longitudinal axes of which are at a distance a from one another, these longitudinal axes being offset by 90 degrees. These bolts
6, 7 können in den Schaft 2 hinein- und aus diesem herausbewegt werden. Die kegelförmige Spitze des Bolzens 6 ist mit der Bezugszahl 8 bezeichnet, während die entsprechende Spitze des Bolzens 7 mit 9 bezeichnet ist.6, 7 can be moved into and out of the shaft 2. The conical tip of the pin 6 is designated by the reference number 8, while the corresponding tip of the pin 7 is designated by 9.
In der Fig. 2 ist die gleiche Knochenschraube 1 wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch um 902 shows the same bone screw 1 as shown in FIG. 1, but by 90
Grad um ihre Längsachse gedreht. Der obere Bolzen 7 ist nun auf der linken Seite zu erkennen, während von dem unteren Bolzen 6 weder die Spitze 8 noch der Gewindeteil zu sehen sind. Man erkennt jedoch die Rückseite einer Zahnradwalze 16, die mit dem Bolzen 6 in Verbindung steht.Degrees rotated around its longitudinal axis. The upper bolt 7 can now be seen on the left-hand side, while neither the tip 8 nor the threaded part can be seen from the lower bolt 6. However, one can see the back of a gear roller 16, which is connected to the bolt 6.
In der Fig. 3 ist eine Ansicht von oben auf die Knochenschraube 1 gezeigt, und zwar in der Position der Fig. 1. Man erkennt hierbei den Sechskantkopf 4 und die Spitzen 8, 9 der Bolzen 6, 7.FIG. 3 shows a view from above of the bone screw 1, specifically in the position of FIG. 1. The hexagonal head 4 and the tips 8, 9 of the bolts 6, 7 can be seen here.
Außerdem ist in der Mitte des Sechskantkopfs 4 eine Bohrung 10 zu erkennen, in welcher sich ein Gewindestab 13 befindet, dessen Kopf 11 mit einem Sechskantloch 12 versehen ist.In addition, a bore 10 can be seen in the center of the hexagon head 4, in which there is a threaded rod 13, the head 11 of which is provided with a hexagon hole 12.
Die Spitzen 8, 9 der Bolzen 6, 7 sind um einen Betrag b um die Mittenachsen des Sechskantkopfs 4 versetzt angeordnet.The tips 8, 9 of the bolts 6, 7 are arranged offset by an amount b about the central axes of the hexagon head 4.
Die Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt A-A gemäß Fig. 3 durch die Knochenschraube 1. Der Gewindestab 13 ist mit einem Außengewinde 14 versehen, das mit einer ersten Zahnradwalze 15 und einer zweiten Zahnradwalze 16 in Eingriff steht. Beide Zahn- radwalzen 15, 16 sind einstückig mit den Bolzen 6, 7 verbunden, wobei diese BolzenFIG. 4 shows a longitudinal section A-A according to FIG. 3 through the bone screw 1. The threaded rod 13 is provided with an external thread 14 which is in engagement with a first gear roller 15 and a second gear roller 16. Both gear rollers 15, 16 are connected in one piece to the bolts 6, 7, these bolts
6, 7 auf ihrer Außenseite ein Gewinde tragen. Der Bolzen 6 ist in der Fig. 4 im eingefahrenen Zustand dargestellt und mit 6" bezeichnet. Sein ausgefahrener Zustand ist gestrichelt dargestellt und mit 6' bezeichnet. Von den Gewinden der Bolzen 6, 7 ist nur das Gewinde 17 des Bolzens 6 zu erkennen. Bolzen 6, 7 und Zahnradwalzen 15, 16 sind durch Querbohrungen 18, 19 des Schafts 2 geführt, wobei ein Bereich einer Querbohrung 18, 19 mit einem Innengewinde 20 versehen ist. Der Abstand x2 des Innenge- windes 20 von der Bohrung 10 für den Gewindestab 13 ist ebenso groß wie der maximale Abstand der Spitze 8' des Bolzens 6' vom Außenmantel des Schafts 2.6, 7 wear a thread on the outside. The bolt 6 is shown in the retracted state in FIG. 4 and is designated 6 ". Its extended state is shown in dashed lines and labeled 6 '. Of the threads of the bolts 6, 7, only the thread 17 of the bolt 6 can be seen. Bolts 6, 7 and gear rollers 15, 16 are guided through transverse bores 18, 19 of the shaft 2, an area of a transverse bore 18, 19 being provided with an internal thread 20. The distance x 2 of the internal thread 20 from the bore 10 for the threaded rod 13 is as large as the maximum distance of the tip 8 'of the bolt 6' from the outer jacket of the shaft 2.
Die Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt X der Fig. 4. Hierbei sind ein Teil des Außengewindes des Gewindestabs 13 und die Zähne der Zahnradwalze 15 in demjeni- gen Bereich näher dargestellt, in den sie ineinandergreifen. Man erkennt hierbei dieFIG. 5 shows an enlarged section X of FIG. 4. Here, part of the external thread of the threaded rod 13 and the teeth of the gear roller 15 are shown in more detail in the area in which they mesh. You can see the
Zähne 24, 25, 26 der Zahnradwalze 15 sowie die Gewindeteile 40, 41, 42 des Gewindestabs 11. Die Lücken zwischen den Zähnen 24, 25, 26 der Zahnradwalze 15 sind mit 22, 23 bezeichnet.Teeth 24, 25, 26 of the gear roller 15 and the threaded parts 40, 41, 42 of the threaded rod 11. The gaps between the teeth 24, 25, 26 of the gear roller 15 are designated 22, 23.
Die Funktionsweise der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Knochenschraube 1 ist wie folgt.The operation of the bone screw 1 shown in FIGS. 1 to 5 is as follows.
Mit einem Sechskantschlüssel, der in die Öffnung 12 des Kopfs 11 des Gewindestabs 13 wird, wird der Gewindestab 13 in Richtung des Pfeils 21 gedreht, wodurch er mit seinem Außengewinde in die Lücken der Zähne der Zahnradwalzen 15, 16 eingreift und diese im Sinne der Pfeile 32, 33 dreht. Der Drehsinn der Zahnradwalzen 15, 16 kehrt sich um, wenn der Gewindestab 13 in einer anderen Richtung gedreht wird.With a hexagon wrench, which is in the opening 12 of the head 11 of the threaded rod 13, the threaded rod 13 is rotated in the direction of arrow 21, whereby it engages with its external thread in the gaps of the teeth of the gear rollers 15, 16 and these in the direction of the arrows 32, 33 rotates. The direction of rotation of the gear rollers 15, 16 is reversed when the threaded rod 13 is rotated in a different direction.
Da die Zahnradwalzen 15, 16 integral mit den Bolzen 6, 7 verbunden sind und diese Bolzen ein Außengewinde haben, das in ein Innengewinde 20 der Knochenschraube 1 eingreift, werden diese Bolzen 6, 7 entlang ihrer Längsachsen verschoben, wenn sie gedreht werden. Für den Bolzen 6 ist die Verschiebebewegung durch den Pfeil 35 angedeutet. Da hierdurch auch die Zahnradwalzen 15, 16 entlang ihrer Längsachsen verschoben werden, ist es erforderlich, die Außengewinde der Bolzen 6, 7 mit dem Innengewinde des Schafts so abzustimmen, dass sie die gleiche Abstimmung haben wie die Zähne der Zahnradwalzen 15, 16 mit dem Außengewinde des Gewindestabs 13.Since the gear rollers 15, 16 are integrally connected to the bolts 6, 7 and these bolts have an external thread which engages in an internal thread 20 of the bone screw 1, these bolts 6, 7 are displaced along their longitudinal axes when they are rotated. For the bolt 6, the displacement movement is indicated by the arrow 35. Since this also shifts the gear rollers 15, 16 along their longitudinal axes, it is necessary to match the external threads of the bolts 6, 7 with the internal thread of the shaft so that they have the same coordination as the teeth of the gear rollers 15, 16 with the external thread of the threaded rod 13.
In der Fig. 4 sind zwei Zahnradwalzen 16, 15 mit jeweils einem Bolzen 6, 7 dargestellt, doch können auch nur eine Zahnradwalze oder mehr als zwei Zahnradwalzen und damit Bolzen vorgesehen sein.4 shows two gear rollers 16, 15, each with a bolt 6, 7, but only one gear roller or more than two gear rollers and thus bolts can also be provided.
In der Fig. 6 ist eine Variante der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Knochenschraube dargestellt, wie sie bei einem Knochenbruch zum Einsatz kommen kann, und zwar in einem eingeschraubten Zustand. Die in der Fig. 6 dargestellte Knochenschraube 1 weist einen Rundkopf 50 auf, der auf einer Aussparung einer Platte 51 aufliegt. Durch diese Platte werden gebrochene Knochenteile zusammengehalten. Die Bruchstelle des Knochens könnte etwa am rechten Rand der Darstellung der Fig. 6 liegen. Die Platte 51 muss dann nach rechts fortgeführt gedacht werden, wobei in der rechten Fortführung eine weitere Knochenschraube vorgesehen ist, die in gleicher Weise wie die dargestellte Knochenschraube in den Knochen eingreift. Da es sich bei der Darstellung der zweiten Schraube um eine spiegelbildliche Darstellung der ersten handelt, wird auf diese Darstellung verzichtet. Unterhalb der Platte 51 erkennt man den Schaft 2, der mittels seines Außengewindes 3 durch einen Knochenkortikalis 57 geschraubt ist und in das Knochenmark 52 hineinragt. Zentrisch zum Rundkopf 50 und zum Schaft 2 verläuft wieder eine Bohrung, in der sich der Gewindestab 13 befindet. Der Gewindestab 13 bewegt aufgrund seiner eigenen Drehbewegung zwei Bolzen 53, 54, deren Längsachse allerdings nicht senkrecht zur Längsachse des Gewindestabs 13 verläuft, sondern in einem vorgegebenen Winkel α bzw. ß. Mit ihren Spitzen 55, 56 stoßen diese Bolzen gegen die Unterseite des Knochens Kortikalis 57, auf dem die Platte 51 ruht.FIG. 6 shows a variant of the bone screw shown in FIGS. 1 to 5, as can be used in the case of a broken bone, namely in a screwed-in condition. The bone screw 1 shown in FIG. 6 has a round head 50 which rests on a recess in a plate 51. Broken bone parts are held together by this plate. The fracture point of the bone could lie approximately on the right edge of the illustration in FIG. 6. The plate 51 must then be thought to be continued to the right, a further bone screw being provided in the right continuation, which engages in the bone in the same way as the bone screw shown. Since the representation of the second screw is a mirror-image representation of the first, this representation is dispensed with. Below the plate 51 one can see the shaft 2, which is screwed through its external thread 3 through a bone cortex 57 and projects into the bone marrow 52. A bore in which the threaded rod 13 is located runs again centrally to the round head 50 and to the shaft 2. Due to its own rotational movement, the threaded rod 13 moves two bolts 53, 54, the longitudinal axis of which, however, does not run perpendicular to the longitudinal axis of the threaded rod 13, but rather at a predetermined angle α or β. With their tips 55, 56 these bolts abut against the underside of the bone cortex 57 on which the plate 51 rests.
Die herausbewegten Bolzen 53, 54 üben somit die Funktion einer Kontermutter für die Knochenschraube 1 aus.The bolts 53, 54 moved out thus perform the function of a lock nut for the bone screw 1.
Die Fig. 7 zeigt mehrere Lendenwirbel 60 bis 64 einer Wirbelsäule sowie ein Kreuzbein 65 und ein Steißbein 66 in einer Ansicht von vorn. Seitlich zu den Lendenwirbeln 61 bis 63 ist ein Stützstab 67 erkennbar, auf dem ein Steg 68 ruht, der den Kopf 4 der Knochenschraube 1 trägt. Der Schaft 2 der Knochenschraube 1 weist statt zwei insge- samt vier Bolzen 70 bis 73 auf.FIG. 7 shows several lumbar vertebrae 60 to 64 of a spine as well as a sacrum 65 and a coccyx 66 in a view from the front. A support rod 67 can be seen to the side of the lumbar vertebrae 61 to 63, on which a web 68 rests, which supports the head 4 of the bone screw 1. The shaft 2 of the bone screw 1 has a total of four bolts 70 to 73 instead of two.
In gleicher Weise wie die Knochenschraube 1 mit dem Wirbel 63 verbunden ist, ist eine zweite Knochenschraube 75 mit dem Wirbel 61 verbunden. Diese Knochenschraube 75 weist einen Kopf 76 und einen Schaft 77 auf, wobei der Schaft mit vier Bolzen 78 bis 81 versehen ist.In the same way as the bone screw 1 is connected to the vertebra 63, a second bone screw 75 is connected to the vertebra 61. This bone screw 75 has a head 76 and a shaft 77, the shaft being provided with four bolts 78 to 81.
Von den auf der rechten Seite befindlichen Dornfortsätzen 82, 83, 84, 85, 86 der Wirbelsäule sind die Dornfortsätze 83, 84 und 85 wegen des Stegs 68 und der Schraubenköpfe 4, 76 teilweise verdeckt. Die Dornfortsätze 91 bis 94 auf der linken Seite liegen dagegen frei.Of the spinous processes 82, 83, 84, 85, 86 of the spine on the right side, the spinous processes 83, 84 and 85 are partially covered because of the web 68 and the screw heads 4, 76. The spinous processes 91 to 94 on the left side are exposed.
In der Fig. 8 sind die Lendenwirbel 60 bis 64 in einer Seitenansicht gezeigt. Man er- kennt hierbei, dass die beiden Knochenschrauben 1 und 75 auf den Stegen 68 bzw. 89 aufliegen, wobei die Stege 68, 89 entlang der Stützstäbe 67, 88 verschiebbar sind. Durch die feste Verankerung der Knochenschraube in den Lendenwirbeln 61, 63 ist es praktisch ausgeschlossen, dass die Lendenwirbel 61, 63 ihre relative Lage zueinander verändern können. Ohne diese feste Verankerung wäre ein Verschieben der aus den8 shows the lumbar vertebrae 60 to 64 in a side view. One knows here that the two bone screws 1 and 75 rest on the webs 68 and 89, the webs 68, 89 being displaceable along the support rods 67, 88. Due to the firm anchoring of the bone screw in the lumbar vertebrae 61, 63, it is practically impossible that the lumbar vertebrae 61, 63 can change their relative position to one another. Without this firm anchoring, it would be possible to move the
Teilen 68, 67, 88, 89 bestehenden Vorrichtung nach Art eine Parallelogramms nicht ausgeschlossen.Parts 68, 67, 88, 89 existing device in the manner of a parallelogram are not excluded.
Die Fig. 9 zeigt eine Anwendung einer Knochenschraube 103 für die Verbindung eines gebrochenen Schenkelhalsknochens. Zwischen einem Schenkelhals 100 und einemFig. 9 shows an application of a bone screw 103 for the connection of a broken femoral neck bone. Between a femoral neck 100 and one
Schenkelknochen 101 befindet sich eine Bruchstelle 102, die mittels der Knochenschraube 103 überbrückt wird. In der Knochenschraube 103 befinden sich vier schräg angeordnete Bolzen 104 bis 107. Mit 108 ist ein Marknagel bezeichnet, der in den Schenkelknochen 101 hineingetrieben und mit einem Kitt in diesem befestigt worden ist. Eine Schraube 109 mit Kopf 110 und Schenkel befindet sich im unteren Bereich des Knochens 101. Sie arretiert das untere Ende des Marknagels 108. Die Knochenschraube 103 verbindet somit den Schenkelhals 100 mit dem Schenkelknochen 101 und dem Marknagel 108.There is a fracture 102 in the femur 101, which is bridged by means of the bone screw 103. In the bone screw 103 there are four obliquely arranged bolts 104 to 107. 108 denotes an intramedullary nail which has been driven into the femur 101 and fastened in it with a cement. A screw 109 with a head 110 and a leg is located in the lower region of the bone 101. It locks the lower end of the intramedullary nail 108. The bone screw 103 thus connects the femoral neck 100 to the femur 101 and the intramedullary nail 108.
Die Fig. 10 zeigt eine Ansicht auf die Knochenschraube 103 in Blickrichtung B-B.10 shows a view of the bone screw 103 in the viewing direction B-B.
Man erkennt hierbei die vier Bolzen 104 bis 107, einen Sechskantkopf 111 sowie eine Sechskantbohrung 112. Mit den gestrichelten Linien I und II sind die Grenzen des Schnitts gemäß Fig. 9 angedeutet. The four bolts 104 to 107, a hexagonal head 111 and a hexagonal bore 112 can be seen here. The broken lines I and II indicate the limits of the cut according to FIG. 9.

Claims

Patentansprüche claims
1. Knochenschraube mit einem Schaft, gekennzeichnet durch1. Bone screw with a shaft, characterized by
1. 1 wenigstens einen Bolzen (6, 7), dessen Längsachse quer zur Längsachse des Schafts (2) verläuft;1. 1 at least one bolt (6, 7), the longitudinal axis of which extends transversely to the longitudinal axis of the shaft (2);
1.2 ein Betätigungsorgan (13), mit dem der Bolzen (6, 7) entlang seiner Längsachse verschiebbar ist.1.2 an actuator (13) with which the bolt (6, 7) is displaceable along its longitudinal axis.
2. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betäti- gungsorgan (13) ein Gewindestab (13) ist, der sich in einer Ausnehmung des2. Bone screw according to claim 1, characterized in that the actuating member (13) is a threaded rod (13) which is in a recess of the
Schafts (2) befindet.Shaft (2).
3. Knochenschraube nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (6, 7) mit einer Zahnradwalze (15, 16) verbunden ist.3. Bone screw according spoke 1, characterized in that the bolt (6, 7) is connected to a gear roller (15, 16).
4. Knochenschraube nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestab (13) ein Außengewinde aufweist, das in die Lücke der Zähne der Zahnradwalze (15, 16) eingreift.4. Bone screw according to claims 2 and 3, characterized in that the threaded rod (13) has an external thread which engages in the gap between the teeth of the gear roller (15, 16).
5. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestab (13) eine Öffnung (12) für einen Schlüssel aufweist.5. Bone screw according to claim 1, characterized in that the threaded rod (13) has an opening (12) for a key.
6. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Bolzens (6, 7) senkrecht zur Längsachse des Schafts (2) verläuft.6. Bone screw according to claim 1, characterized in that the longitudinal axis of the bolt (6, 7) extends perpendicular to the longitudinal axis of the shaft (2).
7. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Sechskantkopf (4) aufweist, der am oberen Ende des Schafts (2) vorgesehen ist.7. Bone screw according to claim 1, characterized in that it has a hexagon head (4) which is provided at the upper end of the shaft (2).
8. Knochenschraube nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Schaft (2) ein selbstschneidendes Außengewinde (3) aufweist. 8. Bone screw according to spoke 1, characterized in that the shaft (2) has a self-tapping external thread (3).
9. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (6, 7) auf seinem Umfang ein Außengewinde aufweist, welches in ein entsprechendes Innengewinde des Schafts (2) eingreift.9. Bone screw according to claim 1, characterized in that the bolt (6, 7) has on its circumference an external thread which engages in a corresponding internal thread of the shaft (2).
10. Knochenschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Bolzen (6, 7) vorgesehen sind, die in Bezug auf die Längsachse des Betätigungsorgans (13) einen Abstand voneinander aufweisen.10. Bone screw according to claim 1, characterized in that at least two bolts (6, 7) are provided which are at a distance from one another with respect to the longitudinal axis of the actuating member (13).
11. Knochenschraube nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Bolzen (6, 7) mit jeweils einer Zahnradwalze (15, 16) in Verbindung stehen und die Längsachsen der kombinierten Bolzen und Zahnradwalzen (6, 16 bzw. 7, 15) senkrecht aufeinander und senkrecht zur Längsachse des Betätigungsorgans (13) stehen.11. Bone screw according to claim 10, characterized in that the at least two bolts (6, 7) are each connected to a gear roller (15, 16) and the longitudinal axes of the combined bolts and gear rollers (6, 16 and 7, 15). are perpendicular to each other and perpendicular to the longitudinal axis of the actuator (13).
12. Knochenschraube nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schieber vorgesehen ist, der auf zwei Stegen (68, 69) verschiebbar ist, wobei der Schieber eine Durchbohrung aufweist, durch welche die Knochenschraube (1) mit ihrem Schaft (2) steckbar ist.12. Bone screw according to spoke 1, characterized in that a slide is provided which is displaceable on two webs (68, 69), the slide having a through-hole through which the bone screw (1) with its shaft (2) can be inserted .
13. Knochenschraube nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Schieber vorgesehen ist, der auf den gleichen Stegen (68, 69) verschiebbar ist und durch den eine zweite Knochenschraube (103)? mit ihrem Schaft steckbar ist.13. Bone screw according to claim 12, characterized in that a further slide is provided which is displaceable on the same webs (68, 69) and through which a second bone screw (103)? is pluggable with its shaft.
14. Knochenschraube nach Anspruch 12 und Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Knochenschraube in einen ersten Wirbel und die zweite Knochenschraube in einen zweiten Wirbel einer Wirbelsäule geschraubt ist. 14. Bone screw according to claim 12 and claim 13, characterized in that the first bone screw is screwed into a first vertebra and the second bone screw is screwed into a second vertebra of a spine.
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