WO2008077491A1 - Knochenschraube - Google Patents

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WO2008077491A1
WO2008077491A1 PCT/EP2007/010896 EP2007010896W WO2008077491A1 WO 2008077491 A1 WO2008077491 A1 WO 2008077491A1 EP 2007010896 W EP2007010896 W EP 2007010896W WO 2008077491 A1 WO2008077491 A1 WO 2008077491A1
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thread
head
bone screw
screw
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PCT/EP2007/010896
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Inventor
Dietmar Wolter
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Dietmar Wolter
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Publication date
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    • 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
    • A61B17/8605—Heads, i.e. proximal ends projecting from bone
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    • A61B17/8052—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates immobilised relative to screws by interlocking form of the heads and plate holes, e.g. conical or threaded
    • A61B17/8057—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates immobilised relative to screws by interlocking form of the heads and plate holes, e.g. conical or threaded the interlocking form comprising a thread
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    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
    • A61B17/8625—Shanks, i.e. parts contacting bone tissue
    • A61B17/863—Shanks, i.e. parts contacting bone tissue with thread interrupted or changing its form along shank, other than constant taper

Definitions

  • the invention relates to a bone screw with a shaft defining a longitudinal axis and a head designed as a thickening, wherein the shaft and head carry a thread, and a bone fixation system with a connection carrier and a bone screw.
  • Bone screws are used in bone fixation systems with a connector support to connect bone pieces together.
  • the connection carrier may be a bone plate, wherein the engaging in a hole of the bone plate screw head is usually locked angularly stable with the plate.
  • An angularly stable connection of bone screw and bone plate leads to a gain in stability of the entire assembly. If the screw head is locked in the plate hole, the transmission of forces and loads takes place over the entire length of the thread in the bone (Wolter et al., 1999, Universal Titanium Fixator internal - history of development, principle, mechanics, implant design and operative use, trauma and occupational disease Vol 1: 307- 319).
  • the acting loads and forces are distributed to the bone proportionally to the contact surface of the bone screw.
  • the effectiveness of the system ie the optimal large-area distribution of loads and forces, thus depends on the bone screw bone contact surface. Research has shown that the longest screws are the most effective. However, long screws are not always usable; Thus, the screw length is limited by the anatomy of the bone.
  • the thread of the screw head differs from that of the shaft.
  • the screw head of the angle stable blockable screw according to DE 198 58 889 Al an independent thread with a different thread geometry than that of the screw shank. At both threads functionally different requirements are made, which requires different design forms.
  • the thread in the region of the shaft which is commonly referred to as bone thread, serves to connect to the bone.
  • the bone thread is designed so that between the individual thread flanks a greater distance is given and at the same time the thickness of the thread base is reduced.
  • the ratio between the amount of bone material and the amount of implant material in favor of the bone is amount of material in the contact area has been moved. Since the implant material (eg steel-titanium), ie the bone screw, has much higher strength than the bone, this ratio described above is favorable for the transfer of forces and loads, without causing the destruction of the bone in the usual load range.
  • the bone thread ends in the neck region of the screw.
  • the neck area itself is often thicker than the core diameter of the screw and carries no thread itself. Studies have shown that the unthreaded neck area is a particularly critical area of the bone screws. In this area it can lead to fatigue fractures at too high a load.
  • the invention has for its object to provide a bone screw, which largely avoids the aforementioned disadvantages.
  • the invention solves this problem by a bone screw having the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims.
  • the bone thread of the shaft passes without interruption into the thread of the widening region of the head of the bone screw.
  • the screw according to the invention lacks the actual neck area.
  • the invention has recognized that the uninterrupted continuation of the thread from the shaft into the widening region of the head creates a larger bone screw / bone contact area and thereby better distribution and transmission of the loads and forces over the thus created larger load transfer area.
  • the thread has the thread pitch of the bone thread on the widening region of the bone screw head.
  • the thread depth of the thread at the widening region is less than the thread depth of the bone thread on the shaft.
  • the head region according to a preferred embodiment of the invention, a multi-barreled, for example, a doppelelläufi- ges, thread, wherein the thread pitch is maintained.
  • the bone thread of the screw has namely cut a thread in the wall of the bone hole, so that an edge of the double-lobed thread of the head here has a direct contact with the bone tissue.
  • the second thread of the double-barreled thread must cut itself into the bone independently.
  • the thread edges of the double-thread are self-tapping.
  • the dipping into the bone thread of the head may have elongated recesses to record if necessary bone material, which is formed during Einschneidevorgang.
  • the head region adjoining the shaft widens with respect to the longitudinal axis of the shaft at an angle of 10 to 28 degrees, preferably 12 to 25 degrees, more preferably 13.5 to 15.5 degrees, particularly preferably 14, 5 degrees and is preferably a countersunk or cone, lens head, ball head or bulb head.
  • the invention has recognized that within the aforementioned angular ranges, in particular within the preferred angular ranges, the unwanted chip formation described above can be largely avoided. This will confirmed by Examples 2 to 5. It is believed that the elongated head shape of the bone screw results in a more uniform and stronger compression of the reshaped material in the hole wall, and thus can effectively avoid chips that may leak out of the hole.
  • a further advantage of the head shape predetermined by the preferred angular ranges is the improved attachment of a tool engagement on the screw head, for example a Torx or hexagonal hole for receiving a suitable screwdriving tool. Since the screw head narrows slowly in the direction of the shaft, it is possible to make the receptacle for the tool, for example a screwdriver, deeper and therefore smaller in diameter, without weakening the wall in the head area. If the head of the bone screw is a cone, then the angle of the cone of the receptacle expediently corresponds to the angle of the head cone. The wall thickness between the seat and the outer contour remains unchanged.
  • trumpet-like design of the recess wherein the input of the tool attack is further and this width is reduced to the head inside trumpet-shaped. This ensures that the power transmission generated over a larger bearing surface and thus destruction of both the recording in the screw head and in the area of the tool, for. B. the blade of the screwdriver is avoided.
  • the invention furthermore relates to a fixation system for bones having a connection carrier with at least one through-hole into which the bone screw according to the invention is inserted, the connection of bones being fixed.
  • chenschraube with the connection carrier angle stable, preferably multi-directional angle stable, is.
  • FIG. 1 shows a bone screw according to the invention in front view
  • FIG. 2 shows a cross section of a bone screw according to the invention
  • Fig. 3 shows a cross section of an inventive
  • FIG. 4 shows a top screw head with hexagonal bus (a) and torx (b) receptacles, respectively;
  • Figure 5 is a screwed into a hole with a lip screw bone screw.
  • FIG. 6 shows the hole according to FIG. 5 after removal of the bone screw
  • FIG. 7 shows a further bone screw screwed into a hole with a lip
  • FIG. 8 shows the head part of the bone screw according to FIG. 6 after removal from the hole
  • FIGS. 1 and 2 show a bone screw 1 according to the invention in front view and in cross section.
  • the bone screw 1 has a shaft 2 with a bone thread 5 and a cone-shaped head 3 with a thread 4.
  • the bone thread 5 passes uninterrupted into the multi-barreled (double-barreled) thread 4 at the widening portion of the head 3, wherein the thread depth of the thread 4 is less than that of the bone thread 5.
  • the thread 4 has the same thread pitch as the bone thread 4.
  • a tool attack 6 is arranged in the form of a cone-shaped exception, in which a corresponding tool can engage.
  • FIG. 3 shows the bone screw 1 shown in FIGS. 1 and 2, which is screwed into a bone 8 and is blocked with its head 3 in a plate hole of a bone plate 7.
  • the formed by the head 3 material of the plate hole has been pressed into the hole wall and compacted the material at these points.
  • a screwing in or removal of the bone screw is possible via a tool engagement shown in FIG. 4 in the form of a receptacle for a hexagonal bus (a) or torx (b).
  • FIG. 5 shows a bone screw 1 according to Figures 1 to 3, which is locked in a plate hole with lip. From the plate hole rises a chip with a length of about 5 mm.
  • FIG. 6 corresponds to FIG. 5 and shows the plate hole after removal of the bone screw 1. The lip is recessed. An approximately 5 mm long chip is sheared off.
  • FIG. 7 corresponds to FIG. 5, wherein a bone screw according to the invention with a 14.5 ° conical head was used. From the plate hole no chip rises.
  • Figure 8 shows the head portion of the 14.5 ° conical-headed bone screw of Figure 7 after removal from the plate hole.
  • FIG. 9 corresponds to FIG. 7 and shows the plate hole in the bone plate after removal of the bone screw. There is no chip formation visible. The lip is only slightly caught.
  • FIG. 10 shows the screwing tests in a drilling device. On the left is the drilling device with the flexible one
  • Standard plates titanium 1 with 125x20x2,5 (LxWxH) a 12 holes. Screwing in bone screws (type tifix ® MINI 1 - Titanium 4 (high-strength pure titanium)) into artificial bones with different conical head geometry (14, 5 °, 16 °, 17.5 °) as well as ned penetration angles (5 °, 10 °). Tightening torque 2.5-3 Nm.

Abstract

Gegenstand- der Erfindung ist eine Knochenschraube mit einem eine Längsachse definierenden Schaft (2) und einem als Verdickung ausgeführten Kopf, wobei Schaft und Kopf ein Gewinde (4,5) tragen. Das Gewinde (5) des Schaftes (Knochengewinde) geht unterbrechungsfrei in das Gewinde (4) an dem sich an dem Schaft anschließenden und sich aufweitenden Bereich. (3) des Kopfes über. Als Folge liegt ein Teil des Gewinde tragenden Kopfes im Knochengewebe, wodurch eine größere Knochenschraube-Knochen-Kontaktfläche geschaffen wird und eine bessere Verteilung und Übertragung der Lasten und Kräfte erfolgt.

Description

Knochenschraube
Die Erfindung betrifft eine Knochenschraube mit einem eine Längsachse definierenden Schaft und einem als Verdickung ausgeführten Kopf, wobei Schaft und Kopf ein Gewinde tra- gen, sowie ein Fixationssystem für Knochen mit einem Verbindungsträger und einer Knochenschraube.
Knochenschrauben werden in Fixationssystemen für Knochen mit einem Verbindungsträger verwendet, um Knochenstücke miteinander zu verbinden.
Der Verbindungsträger kann eine Knochenplatte sein, wobei der in ein Loch der Knochenplatte eingreifende Schraubenkopf üblicherweise mit der Platte winkelstabil verblockt wird. Eine winkelstabile Verbindung von Knochenschraube und Knochenplatte führt zu einem Stabilitätsgewinn der gesamten Montage. Ist der Schraubenkopf im Plattenloch verblockt, erfolgt die Übertragung der Kräfte und Lasten über die gesamte Länge des im Knochen liegenden Gewindes (Wolter et al . , 1999, Universeller Titanfixateur interne - Entwicklungsgeschichte, Prinzip, Mechanik, Implantatgestaltung und operativer Einsatz, Trauma und Berufskrankheit Vol. 1: 307- 319) . Die einwirkenden Lasten und Kräfte werden proportional der Kontaktfläche der Knochenschraube auf den Knochen verteilt. Die Effektivität des Systems, d.h. die optimal großflächige Verteilung der Lasten und Kräfte, hängt also von der Knochenschrauben-Knochen-Kontaktfläche ab. Untersuchungen haben gezeigt, dass die längsten Schrauben die effektivsten sind. Lange Schrauben sind jedoch nicht immer verwendbar; so sind der Schraubenlänge durch die Anatomie der Knochen Grenzen gesetzt.
Aus DE 43 43 117 Al ist bekannt, dass die Winkelstabilität durch Materialumformung im Bereich der Kontaktflächen von Schraubenkopf und Plattenlochwand erreicht wird.
Bei der Umformung des Materials der Lochwand, welche gemäß DE 198 58 889 Al beispielsweise als Materiallippe gestaltet sein kann, ist eine Spanbildung möglich, wobei dieser Span aus der Plattenlocheingangsebene heraustreten kann. Dies wird aus Gründen der Verträglichkeit, nicht zuletzt weil es sich bei den Spänen um einen Fremdkörper handelt, der entsprechende Fremdkörper-Reaktionen im umliegenden Gewebe auslösen kann, ebenfalls als ein Nachteil angesehen. Zudem besteht die Gefahr, dass herausragende Späne das benachbarte Gewebe irritieren.
Bei Knochenschrauben der eingangs genannten Art unterscheidet sich üblicherweise das Gewinde des Schraubenkopfes von dem des Schaftes. So weist beispielsweise der Schraubenkopf der winkelstabil verblockbaren Schraube gemäß DE 198 58 889 Al ein eigenständiges Gewinde mit einer anderen Gewindegeometrie als das des Schraubenschaftes auf. An beide Gewinde werden funktionell unterschiedliche Anforderungen gestellt, was unterschiedliche Gestaltungsformen bedingt.
Das Gewinde im Bereich des Schaftes, das üblicherweise als Knochengewinde bezeichnet wird, dient der Verbindung zum Knochen. Das Knochengewinde ist so gestaltet, dass zwischen den einzelnen Gewindeflanken ein größerer Abstand gegeben ist und gleichzeitig die Dicke des Gewindegrundes reduziert ist. Dadurch ist das Verhältnis zwischen der Knochenmaterialmenge und der Implantatmaterialmenge zu Gunsten der Kno- chenmaterialmenge im Kontaktbereich verschoben. Da das Implantatmaterial (z.B. Stahl-Titan), d.h. die Knochenschraube, wesentlich höhere Festigkeit als der Knochen aufweist, ist dieses oben beschriebene Verhältnis günstig für die Ü- bertragung von Kräften und Lasten, ohne dass es zur Zerstörung des Knochens im gewöhnlichen Belastungsbereich kommt.
Im Bereich der Verbindung zwischen dem Schraubenkopf und den Platten finden sich andere Verhältnisse. Hier sind vergleichbar feste Materialien in Kontakt, z. B. Reintitan (Platte) mit einer Titanlegierung (Schraubenkopf) . Dadurch, dass Reintitan eine weiche und eine Titanlegierung härtere Materialeigenschaften hat, kommt es zu einer Materialumformung im Bereich der Plattenlochwand, wenn ein Gewinde tragender konischer Schraubenkopf aus einer Titanlegierung in das Plattenloch aus Reintitan hineingedreht wird. Das Gewinde am Schraubenkopf ist hier, im Gegensatz zum Knochengewinde der Schraube, so gefertigt, dass die Gewindeflanken kleinere Abstände und geringere Gewindetiefen aufweisen. Bei einer winkelstabilen Verbindung zwischen Knochenplatte und Schraube kommt es zu einer flächenhaften Lastübertragung im Kontaktbereich zwischen Implantat und Knochen.
In bisher angewandten Ausführungen winkelstabiler Platten- Knochenschrauben-Verbindungen endet das Knochengewinde im Halsbereich der Schraube. Der Halsbereich selbst ist häufig dicker als der Kerndurchmesser der Schraube und trägt selbst kein Gewinde. Untersuchungen haben gezeigt, dass der gewindefreie Halsbereich ein besonders kritischer Bereich der Knochenschrauben ist. In diesem Bereich kann es zu Ermüdungsbrüchen bei zu hoher Belastung kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Knochenschraube zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile wei- testgehend vermeidet. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Knochenschraube mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den ünteransprüchen of- fenbart.
Gemäß Anspruch 1 geht das Knochengewinde des Schaftes unterbrechungsfrei in das Gewinde des aufweitenden Bereiches des Kopfes der Knochenschraube über. Mit anderen Worten, der erfindungsgemäßen Schraube fehlt der eigentliche Halsbereich.
Die Erfindung hat erkannt, dass durch die unterbrechungsfreie Weiterführung des Gewindes vom Schaft in den aufwei- tenden Bereich des Kopfes eine größere Knochenschraube- Knochen-Kontaktfläche geschaffen wird und dadurch eine bessere Verteilung und Übertragung der Lasten und Kräfte über den somit geschaffenen größeren Lastübertragungsbereich erfolgt.
Überraschenderweise hat sich auch herausgestellt, dass das Eintauchen des Schraubenkopfes in das Knochengewebe mit seinem sich an den Schaft unmittelbar anschließenden aufweitenden Bereich kein Nachteil ist, wie man bisher annahm (DE 43 43 117). Vielmehr wird durch den sich aufweitenden Bereich des Schraubenkopfes, der durch das Durchgangsloch der Platte teilweise hindurch und in das Knochengewebe eintreten kann, zusätzlich eine größere Knochenschraube- Knochen-Kontaktfläche geschaffen. Die Lasten und Kräfte können somit besser verteilt übertragen werden.
Vorteilhafterweise weist das Gewinde an dem aufweitenden Bereich des Knochenschraubenkopfes die Gewindesteigung des Knochengewindes auf. Zweckmäßigerweise ist die Gewindetiefe des Gewindes an dem aufweitenden Bereich geringer als die Gewindetiefe des Knochengewindes am Schaft. Um eine wirksame Verblockung des Schraubenkopfes in der Lochwand einer Knochenplatte sicherzustellen, weist der Kopfbereich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein mehrläufiges, beispielsweise ein doppelläufi- ges, Gewinde auf, wobei die Gewindesteigung beibehalten wird. Beim Eindrehen der Knochenschraube in den Knochen kann der in den Knochen eintauchende untere Kopfbereich mit seinem doppelläufigen Gewinde das bereits durch das Knochengewinde des Schaftes geschaffene Gewinde im Knochen ausnutzen. Das Knochengewinde der Schraube hat nämlich ein Gewinde in die Wand des Knochenloches geschnitten, so dass eine Flanke des doppelläufigen Gewindes des Kopfes hier einen direkten Kontakt mit dem Knochengewebe hat. Der zweite Gewindegang des doppelläufigen Gewindes muss sich aller- dings selbständig in den Knochen hineinschneiden. Um dieses gut ausführen zu können, ist es vorteilhaft, dass die Gewindekanten des doppelläufigen Gewindes selbstschneidend sind. Zweckmäßigerweise kann das in den Knochen eintauchende Gewinde des Kopfes längliche Ausnehmungen aufweisen, um ggf- Knochenmaterial, welches beim Einschneidevorgang gebildet wird, aufnehmen zu können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weitet sich der dem Schaft anschließende Kopfbereich in Bezug auf die Längsachse des Schaftes in einen Winkel von 10 bis 28 Grad, vorzugsweise 12 bis 25 Grad, weiter vorzugsweise 13,5 bis 15,5 Grad, besonders bevorzugt 14,5 Grad auf und ist vorzugsweise ein Senkkopf oder Konus, Linsenkopf, Kugelkopf oder Birnenkopf.
Die Erfindung hat erkannt, dass innerhalb der vorgenannten Winkelbereiche, insbesondere innerhalb der bevorzugten Winkelbereiche, die eingangs beschriebene unerwünschte Spanbildung weitestgehend vermieden werden kann. Dies wird durch die Beispiele 2 bis 5 bestätigt. Es wird angenommen, dass die längliche Kopfform der Knochenschraube zu einer gleichmäßigeren und stärkeren Verpressung des umgeformten Materials in der Lochwand führt und somit Späne, die aus dem Loch heraustreten können, wirkungsvoll vermieden werden können.
Ein weiterer Vorteil der durch die bevorzugten Winkelbereiche vorgegebenen Kopfform ist die verbesserte Anbringung eines Werkzeugangriffs am Schraubenkopf, beispielsweise ei- nes Torx- bzw. Sechskantloches zur Aufnahme eines geeigneten Schraubendrehwerkzeuges . Da sich der Schraubenkopf in Richtung des Schaftes nur langsam verengt, besteht die Möglichkeit, die Aufnahme für das Werkzeug, beispielsweise für einen Schraubendreher, tiefer und damit im Durchmesser kleiner zu gestalten, ohne dass es zu einer Schwächung der Wand im Kopfbereich kommt. Wenn der Kopf der Knochenschraube ein Konus ist, dann entspricht der Winkel des Konus der Aufnahme zweckmäßigerweise dem Winkel des Kopf-Konus . Hiermit bleibt die Wandstärke zwischen Aufnahme und Kopfaußen- kontur unverändert. Vorteilhaft ist auch eine trompetenartige Gestaltung der Ausnehmung, wobei der Eingang des Werkzeugangriffs weiter ist und diese Weite sich zum Kopfinneren hin trompetenförmig verringert. Somit ist gewährleistet, dass die Kraftübertragung über eine größere Auflage- fläche erzeugt und somit eine Zerstörung sowohl der Aufnahme im Schraubenkopf als auch im Bereich des Werkzeuges, z. B. der Klinge des Schraubendrehers, vermieden wird.
Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein Fixations- system für Knochen mit einem Verbindungsträger mit wenigs- tens einem Durchgangsloch, in das die erfindungsgemäße Knochenschraube eingesetzt wird, wobei die Verbindung von Kno- chenschraube mit dem Verbindungsträger winkelstabil, vorzugsweise multidirektional winkelstabil, ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der anliegenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen und den Beispielen. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Knochenschraube in der Vorderansicht;
Fig. 2 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Kno- chenschraube;
Fig. 3 einen Querschnitt von einer erfindungsgemäßen
Knochenschraube in einem Knochen und verblockt in einem Plattenloch einer Knochenplatte;
Fig. 4 einen Schraubenkopf von oben mit Sechskantinbus- (a) bzw. Torx-Aufnähme (b) ;
Fig. 5 eine in ein Loch mit Lochlippe eingeschraubte Knochenschraube ;
Fig. 6 das Loch gemäß Figur 5 nach der Entfernung der Knochenschraube;
Fig. 7 eine weitere in ein Loch mit Lochlippe eingeschraubte Knochenschraube;
Fig. 8 den Kopfteil der Knochenschraube gemäß Figur 6 nach der Entfernung aus dem Loch; und
Fig. 9 das Loch gemäß Figur 7 nach der Entfernung der Knochenschraube; und
Fig. 10 eine Bohrvorrichtung. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Knochenschraube 1 in der Vorderansicht und im Querschnitt. Die Knochenschraube 1 weist einen Schaft 2 mit einem Knochengewinde 5 und einen konusförmigen Kopf 3 mit einem Gewinde 4 auf. Das Knochengewinde 5 geht unterbrechungsfrei in das mehrläufige (doppelläufige) Gewinde 4 an dem aufweitenden Bereich des Kopfes 3 über, wobei die Gewindetiefe des Gewindes 4 geringer ist als die des Knochengewindes 5. Das Gewinde 4 weist die gleiche Gewindesteigung wie das Knochengewinde 4 auf. An der Oberseite des Kopfes 3 ist ein Werkzeugangriff 6 in Form einer konusförmigen Ausnahme angeordnet, in die ein entsprechendes Werkzeug eingreifen kann.
Figur 3 zeigt die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kno- chenschraube 1, die in einen Knochen 8 eingeschraubt und mit ihrem Kopf 3 in einem Plattenloch einer Knochenplatte 7 verblockt ist. Das durch den Kopf 3 umgeformte Material des Plattenloches hat sich in die Lochwand eingepresst und das Material an diesen Stellen verdichtet. Der sich den Schaft unmittelbar anschließende konusförmig erweiterte untere Kopfteil 3 taucht in das Knochengewebe 8 ein.
Ein Eindrehen bzw. Entfernen der Knochenschraube ist über einen in Fig. 4 dargestellten Werkzeugangriff in Form einer Aufnahme für einen Sechskantinbus (a) oder Torx (b) mög- lieh.
Figur 5 zeigt eine Knochenschraube 1 gemäß den Figuren 1 bis 3, die in einem Plattenloch mit Lippe verblockt ist. Aus dem Plattenloch steigt ein Span mit einer Länge von ca. 5 mm auf. Figur 6 entspricht Figur 5 und zeigt das Plattenloch nach der Entfernung der Knochenschraube 1. Die Lippe ist eingefurcht. Ein ca. 5 mm langer Span ist abgeschert.
Figur 7 entspricht Figur 5, wobei eine erfindungemäße Kno- chenschraube mit einem 14,5° Kegelkopf verwendet wurde. Aus dem Plattenloch steigt kein Span auf.
Figur 8 zeigt den Kopfteil der 14,5° Kegelkopf- Knochenschraube aus Figur 7 nach dem Entfernen aus dem Plattenloch.
Figur 9 entspricht Figur 7 und zeigt das Plattenloch in der Knochenplatte nach dem Entfernen der Knochenschraube. Es ist keine Spanbildung ersichtlich. Die Lippe ist nur leicht eingefurcht .
Figur 10 zeigt die Eindrehversuche in einer Bohrvorrich- tung. Links ist die Bohrvorrichtung mit der flexiblen
Schlittenschablone, mit der die verschiedenen Eindrehwinkel in den Kunstknochen gebohrt werden, dargestellt. Rechts ist gezeigt, wie die tifix® MINI 1 Schraube in den Kunstknochen eingeschraubt und in der Lippe verblockt wird.
Zur Beurteilung der Spanbildung beim Eindrehen der erfindungsgemäßen Knochenschrauben in Abhängigkeit von dem Winkel des aufweitenden Bereiches des Kopfes wurden die in den nachfolgenden Beispielen beschriebenen Versuche durchgeführt. Im Einzelnen:
Beispiel 1: Versuchsaufbau
Standartplatten Titan 1 mit 125x20x2,5 (LxBxH) a 12 Löcher. Eindrehen von Knochenschrauben (Typ tifix® MINI 1 - Titan 4 (hochfestes Reintitan) ) in Kunstknochen mit unterschiedlicher Kegelkopfgeometrie (14, 5°, 16°, 17,5°) sowie defi- nierten Eindrehwinkeln (5°, 10°). Anzugsdrehmoment = 2,5-3 Nm.
Beispiel 2:
Es wurden 17,5 ° Kegelkopf-Knochenschrauben bei einem Ein- drehwinkel von 5° gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsaufbau untersucht. In 3 von 5 Fällen war im verblockten Zustand eine Spanbildung ersichtlich.
Beispiel 3:
Es wurden 16 ° Kegelkopf-Knochenschrauben bei einem Ein- drehwinkel von 5° gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsaufbau untersucht. In 3 von 5 Fällen war im verblockten Zustand eine Spanbildung ersichtlich.
Beispiel 4:
Es wurden 16° Kegelkopf-Knochenschrauben bei einem Eindreh- winkel von 10° gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsaufbau untersucht. In 1 von 5 Fällen war im verblockten Zustand eine Spanbildung ersichtlich.
Beispiel 5 :
Es wurden 14,5 ° Kegelkopf-Knochenschrauben bei einem Eindrehwinkel von 5° gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsaufbau untersucht. In keinem Fall war im verblockten Zustand eine Spanbildung ersichtlich.
Die Versuchsergebnisse der Beispiele 2 bis 5 zeigen, dass mit abnehmendem Kegelwinkel des Knochenschraubenkopfes weniger Späne aus dem Knochenloch aufsteigen. Keine Späne werden bei einem Kegelwinkel von 14,5 ° erzeugt, da offenbar über diese Geometrie deutlich geringere Kräfte erzeugt werden. Das führt dazu, dass weder am Schraubenkopf noch an dem Schraubenloch Material abschert und auch die Lippe deutlich weniger beschädigt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Knochenschraube (1) mit einem eine Längsachse definierenden Schaft (2) und einem als Verdickung aus- geführten Kopf mit einem aufweitenden Bereich (3) der eine Gewinde (4) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (2) ein Knochengewinde (5) trägt, das unterbrechungsfrei in das Gewinde (4) an dem aufweitenden Bereich der Verdickung (3) übergeht und bei der Fixierung einer Knochenplatte (7) an einem
Knochen (8) mittels der Knochenschraube (1) der aufweitende Bereich des Kopfes (3) der Knochenschraube (1) durch ein Durchgangsloch der Knochenplatte (7) teilweise hindurch tritt und im Knochengewebe (8) zum Liegen kommt.
2. Knochenschraube (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (4) an dem aufweitenden Bereich des Kopfes (3) die Gewindesteigung des Knochengewindes (5) am Schaft (2) aufweist.
3. Knochenschraube (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der aufweitende Bereich des Kopfes (3) ein mehrläufiges, vorzugsweise ein doppelläufiges Gewinde (4) aufweist.
4. Knochenschraube (1) nach einem der vorangehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde
(4) an dem aufweitenden Bereich des Kopfes (3) ein selbstschneidendes Gewinde ist.
5. Knochenschraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinde- tiefe des Gewindes (4) an dem aufweitenden Bereich des Kopfes (3) geringer ist als die Gewindetiefe des Knochengewindes (5) am Schaft (2).
6. Knochenschraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der auf- weitende Bereich des Kopfes (3) in Bezug auf die
Längsachse des Schaftes (2) in einem Winkel von 10 bis 28 Grad, vorzugsweise 12 bis 25 Grad, weiter vorzugsweise 13,5 bis 15,5 Grad, besonders bevorzugt 14,5 Grad aufweitet.
7. Knochenschraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der aus dem Schaft (2) erstreckende Kopf (3) ein Senkkopf oder Konus, Linsenkopf, Kugelkopf oder Birnenkopf ist.
8. Knochenschraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (3) einen Werkzeugangriff (6) aufweist.
9. Knochenschraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der im Knochen- gewebe (8) liegende, aufweitende Bereich des Kopfes (3) Spanaufnahmebereiche aufweist.
10. Fixationssystem für Knochen (8) mit einem Verbindungsträger (7) mit wenigstens einem Durchgangsloch in das eine Knochenschraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche eingesetzt wird, wobei die Verbindung von Knochenschraube (1) mit dem Verbindungsträger (7) winkelstabil, vorzugsweise multidi- rektional winkelstabil, ist.
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