DE102014219270A1

DE102014219270A1 - Polyaxial bone screw for surgical medical purposes and osteosynthesis device

Info

Publication number: DE102014219270A1
Application number: DE201410219270
Authority: DE
Inventors: Henry Halm; Bernd Schäfer
Original assignee: Silony Medical International AG
Current assignee: Silony Medical International AG
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Polyaxialknochenschraube (2) für chirurgisch medizinische Zwecke, mit einem ein Außengewinde aufweisenden Schraubenschaft (4) mit einer Schaftlängsrichtung (6), mit einem kalottenförmigen Kopf (8) und mit einem gabelförmigen Aufnahmeteil (10) mit einer axialen Durchtrittsöffnung (11), in welchem der Kopf (8) verschwenkbar kalottenartig gelagert ist und in welchem ein stabförmiges Korrektur- oder Stützmittel fixierbar ist, wobei der Schraubenschaft (4) und der Kopf (8) unter unverlierbarer Zwischenordnung des Aufnahmeteils (10) miteinander verbindbar sind, wobei der Kopf (8) an seinem dem Schraubenschaft (4) zugewandten Ende in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet ist, also insbesondere keine in der Schaftlängsrichtung (6) erstreckten Schlitze aufweist, und somit nicht aufweitbar ist; es wird vorgeschlagen, dass der Kopf (8) eine auf seiner dem Schraubenschaft (4) zugewandten Seite mündende Einstecköffnung (18) aufweist, dass der Schraubenschaft (4) auf seiner dem Kopf (8) zugewandten Seite einen Einsteckabschnitt (20) mit einem zu dem Öffnungsquerschnitt der Einstecköffnung (18) ungefähr komplementären Außenumfang (40) aufweist, dass die Einstecköffnung (18) in dem Kopf (8) einen unrunden Öffnungsquerschnitt aufweist, dass der Einsteckabschnitt (20) des Schraubenschafts (4) mit einem zu dem Öffnungsquerschnitt der Einstecköffnung (18) komplementären unrunden Außenumfang (40) ausgebildet ist, so dass der Schraubenschaft (4) mit seinem Einsteckabschnitt (20) in der Schaftlängsrichtung (6) in die Einstecköffnung (18) einsteckbar und darin unverdrehbar ist, und dass der Schraubenschaft (4) im eingesteckten Zustand durch einen in axialer Schaftlängsrichtung (6) formschlüssig wirkenden Hintergriff zwischen dem Einsteckabschnitt (20) und dem Kopf (8) gegen Ablösen vom Kopf (8) fixiert ist.The invention relates to a polyaxial bone screw (2) for surgical medical purposes, comprising a screw shaft (4) having an external thread with a shaft longitudinal direction (6), a dome-shaped head (8) and a fork-shaped receiving part (10) having an axial passage opening (11 ), in which the head (8) is pivotally mounted dome-like and in which a rod-shaped correction or support means can be fixed, wherein the screw shaft (4) and the head (8) under captive interposition of the receiving part (10) are interconnected, wherein the head (8) is designed to be continuous in the circumferential direction at its end facing the screw shank (4), that is to say in particular has no slots extending in the shank longitudinal direction (6), and thus can not be expanded; It is proposed that the head (8) has an insertion opening (18) opening on its side facing the screw shank (4), that the screw shank (4) has on its side facing the head (8) an insertion section (20) with one having the opening cross-section of the insertion opening (18) approximately complementary outer circumference (40), that the insertion opening (18) in the head (8) has a non-circular opening cross-section that the insertion portion (20) of the screw shaft (4) with a to the opening cross-section of the insertion (18) complementary non-circular outer circumference (40) is formed, so that the screw shaft (4) with its insertion portion (20) in the shaft longitudinal direction (6) in the insertion opening (18) can be inserted and non-rotatable therein, and that the screw shaft (4) in the inserted state by a in the axial shaft longitudinal direction (6) positively acting rear grip between the plug-in portion (20) and the head (8) gege n detachment from the head (8) is fixed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Polyaxialknochenschraube für chirurgisch medizinische Zwecke, mit einem ein Außengewinde aufweisenden Schraubenschaft mit einer Schaftlängsrichtung, mit einem kalottenförmigen, insbesondere kugel- oder teilkugelförmigen Kopf und mit einem gabelförmigen Aufnahmeteil mit einer axialen Durchtrittsöffnung, in welchem der Kopf verschwenkbar kalottenartig gelagert ist und in welchem ein insbesondere stabförmiges Korrektur- oder Stützmittel fixierbar ist, wobei der Schraubenschaft und der Kopf unter unverlierbarer Zwischenordnung des Aufnahmeteils miteinander verbindbar sind, wobei der Kopf an seinem dem Schraubenschaft zugewandten Ende in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet ist, also insbesondere keine in der Schaftlängsrichtung erstreckten Schlitze aufweist, und somit nicht aufweitbar ist. Das Aufnahmeteil ist im montierten Zustand der Knochenschraube mit seiner Durchtrittsöffnung auf den Schraubenschaft aufgesteckt, und der Kopf ist mit dem durch die Durchtrittsöffnung in das Aufnahmeteil einragenden Ende des Schraubenschafts verbunden.The invention relates to a polyaxial bone screw for surgical medical purposes, having a screw shaft having an external thread with a shaft longitudinal direction, with a dome-shaped, in particular spherical or partially spherical head and with a fork-shaped receiving part with an axial passage opening in which the head is pivotally mounted dome-like and in which a particular rod-shaped correction or support means can be fixed, wherein the screw shaft and the head are connected to each other under captive interposition of the receiving part, wherein the head is formed at its end facing the screw shaft in the circumferential direction continuously, so in particular has no extended in the longitudinal direction of the slits , and thus is not expandable. The receiving part is plugged in the assembled state of the bone screw with its passage opening on the screw shaft, and the head is connected to the projecting through the passage opening into the receiving part end of the screw shaft.

Polyaxialknochenschrauben und solche Schrauben umfassende Osteosynthesevorrichtungen sind in großem Umfang bekannt geworden, insbesondere seien die folgenden Druckschriften hierzu erwähnt: EP 1 443 866 B1 , EP 0 938 872 A1 , WO 2006/091238 , US 7,717,942 . Bei bekannten Polyaxialknochenschrauben der hier in Rede stehenden Art, bei denen der Schraubenschaft und der Kopf aus separaten und miteinander zu verbindenden Teilen gebildet sind, wird der Kopf typischerweise mit dem Schraubenschaft verschraubt, indem der Schraubenschaft ein kopfseitiges Außengewinde trägt und in einen Innengewindeabschnitt des Kopfs eingreift oder umgekehrt der Schraubenschaft eine Öffnung mit einem Innengewinde aufweist, in welche der Kopf mit einem zum Schaft vorstehenden Außengewindeabschnitt eingeschraubt ist. Es sind auch Ausführungsformen bekannt, bei denen der Kopf mit dem Schraubenschaft durch eine klemmschlüssig wirkende Steckverbindung verbunden ist. Dies erweist sich aber als problematisch, da sich eine klemmschlüssige Steckverbindung im Betrieb lösen kann. Wenn hierfür aufweitbare geschlitzte Köpfe verwendet werden, ist durch das Aufweiten des Kopfs beim Einstecken des Schraubenschafts eine definierte Maßhaltigkeit nicht erreichbar, was nachteilig ist. Auch eine Schraubverbindung kann nicht in allen Betriebssituationen als hinreichend sicher angesehen werden, und außerdem ist sie aufwändig herstellbar, insbesondere wenn in Ausnahmefällen zuerst der Schraubenschaft in den Knochen eingeschraubt wird und erst danach unter Zwischenordnung des gabelförmigen Aufnahmeteils der Kopf am Schraubenschaft festgeschraubt wird. Beim Festziehen der Schraubverbindung stellt sich außerdem das Problem, dass ein Drehmoment auch auf den Schraubenschaft in unerwünschter Weise ausgeübt wird. Polyaxial bone screws and osteosynthesis devices comprising such screws have become widely known, in particular the following publications are mentioned here: EP 1 443 866 B1 . EP 0 938 872 A1 . WO 2006/091238 . US 7,717,942 , In known polyaxial bone screws of the type in question, in which the screw shaft and the head are formed of separate and interconnected parts, the head is typically screwed to the screw shaft by the screw shaft carries a head-side external thread and engages in an internally threaded portion of the head or vice versa, the screw shaft has an opening with an internal thread, in which the head is screwed with a male threaded portion projecting to the shaft. Embodiments are also known in which the head is connected to the screw shank by means of a plug-in connection with a clamping fit. However, this proves to be problematic, since a jam-type connector can be solved during operation. If expandable slotted heads are used for this purpose, a defined dimensional stability can not be achieved by widening the head when inserting the screw shank, which is disadvantageous. Also, a screw connection can not be considered sufficiently safe in all operating situations, and also it is expensive to produce, especially if in exceptional cases, first the screw shaft is screwed into the bone and only then with the interposition of the fork-shaped receiving part of the head is screwed to the screw shank. When tightening the screw also raises the problem that a torque is applied to the screw shaft in an undesirable manner.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Polyaxialknochenschraube der eingangs beschriebenen Art betriebssicherer und dabei benutzerfreundlich und dennoch preiswert herstellbar auszubilden. The present invention has for its object to form a polyaxial bone screw of the type described above reliable and user-friendly yet inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird bei einer Polyaxialknochenschraube der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kopf eine auf seiner dem Schraubenschaft (4) zugewandten Seite mündende Einstecköffnung (18) aufweist, dass der Schraubenschaft (4) auf seiner dem Kopf (8) zugewandten Seite einen Einsteckabschnitt (20) mit einem zu dem Öffnungsquerschnitt der Einstecköffnung (18) ungefähr komplementären Außenumfang (40) aufweist, so dass der Schraubenschaft (4) mit seinem Einsteckabschnitt (20) in der Schaftlängsrichtung (6) in die Einstecköffnung (18) einsteckbar ist, dass die Einstecköffnung (18) in dem Kopf (8) einen unrunden Öffnungsquerschnitt aufweist, dass der Einsteckabschnitt (20) des Schraubenschafts (4) mit einem zu dem Öffnungsquerschnitt der Einstecköffnung (18) komplementären unrunden Außenumfang (40) ausgebildet ist, so dass der Schraubenschaft (4) mit seinem Einsteckabschnitt (20) in der Schaftlängsrichtung (6) in die Einstecköffnung (18) einsteckbar und darin unverdrehbar ist, und dass der Schraubenschaft (4) im eingesteckten Zustand durch einen in axialer Schaftlängsrichtung (6) formschlüssig wirkenden Hintergriff zwischen dem Einsteckabschnitt (20) und dem Kopf (8) gegen Ablösen vom Kopf (8) fixiert ist.This object is achieved according to the invention in a polyaxial bone screw of the type mentioned in that the head on its the screw shank ( 4 ) facing side insertion opening ( 18 ), that the screw shaft ( 4 ) on his head ( 8th ) facing side a plug-in portion ( 20 ) with a to the opening cross-section of the insertion opening ( 18 ) approximately complementary outer circumference ( 40 ), so that the screw shaft ( 4 ) with its insertion section ( 20 ) in the shaft longitudinal direction ( 6 ) in the insertion opening ( 18 ) is insertable, that the insertion opening ( 18 ) in the head ( 8th ) has a non-circular opening cross section such that the insertion section ( 20 ) of the screw shaft ( 4 ) with a to the opening cross-section of the insertion opening ( 18 ) complementary non-circular outer circumference ( 40 ) is formed, so that the screw shaft ( 4 ) with its insertion section ( 20 ) in the shaft longitudinal direction ( 6 ) in the insertion opening ( 18 ) is insertable and non-rotatable therein, and that the screw shaft ( 4 ) in the inserted state by an axial shaft longitudinal direction ( 6 ) positively acting rear grip between the insertion portion ( 20 ) and the head ( 8th ) against detachment from the head ( 8th ) is fixed.

Dadurch, dass ein formschlüssig wirkender axialer Hintergriff zwischen dem Einsteckabschnitt des Schraubenschafts und dem Kopf vorgesehen wird, ist eine betriebssichere Kopplung erreicht, ohne dass eine Drehmomenteinwirkung erforderlich ist. Dies gestaltet die Herstellung der Polyaxialknochenschraube und insbesondere die Ausbildung der Kopplung zwischen Schraubenschaft und Kopf einfach und betriebssicher. Characterized in that a form-fitting acting axial rear handle between the insertion portion of the screw shaft and the head is provided, a reliable coupling is achieved without a torque action is required. This makes the production of the polyaxial bone screw and in particular the formation of the coupling between the screw shaft and head simple and reliable.

Dadurch, dass erfindungsgemäß eine Kopplung zwischen Schraubenschaft und Kopf über einen Einsteckabschnitt und eine komplementär hierzu ausgebildete Einstecköffnung mit jeweils unrundem Außenumfang bzw. Öffnungsquerschnitt vorgeschlagen wird, ist eine drehfeste Kopplung zwischen Schraubenschaft und Kopf realisiert, ohne dass Drehmomente auf das System bestehend aus Schraubenschaft und Kopf eingeleitet werden müssen.Characterized in that according to the invention, a coupling between the screw shaft and head over a plug-in portion and a complementarily designed for insertion with each non-circular outer circumference or opening cross section is proposed, a rotationally fixed coupling between the screw shaft and head is realized without torques on the system consisting of screw shaft and head must be initiated.

Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der formschlüssig wirkende Hintergriff von einem im Wesentlichen quer zur Schaftlängsrichtung erstreckten, den Kopf und den Einsteckabschnitt durchgreifenden Splint, Stift oder Schraubenmittel gebildet. Hierfür ist eine quer zur Schaftlängsrichtung erstreckte Queröffnung oder Durchstecköffnung in dem Einsteckabschnitt und dem Kopf ausgebildet. Durch die unrunde und komplementäre Ausbildung von Einsteckabschnitt des Schafts und Öffnungsquerschnitt der Einstecköffnung des Kopfs ist auch die fluchtende Anordnung der Queröffnung in Schaft und Kopf sichergestellt. Es ist denkbar, dass der Splint nach dem Fügen von Schraubenschaft und Kopf durch den nutförmigen Zwischenraum zwischen den gabelförmig erstreckten Schenkeln des Aufnahmeteils hindurch in den Kopf und den Einsteckabschnitt eingeführt wird. Es ist aber auch denkbar, dass hierfür eine weitere in einem oder beiden Schenkeln des Aufnahmeteils ausgebildete Queröffnung vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist die Länge des Splints oder Stifts oder Schraubenmittels geringer als die Länge der quer verlaufenden Öffnung, so dass der Splint, Stift oder das Schraubenmittel vollständig innerhalb des Kopfs aufgenommen werden können und somit die Lagerung des Kopfs am Aufnahmeteil nicht behindern.According to one embodiment of the present invention, the positively acting rear grip of a substantially transverse to Shaft longitudinal direction extended, formed the head and the insertion section by cross-pin, pin or screw means. For this purpose, a transversely extending to the shaft longitudinal direction transverse opening or insertion opening in the insertion and the head is formed. Due to the non-circular and complementary design of insertion of the shaft and opening cross section of the insertion of the head and the aligned arrangement of the transverse opening in the shaft and head is ensured. It is conceivable that the split pin is inserted into the head and the insertion section after joining screw shaft and head through the groove-shaped gap between the fork-shaped extended legs of the receiving part. But it is also conceivable that a further formed in one or both legs of the receiving part transverse opening is provided for this purpose. Conveniently, the length of the splint or pin or screw means is less than the length of the transverse opening so that the split pin, pin or screw means can be completely received within the head and thus not hinder the mounting of the head on the receiving part.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der formschlüssig wirkende Hintergriff dadurch gebildet, dass die Einstecköffnung in dem Kopf als Durchgangsöffnung ausgebildet ist und in einer die Schaftlängsrichtung einschließenden Schnittebene betrachtet sich in Einsteckrichtung des Schraubenschafts geringfügigst erweitert und dass der in die Einstecköffnung eingesteckte Einsteckabschnitt gestaucht wurde, so dass eine geringfügigste Materialverformung zur Ausbildung des Hintergriffs führt. According to a further embodiment of the invention, the form-fitting acting rear grip is formed in that the insertion opening is formed in the head as a through hole and viewed in a direction including the longitudinal direction cutting plane slightly widened in the insertion direction of the screw shaft and that the insertion inserted into the insertion portion was compressed, so that a slightest deformation of the material leads to the formation of the rear grip.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Einsteckabschnitt in stark unterkühltem Zustand in die Einstecköffnung eingesteckt wurde und sich beim anschließenden Erwärmen wieder ausdehnt, so dass eine damit einhergehende geringfügigste Materialausdehnung in einen sich erweiternden Bereich der Einstecköffnung zur Ausbildung eines Festsitzes, insbesondere zur Ausbildung des axialen Hintergriffs führt. In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist ein formschlüssig wirkender Hintergriff dadurch gebildet, dass die Einstecköffnung in dem Kopf als Durchgangsöffnung ausgebildet ist und in einer die Schaftlängsrichtung einschließenden Schnittebene betrachtet sich in Einsteckrichtung des Schraubenschafts geringfügigst erweitert.According to a further embodiment of the invention, it is proposed that the insertion section was inserted into the insertion opening in strongly supercooled state and expands again during the subsequent heating, so that an associated smallest material expansion into a widening region of the insertion opening for forming a tight fit, in particular for Forming the axial rear handle leads. In a further development of this embodiment, a form-fitting acting rear grip is formed in that the insertion opening is formed in the head as a through hole and viewed in a longitudinal direction enclosing the cutting plane considered slightly widened in the insertion direction of the screw shaft.

Es erweist sich ferner als vorteilhaft, wenn die Einstecköffnung in dem Kopf als Durchgangsöffnung ausgebildet ist, so dass sie als Werkzeugansetzstelle zum Einschrauben der Polyaxialknochenschraube und/oder zum Einleiten eines Mediums, insbesondere Zement, in einen langgestreckten Hohlraum innerhalb des Schraubenschafts dienen kann.It also proves to be advantageous if the insertion opening is formed in the head as a through hole, so that it can serve as a tool attachment for screwing the polyaxial bone screw and / or for introducing a medium, in particular cement, in an elongated cavity within the screw shaft.

Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Schraubenschaft an einer axialen Stirnseite seines Einsteckabschnitts eine Öffnung aufweist, die als Werkzeugansetzstelle zum Einschrauben der Polyaxialknochenschraube ausgebildet ist, und insbesondere einen polygonalen Öffnungsquerschnitt aufweist. Furthermore, it proves to be advantageous if the screw shaft has an opening on an axial end face of its insertion section, which opening is designed as a tool attachment point for screwing in the polyaxial bone screw, and in particular has a polygonal opening cross-section.

Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Schraubenschaft einen langgestreckten Hohlraum aufweist, der an einer axialen Stirnseite des Einsteckabschnitts ausmündet. Hierdurch kann eine Werkzeugansatzstelle geschaffen werden, und/oder der Hohlraum kann mit einem Medium, insbesondere Zement, befüllt werden, der dann durch Radialöffnungen in dem Schraubenschaft austreten kann. Furthermore, it proves to be advantageous if the screw shaft has an elongated cavity which opens out at an axial end face of the insertion section. In this way, a tool attachment point can be created, and / or the cavity can be filled with a medium, in particular cement, which can then escape through radial openings in the screw shaft.

Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Schraubenschaft und der Kopf unter Zwischenordnung des Aufnahmeteils herstellerseitig miteinander verbunden sind und am Einsteckabschnitt des in den Kopf eingesetzten Schraubenschafts oder am Kopf selbst eine Werkzeugansetzstelle für ein Werkzeug zum Einschrauben der Knochenschraube in einen Knochen ausgebildet ist. Further, it proves to be advantageous if the screw shaft and the head are connected to one another with interposition of the receiving part manufacturer side and formed at the insertion of the inserted into the head screw shaft or on the head itself a Werkzeugansetzstelle for a tool for screwing the bone screw into a bone.

Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Knochenschraube zum Fixieren eines Stütz- oder Korrekturmittels, insbesondere bei der Ausbildung einer Osteosynthesevorrichtung, ein in das Aufnahmeteil aufsetzbares Druckübermittlungsstück aufweist, welches zwischen dem Kopf und einem solchen Korrektur- oder Stützmittel zu liegen kommt und axial nur gegen den Kopf abgestützt ist, wobei das Druckübermittlungsstück dabei am Kopf verschwenkbar kalottenartig gelagert ist. It also proves to be advantageous if the bone screw for fixing a supporting or correcting means, in particular in the formation of an osteosynthesis device, has a pressure transmission piece which can be placed in the receiving part and which comes to lie between the head and such a correction or support means and only axially is supported against the head, wherein the pressure transmitting piece is pivotally mounted dome-like at the head.

Das gabelförmige Aufnahmeteil kann an sich beliebig gestaltet sein, solange sich der Einsteckabschnitt des Schraubenschafts in das Aufnahmeteil hineinerstrecken kann derart, dass der Kopf von der anderen Seite des Aufnahmeteils her einsetzbar und mit dem Einsteckabschnitt des Schraubenschafts axial formschlüssig und vorzugsweise drehfest verbunden werden kann, derart, dass das Aufnahmeteil bezüglich des Kopfs und damit auch bezüglich des Schraubenschafts nach Art eines sphärischen Gelenks verschwenkbar ist. The fork-shaped receiving part can be designed to be arbitrary, as long as the male portion of the screw shaft can hineinerstrecken in the receiving part such that the head can be used from the other side of the receiving part insertable and connected to the insertion of the screw shaft axially positive and preferably rotationally fixed, so in that the receiving part is pivotable in the manner of a spherical joint with respect to the head and thus also with respect to the screw shank.

Es erweist sich als zweckmäßig, wenn das gabelförmige Aufnahmeteil topfartig ausgebildet ist, wobei im Topfboden eine Durchgangsöffnung mit einer kalottenförmigen, insbesondere kugel- oder teilkugelförmigen Lagerfläche für den Kopf ausgebildet ist. Das gabelförmige Aufnahmeteil umfasst dabei zwei vorzugsweise konzentrisch zur Schaftlängsrichtung ausgebildete Schenkel, zwischen denen der Kopf aufgenommen ist. It proves to be expedient if the fork-shaped receiving part is pot-shaped, wherein in the pot bottom, a passage opening is formed with a dome-shaped, in particular spherical or partially spherical bearing surface for the head. The fork-shaped receiving part comprises two preferably concentric with the shaft longitudinal direction formed leg, between which the head is received.

Weiter erweist es sich als vorteilhaft, wenn eine Topfwandung zwei bezüglich der Schaftlängsrichtung diametral gegenüberliegende Schenkel umfasst, an denen ein Innengewinde ausgebildet ist, in welches eine Klemmschraube, insbesondere nach Art einer Madenschraube einschraubbar ist, so dass beim Festziehen eine Klemmkraft in axialer Richtung unmittelbar oder mittelbar auf ein in das Aufnahmeteil eingesetztes Korrektur- oder Stützmittel ausübbar und dabei alle Komponenten der Knochenschraube gegeneinander und gegen den Knochen fixierbar sind. Durch eine an sich bekannte schwalbenschwanzähnliche Gestaltung des Innengewindes und eines an der Klemmschraube ausgebildeten Außengewindes wird eine Aufweitung der Schenkel vermieden, und stattdessen werden die Schenkel beim Einschrauben der Klemmschraube nach radial innen gezogen. It also proves to be advantageous if a pot wall comprises two legs which are diametrically opposed relative to the longitudinal direction of the shank and on which an internal thread is formed, into which a clamping screw, in particular in the manner of a grub screw, can be screwed, so that a clamping force in the axial direction when tightening directly or indirectly exercisable on an inserted into the receiving part correction or support means while all components of the bone screw against each other and against the bone can be fixed. By a known dovetail-like design of the internal thread and an external thread formed on the clamping screw, a widening of the legs is avoided, and instead the legs are pulled radially inward when screwing the clamping screw.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Osteosynthesevorrichtung mit mehreren Polyaxialknochenschrauben nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche und mit einem oder mehreren, insbesondere stabförmigen Korrektur- oder Stützmittel(n) und mit Fixiermitteln, insbesondere Klemmschrauben, zum Fixieren des oder der Korrektur- oder Stützmittel an den Knochenschrauben. The invention also relates to an osteosynthesis device with a plurality of polyaxial bone screws according to one or more of the preceding claims and with one or more, in particular rod-shaped correction or support means (s) and with fixing means, in particular clamping screws for fixing the or the correction or support means to the bone screws.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the appended claims and the drawings and the following description of a preferred embodiment of the invention.

In der Zeichnung zeigt: In the drawing shows:

1 eine explosionsartige Darstellung einer Polyaxialknochenschraube nach der Erfindung; 1 an exploded view of a polyaxial bone screw according to the invention;

2 eine Seitenansicht eines Schraubenschafts und eines Kopfs der Polyaxialknochenschraube nach 1; 2 a side view of a screw shaft and a head of the polyaxial bone screw after 1 ;

3 eine teilweise Schnittansicht der Polyaxialknochenschraube nach 1, deren Schnittebene eine Schaftlängsrichtung einschließt, wobei der Kopf formschlüssig am Schraubenschaft mittels eines Splints fixiert ist; und 3 a partial sectional view of the polyaxial bone screw after 1 whose sectional plane includes a shaft longitudinal direction, wherein the head is positively fixed to the screw shaft by means of a splint; and

4 eine schematische nicht maßstabsgetreue Darstellung einer sich in Einsteckrichtung des Schraubenschafts geringfügigst erweiternden Einstecköffnung am Kopf. 4 a schematic not to scale representation of a slightly widening in the insertion direction of the screw shaft insertion opening on the head.

Eine in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße Polyaxialknochenschraube 2 umfasst einen Schraubenschaft 4 mit einer Schaftlängsrichtung 6 und einen Kopf 8, der in noch nicht zu beschreibender Weise mit dem Schraubenschaft 4 verbindbar ist. Des Weiteren umfasst die Polyaxialknochenschraube 2 ein gabelförmiges Aufnahmeteil 10 mit zwei die Gabelform bildenden Schenkeln 12, welches in Schaftlängsrichtung 6 zwischen dem Schraubenschaft 4 und dem Kopf 8 auf ebenfalls noch zu beschreibende Weise anordenbar und fixierbar ist. Des Weiteren zeigt 1 ein Druckübermittlungsstück 14, welches zwischen dem Kopf 8 und einem nicht dargestellten insbesondere stabförmigen Korrektur- oder Stützmittel zu liegen kommt. Über eine nicht dargestellte Klemmschraube, welche in ein Innengewinde 16 an den Schenkeln 12 des gabelförmigen Aufnahmeteils 10 einschraubbar ist, wird die gesamte Anordnung im eingeschraubten Zustand der Knochenschraube 2 fixiert. A polyaxial bone screw according to the invention shown in the figures 2 includes a screw shaft 4 with a shaft longitudinal direction 6 and a head 8th in the manner not yet to be described with the screw shaft 4 is connectable. Furthermore, the polyaxial bone screw includes 2 a fork-shaped receiving part 10 with two legs forming the fork shape 12 , which in the longitudinal direction of the shaft 6 between the screw shaft 4 and the head 8th in a manner also to be described can be arranged and fixed. Further shows 1 a pressure transmission piece 14 which is between the head 8th and a not shown in particular rod-shaped correction or support means comes to rest. About a clamping screw, not shown, which in an internal thread 16 on the thighs 12 the fork-shaped receiving part 10 is screwed, the entire assembly is in the screwed state of the bone screw 2 fixed.

Der Kopf 8 weist eine Einstecköffnung 18 auf, die zumindest auf einer dem Schraubenschaft 4 zugewandten Seite ausmündet, im dargestellten Fall aber als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Der Schraubenschaft 4 weist auf seiner dem Kopf 8 zugewandten Seite einen Einsteckabschnitt 20 auf, so dass der Einsteckabschnitt 20 in Schaftlängsrichtung 6 in die Einstecköffnung 18 des Kopfs axial einsteckbar ist, was unter Zwischenordnung des gabelförmigen Aufnahmeteils 10 erfolgt. Um die Einstecköffnung herum ist der Kopf 8 in Umfangsrichtung durchgehend massiv ausgebildet; er weist also keine Schlitze oder sonstige Schwächungen auf und ist daher nicht aufweitbar, wenn der Einsteckabschnitt 20 des Schafts eingesteckt wird.The head 8th has an insertion opening 18 on, at least on one of the screw shank 4 facing side opens, but is formed in the illustrated case as a passage opening. The screw shaft 4 points to his head 8th facing side a male section 20 on, so that the insertion section 20 in the longitudinal direction of the shaft 6 in the insertion opening 18 of the head is axially inserted, resulting in interposition of the fork-shaped receiving part 10 he follows. The head is around the insertion opening 8th solid throughout in the circumferential direction; he therefore has no slits or other weakenings and is therefore not expandable when the insertion section 20 of the shaft is inserted.

Erfindungsgemäß ist der Kopf 8 am Schraubenschaft 4 nach dem Zusammenstecken in einem in axialer Schaftlängsrichtung 6 formschlüssig wirkenden Hintergriff gehalten. Er lässt sich also nicht mehr abziehen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist dieser Hintergriff dadurch realisiert, dass ein quer zur Schaftlängsrichtung 6 erstreckter den Kopf 8 und den Einsteckabschnitt 20 durchgreifender Stift 22 vorgesehen ist, der in eine Queröffnung 24, welche sowohl in dem Einsteckabschnitt 20 des Schraubenschafts 4 als auch in dem Kopf 8 fluchtend ausgebildet ist, eingesteckt ist (s. 3). Die Länge der Queröffnung 24 ist dabei etwas kürzer als die Länge des Stifts 22, so dass der Stift derart in die Queröffnung 24 eintaucht, dass er nicht über eine Oberfläche 26 des Kopfs 8 vorsteht. According to the invention, the head 8th on the screw shaft 4 after plugging together in an axial longitudinal direction 6 held positively acting rear handle. He can not be deducted. In the illustrated embodiment, this rear grip is realized by a transversely to the longitudinal direction of the shaft 6 stretched his head 8th and the insertion section 20 thorough pen 22 is provided, in a transverse opening 24 , which in both the insertion section 20 of the screw shaft 4 as well as in the head 8th aligned, is inserted (s. 3 ). The length of the transverse opening 24 is slightly shorter than the length of the pen 22 so that the pin is so in the transverse opening 24 dips in that he does not have a surface 26 of the head 8th protrudes.

Zwischen Kopf 8 und Schraubenschaft 4 ist eine axiale Stufe 28 ausgebildet, gegen die der Kopf 8 mit einer vorzugsweise ebenen dem Schraubenschaft 4 zugewandten Stirnseite 30 anliegt. Der Kopf 8 umfasst eine kalottenförmige, insbesondere kugel- oder teilkugelförmig ausgebildete Lagerfläche 32, die im montierten, jedoch noch nicht fixierten Zustand der Knochenschraube schwenkbar bezüglich einer hierzu komplementären Gegenlagerfläche 34 in dem gabelförmigen Aufnahmeteil 10 gelagert ist. Auf diese Weise lässt sich das gabelförmige Aufnahmeteil 10 im eingeschraubten Zustand des Schraubenschafts 4 mit fixiertem Kopf 8 nach Art eines sphärischen Gelenks verschwenken. Between the head 8th and screw shaft 4 is an axial step 28 trained against the head 8th with a preferably flat screw shaft 4 facing end face 30 is applied. The head 8th comprises a dome-shaped, in particular spherical or partially spherical trained bearing surface 32 in the mounted, but not yet fixed state of the bone screw pivotally with respect to a complementary abutment surface 34 in the fork-shaped receiving part 10 is stored. In this way, the fork-shaped receiving part can be 10 in the screwed state of the screw shaft 4 with a fixed head 8th to pivot in the manner of a spherical joint.

Nach einer weiteren Besonderheit der erfindungsgemäßen Polyaxialknochenschraube 2 ist der Einsteckabschnitt 20 des Schraubenschafts 4 mit einem unrunden, insbesondere ungefähr polygonalen Außenumfang 40 ausgebildet. Die Einstecköffnung 18 des Kopfs 8 ist mit einer entsprechenden komplementären Innenöffnungsfläche 42 ausgebildet, so dass beim Zusammenstecken von Schraubenschaft 4 und Kopf 8 der Kopf 8 drehfest gegenüber dem Schraubenschaft 4 gestellt ist, und zwar unabhängig von der Ausbildung des axialen Hintergriffs durch Einfügen des Stifts oder eines anderen Mittels, wie eines Schraubenmittels oder dergleichen. Dies bringt wesentliche Vorteile im Hinblick auf die Montage und Benutzerfreundlichkeit mit sich und gewährleistet eine drehfeste Verbindung von Kopf und Schaft, ohne dass Drehmomente in das System eingeleitet werden müssen.According to another special feature of the polyaxial bone screw according to the invention 2 is the insertion section 20 of the screw shaft 4 with a non-round, in particular approximately polygonal outer circumference 40 educated. The insertion opening 18 of the head 8th is with a corresponding complementary internal opening area 42 designed so that when plugging screw shaft 4 and head 8th the head 8th rotatably against the screw shaft 4 regardless of the formation of the axial rear grip by inserting the pin or other means, such as a screw means or the like. This brings significant advantages in terms of installation and ease of use and ensures a rotationally fixed connection of the head and shaft, without torques must be introduced into the system.

Die Einstecköffnung 18 des Kopfs 8 ist in vorteilhafter Weise in Schaftlängsrichtung 6 durchgehend, also als Durchgangsöffnung ausgebildet. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass mittels eines nicht dargestellten Werkzeugs, etwa eines Vierkants, direkt Zugriff auf den Schraubenschaft 4 und eine darin entsprechend ausgebildete Werkzeugansetzstelle 50 genommen werden kann. Die Drehstellung des Schraubenschafts 4 im Knochen kann also zu einem beliebigen Zeitpunkt verändert werden. Außerdem kann durch diese als Durchgangsöffnung ausgebildete Einstecköffnung 18 ein Medium, insbesondere Knochenzement, in einen langgestreckten Hohlraum innerhalb des Schraubenschafts 4 eingebracht werden.The insertion opening 18 of the head 8th is advantageously in the longitudinal direction of the shaft 6 continuous, so formed as a passage opening. This has the advantage that by means of a tool, not shown, such as a square, directly access to the screw shaft 4 and a tool fitting station formed therein 50 can be taken. The rotational position of the screw shaft 4 in the bone can therefore be changed at any time. In addition, through this formed as a passage opening insertion 18 a medium, in particular bone cement, into an elongated cavity within the screw shaft 4 be introduced.

Alternativ zu der in den 1 und 3 dargestellten Ausbildung des formschlüssig wirkenden Hintergriffs zwischen Schraubenschaft 4 und Kopf 8 wäre es denkbar, dass die Einstecköffnung 18 wiederum als Durchgangsöffnung ausgebildet ist und in einer die Schaftlängsrichtung 6 einschließenden Schnittebene betrachtet sich in Einsteckrichtung des Schraubenschafts 4 geringfügigst in Richtung weg vom Schraubenschaft 4 erweitert. Dies ist nur schematisch und stark übertrieben in 4 angedeutet. Die Einstecköffnung 18 ist dabei immer noch so ausgebildet, dass der Einsteckabschnitt 20 des Schraubenschafts 4 in Richtung des Pfeils 52 einsteckbar bzw. der Kopf 8 auf diesen Einsteckabschnitt 20 aufstülpbar ist. Im zusammengesetzten Zustand ist es nun möglich, dass auf die Stirnseite des eingesteckten Einsteckabschnitts 20 des Schraubenschafts 4 eine Stauchung ausgeführt wird, so dass Material geringfügig quer zur Schaftlängsrichtung 6 ausweicht und damit in den Raum der Erweiterung der Einstecköffnung 18 verdrängt wird, wodurch ebenfalls ein axial wirkender formschlüssiger Hintergriff realisiert werden kann. Alternativ zu einer Stauchung wäre es auch möglich, die Außenabmessung des Einsteckabschnitts 20 so zu bemessen, dass sie nur im relativ zum Kopf stark unterkühlten Zustand, etwa bei Temperatur von flüssigem Stickstoff, in die sich erweiternde Einstecköffnung 18 einführbar ist. Beim Wiedererwärmen des Einsteckabschnitts 20 erfolgt dann eine auch radial wirkende Materialausdehnung in den sich erweiternden Bereich der Einstecköffnung 18 hinein, so dass hierdurch ebenfalls ein axial formschlüssig wirkender Hintergriff zwischen Schaft und Kopf erreicht werden kann. Alternatively to the in the 1 and 3 illustrated training of the form-fitting acting rear grip between the screw shaft 4 and head 8th It would be conceivable that the insertion opening 18 is again designed as a passage opening and in one the longitudinal direction of the shaft 6 enclosing cutting plane considered in the insertion direction of the screw shaft 4 slightly in the direction of the screw shaft 4 extended. This is only schematic and greatly exaggerated in 4 indicated. The insertion opening 18 is still designed so that the insertion 20 of the screw shaft 4 in the direction of the arrow 52 plugged in or the head 8th on this insertion section 20 is stowable. In the assembled state, it is now possible that on the front side of the inserted insertion section 20 of the screw shaft 4 a compression is performed so that material is slightly transverse to the longitudinal direction of the shaft 6 evades and thus in the room of expansion of the insertion 18 is displaced, whereby also an axially acting form-fitting rear handle can be realized. As an alternative to a compression, it would also be possible for the outer dimension of the insertion section 20 be sized so that they only in the relatively supercooled relative to the head state, such as at the temperature of liquid nitrogen, in the expanding insertion 18 is insertable. When reheating the plug-in section 20 Then also a radially acting material expansion takes place in the widening region of the insertion opening 18 into it, so that in this way also an axially form-fitting acting rear grip between the shaft and head can be achieved.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Polyaxialknochenschraube zur Ausbildung einer Osteosynthesevorrichtung wird wie erwähnt auf der vom Schraubenschaft 4 abgewandten Seite des Kopfs, insbesondere auf das optional dargestellte Druckübermittlungsstück 14, ein insbesondere stabförmiges Korrektur- oder Stützmittel angeordnet. Zweckmäßigerweise ist an dem Kopf 8 oder an dem Druckübermittlungsstück 14 eine der Form des Korrektur- oder Stützmittels entsprechende komplementäre Stützfläche 54 ausgebildet. Auf diese Weise ist die Lage des Korrektur- oder Stützmittels definiert. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist das Druckübermittlungsstück 14 durch eine komplementäre Ausbildung zur generellen topfförmigen Gestalt des gabelförmigen Aufnahmeteils 10 lagedefiniert und festgelegt. Das Druckübermittlungsstück 14 stützt sich dabei axial jedoch nur gegen die kalottenförmige und insbesondere sphärische Lagerfläche 32 des Kopfs 8 von oben ab. Auf diese Weise kann vor dem Festziehen das gabelförmige Aufnahmeteil 10 zusammen mit dem Druckübermittlungsstück 14 und einem gegen dieses anliegenden Korrektur- oder Stützmittels lageverändert werden und dann durch Einschrauben einer nicht dargestellten Klemmschraube, insbesondere Madenschraube, in das Innengewinde 16 an den Schenkeln 12 in der intendierten Weise lagefixiert werden.When using the polyaxial bone screw according to the invention for forming an osteosynthesis device as mentioned on the screw shaft 4 side facing away from the head, in particular to the optionally shown Druckübertragmittstückstück 14 , arranged in particular a rod-shaped correction or support means. Appropriately, is on the head 8th or at the pressure transmitting piece 14 a complementary support surface corresponding to the shape of the correction or support means 54 educated. In this way, the position of the correction or support means is defined. In the embodiment illustrated here, the pressure transmitting piece 14 by a complementary design for the general cup-shaped shape of the fork-shaped receiving part 10 Position-defined and defined. The pressure transmission piece 14 but supports axially only against the dome-shaped and spherical bearing surface in particular 32 of the head 8th from above. In this way, before tightening the fork-shaped receiving part 10 along with the pressure transmission piece 14 and a position against this applied correction or support means are changed position and then by screwing a clamping screw, not shown, in particular grub screw in the internal thread 16 on the thighs 12 be fixed in the intended manner.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1443866 B1 [0002]
EP 0938872 A1 [0002]
WO 2006091238 [0002]
US 7717942 [0002]

Claims

Polyaxial bone screw ( 2 ) for surgical medical purposes, with an externally threaded screw shank ( 4 ) with a shaft longitudinal direction ( 6 ), with a dome-shaped, in particular spherical or partially spherical head ( 8th ) and with a fork-shaped receiving part ( 10 ) with an axial passage opening ( 11 ), in which the head ( 8th ) is pivotally mounted dome-like and in which a particular rod-shaped correction or support means can be fixed, wherein the screw shaft ( 4 ) and the head ( 8th ) under captive interposition of the receiving part ( 10 ) are connectable to each other, wherein the head ( 8th ) at its the screw shaft ( 4 ) facing end is formed continuously in the circumferential direction, so in particular no in the shaft longitudinal direction ( 6 ) has extended slots, and thus is not expandable, characterized in that the head ( 8th ) one on its the screw shank ( 4 ) facing side insertion opening ( 18 ), that the screw shaft ( 4 ) on his head ( 8th ) facing side a plug-in portion ( 20 ) with a to the opening cross-section of the insertion opening ( 18 ) approximately complementary outer circumference ( 40 ), so that the screw shaft ( 4 ) with its insertion section ( 20 ) in the shaft longitudinal direction ( 6 ) in the insertion opening ( 18 ) is insertable, that the insertion opening ( 18 ) in the head ( 8th ) has a non-circular opening cross section such that the insertion section ( 20 ) of the screw shaft ( 4 ) with a to the opening cross-section of the insertion opening ( 18 ) complementary non-circular outer circumference ( 40 ) is formed, so that the screw shaft ( 4 ) with its insertion section ( 20 ) in the shaft longitudinal direction ( 6 ) in the insertion opening ( 18 ) is insertable and non-rotatable therein, and that the screw shaft ( 4 ) in the inserted state by an axial shaft longitudinal direction ( 6 ) positively acting rear grip between the insertion portion ( 20 ) and the head ( 8th ) against detachment from the head ( 8th ) is fixed.

Polyaxial bone screw according to claim 1, characterized in that the form-fitting acting rear grip of a substantially transverse to the longitudinal direction of the shaft ( 6 ), the head ( 8th ) and the insertion section ( 20 ) sweeping sapwood, pin ( 22 ) or screw means is formed.

Polyaxial bone screw according to claim 1 or 2, characterized in that the positively acting rear grip is formed by the insertion opening ( 18 ) in the head ( 8th ) is formed as a passage opening and in one of the shaft longitudinal direction ( 6 ) enclosing sectional plane considered in the insertion direction ( 52 ) of the screw shaft ( 4 ) slightly extended and that in the insertion ( 18 ) inserted plug-in section ( 20 ) was compressed, so that a slight deformation of the material leads to the formation of the rear grip.

Polyaxial bone screw according to one or more of the preceding claims, characterized in that the insertion section ( 20 ) in strongly supercooled state in the insertion opening ( 18 ) was inserted and expands again during the subsequent heating, so that a slightest material expansion into a widening region of the insertion opening ( 18 ) leads to the formation of a tight fit, in particular to the formation of the axially acting rear handle.

Polyaxial bone screw according to one or more of the preceding claims, characterized in that the insertion opening ( 18 ) in the head ( 8th ) is formed as a passage opening, so that it is used as a tool attachment point for screwing the polyaxial bone screw and / or for introducing a medium, in particular cement, into an elongated cavity within the screw shaft ( 4 ) can serve.

A polyaxial bone screw according to one or more of the preceding claims, characterized in that the screw shaft ( 4 ) on an axial end face of its insertion portion ( 20 ) has an opening which is formed as a tool attachment point for screwing the polyaxial bone screw, and in particular has a polygonal opening cross-section.

A polyaxial bone screw according to one or more of the preceding claims, characterized in that the screw shaft ( 4 ) has an elongated cavity which at an axial end face of the insertion portion ( 20 ).

A polyaxial bone screw according to one or more of the preceding claims, characterized in that the screw shaft ( 4 ) and the head ( 8th ) with interposition of the receiving part ( 10 ) are connected to one another by the manufacturer and at the insertion section ( 20 ) of the head ( 8th ) screw shaft ( 4 ) or on the head ( 8th ) itself a tool attachment for a tool for screwing the bone screw is formed in a bone.

A polyaxial bone screw according to one or more of the preceding claims, characterized by a in the receiving part ( 10 ) usable pressure transmission piece ( 14 ), which between the head ( 8th ) and a correction or support means comes to rest and axially only against the head ( 8th ), and in particular the Print Transmission Piece ( 14 ) on the head ( 8th ) is pivotally mounted dome-like.

Polyaxial bone screw according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fork-shaped receiving part ( 10 ) is pot-shaped, wherein in the bottom of the pot, a passage opening with a dome-shaped, in particular spherical or part-spherical counter bearing surface ( 34 ) for the head ( 8th ) is trained.

Polyaxial bone screw according to claim 10, characterized in that a pot wall two with respect to the shaft longitudinal direction ( 6 ) diametrically opposite legs ( 12 ), at which an internal thread ( 16 ) is formed, in which a clamping screw, in particular in the manner of a grub screw is screwed, so that when tightening in the axial direction a clamping force directly or indirectly on a in the receiving part ( 10 ) applied correction or support means exercisable while all components of the bone screw against each other and against the bone can be fixed.

Osteosynthesis device with a plurality of polyaxial bone screws according to one or more of the preceding claims and with one or more, in particular rod-shaped correction or support means (s) and with fixing means, in particular clamping screws, for fixing the or the correction or support means to the bone screws