DE10115014A1 - Verankerungselement - Google Patents
VerankerungselementInfo
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Abstract
Es wird ein Verankerungselement mit einer einen Gewindeabschnitt (13) und einen als kugelsegmentförmigen Abschnitt ausgebildeten Kopf (15) aufweisenden Schraube (12) und einem Aufnahmeteil (1) zum Verbinden der Schraube (12) mit einem Stab (19) geschaffen. Das Aufnahmeteil (1) weist ein erstes Ende (2) und ein diesem gegenüberliegendes zweites Ende (3) und eine durch die beiden Enden (2, 3) gehende Längsachse (4) auf. Das Aufnahmeteil weist ferner eine zur Längsachse (4) koaxiale Bohrung (5), einen in einem an das erste Ende (2) angrenzenden ersten Bereich mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt (18) mit zwei freien, ein Gewinde aufweisenden Schenkeln (8, 9) zur Aufnahme des einzusetzenden Stabes (19), einen an das andere Ende (3) angrenzenden Bereich zur Aufnahme des Kopfes (15) und ein auf den Stab (19) bzw. den Kopf (15) Druck ausübendes Element auf. Damit die Schrauben vor Ort für verschiedenste Längen verwendbar sind, sind der Gewindeabschnitt (13) und der Kopf (15) als separate Teile ausgebildet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verankerungselement mit einer
einen Gewindeabschnitt und einen als kugelsegmentförmigen
Abschnitt ausgebildeten Kopf aufweisenden Schraube und einem
Aufnahmeteil zum Verbinden der Schraube mit einem Stab nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein derartiges Veran
kerungselement wird insbesondere in der Wirbelsäulenchirur
gie, aber auch in der Unfallchirurgie bei anderen Knochen
eingesetzt.
Ein solches Verankerungselement ist beispielsweise aus der
DE 43 07 576 C1 bekannt. Bei derartigen bekannten Veranke
rungselementen und Schrauben sind der Gewindeabschnitt der
Schraube und ihr Kopf einstückig ausgebildet. Da der Chirurg
verschiedenste Längen der Schrauben benötigt, muß er immer
verschiedene Sätze solcher Schrauben vorrätig haben. Das
macht ein erhebliches Vorratslager notwendig mit der Folge
erheblicher Kosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 gekennzeich
nete Verankerungselement gelöst. Dadurch wird es möglich, daß
der Chirurg bei der Anwendung den Gewindeabschnitt vor oder
nach dem Implantieren auf eine gewünschte Länge kürzt und
dann diesen mit dem Kopf und dem Aufnahmeteil verbindet. Auf
diese Weise wird die Vorratshaltung wesentlich verkleinert,
und gleichzeitig erhöhen sich die Möglichkeiten für den Chir
urgen, feinere Justierungen vorzunehmen, da die Schrauben auf
jedes Längenmaß kürzbar sind.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge
kennzeichnet.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Figuren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform in
geschnittener Darstellung;
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform in Explosions
darstellung;
Fig. 3 eine entsprechende Explosionsdarstellung einer zwei
ten Ausführungsform;
Fig. 4 eine Seitenansicht der ersten in den beiden Ausfüh
rungsformen verwendeten Knochenschraube;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Knochenschraube in Fig. 4;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der
in den ersten beiden Ausführungsbeispielen verwende
ten Knochenschraube;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die in Fig. 6 gezeigte Knochen
schraube;
Fig. 8 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform
einer in den ersten beiden Ausführungsbeispielen ge
zeigten Knochenschraube; und
Fig. 9 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform in
Schnittdarstellung.
Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform
weist das Verankerungselement ein zylindrisch ausgebildetes
Aufnahmeteil 1 mit einem ersten Ende 2 und einem gegenüber
liegenden zweiten Ende 3 auf. Die beiden Enden erstrecken
sich senkrecht zu einer Symmetrie- bzw. Längsachse 4. Koaxial
zu der Längsachse 4 ist eine von dem ersten Ende 2 aus sich
erstreckende erste koaxiale Bohrung 5 vorgesehen, die sich
bis zu einem vorbestimmten Abstand von dem zweiten Ende 3 hin
erstreckt. An dem zweiten Ende 3 ist eine zweite Bohrung vor
gesehen, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der
ersten Bohrung ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist
die zweite Bohrung als eine Öffnung ausgebildet, deren Rand
als hohlkugelsegementförmiger Abschnittgeformt ist, dessen
Mittelpunkt zum ersten Ende 2 hin gerichtet ist.
Das Aufnahmeteil 1 weist ausgehend von dem ersten Ende 2 eine
sich senkrecht zur Längsachse 3 erstreckende U-förmige Aus
nehmung 7 auf mit zwei zum ersten Ende 2 hin endenden freien
Schenkeln 8, 9. Angrenzend an das erste Ende 2 weisen die
Schenkel ein Innengewinde 10 auf. Der Grund der U-förmigen
Ausnehmung erstreckt sich bis zu einem vorgegebenen Abstand
von dem zweiten Ende 3 hin. Angrenzend an das erste Ende 2
weisen die Schenkel 8, 9 außen einen Abschnitt 11 auf, dessen
Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des an
grenzenden Abschnittes des Aufnahmeteiles.
Die mit dem Aufnahmeteil 1 zusammenwirkende Schraube 12 weist
einen als Knochenschraube ausgebildeten Gewindeabschnitt 13
und einen in der in Fig. 1 gezeigten montierten Darstellung
damit verbundenen kugelsegmentförmigen Kopf 15 auf. Der Kopf
weist einen Radius auf, der so bemessen ist, daß der Kopf bei
der in Fig. 1 gezeigten Aufnahme des Kopfes 15 in der zweiten
Bohrung 6 zu einem dort gebildeten hohlkugelsegmentförmigen
Wandabschnitt paßt, wobei der hohlkugelsegmentförmige Ab
schnitt so ausgebildet ist, daß der Mittelpunkt 16 der Kugel
so weit zum ersten Ende 2 hin versetzt ist, daß der Abschnitt
ein Widerlager bildet und die Kugel bzw. der Kopf 15 in dem
hohlkugelsegmentförmigen Abschnitt der zweiten Bohrung 6 ge
halten wird.
Es ist ferner ein Druckelement 17 vorgesehen, welches zylin
drisch ausgebildet ist und einen Außendurchmesser aufweist,
der gerade so groß ist, daß das Druckelement in die erste
Bohrung 5 einführbar und in dieser in Axialrichtung hin- und
herbewegbar ist. Auf seiner, dem zweiten Ende 3 zugewandten
Unterseite weist das Druckelement 17 einen zur Längsachse 4
symmetrisch ausgebildeten hohlkugelsegmentförmigen Abschnitt
auf, dessen Radius dem Radius des Kopfes 5 entspricht. Das
Druckelement weist eine sich quer zur Längsachse 4 er
streckende U-förmige Ausnehmung 18 auf, deren freie Schenkel
sich zum ersten Ende 2 hin erstrecken. Der seitliche Durch
messer dieser U-förmigen Ausnehmung ist so gewählt, daß ein
aufzunehmender Stab 19 in die Ausnehmung einsetzbar ist und
in dieser seitlich geführt ist. Die Tiefe der hohlkugelseg
mentförmigen Ausnehmung ist so gewählt, daß sie in einem Ab
stand von dem zweiten Ende 3 endet, der größer ist als der
dem Radius des Kopfes 15 entsprechenden Abstandes von dem
Mittelpunkt 16 zum ersten Ende 2 hin gesehen. Am Grund der U-
förmigen Ausnehmung 18 schließt sich eine koaxiale Bohrung 20
an, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des aufzu
nehmenden Stabes 19 ist.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die U-förmige Ausneh
mung 18 an ihrem zum ersten Ende 2 hin gerichteten Ende einen
Abschnitt 21 auf, dessen innere Weite größer als der Durch
messer der U-förmigen Ausnehmung 18 ist.
Auf der dem ersten Ende 2 zugewandten Seite schließt sich an
das Druckelement 17 eine Mutter 22 an, die ein zu dem Innen
gewinde 10 passendes Außengewinde 23 und zusätzlich ein In
nengewinde 24 aufweist. Die Innenabmessung der Mutter 22 ist
so gewählt, daß die innere Weite kleiner als der Durchmesser
des Abschnittes 21 ist und größer als der Durchmesser des
Stabes 19 und damit der U-förmigen Ausnehmung 18 ist. Ferner
ist eine Innenmutter 25 mit einem zum Innengewinde 24 passen
den Außengewinde vorgesehen. Schließlich ist eine das freie
Ende angrenzend an das erste Ende 2 umfassende Hülse 26 vor
gesehen, die im zusammengesetzten Zustand auf dem ringförmi
gen Abschnitt 11 aufsitzt, wie dieser in Fig. 1 gezeigt ist.
Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, weist die Mutter 22
einen Schlitz und die Innenmutter 25 eine Sechskantöffnung
zum jeweiligen getrennten Angreifen von Schraubendrehern auf.
Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist der Kopf 15 als
eine an ihrem dem ersten Ende 2 zuzuwendenden Ende abge
flachte Kugel ausgebildet und weist eine zu der Längsachse 4
koaxiale Bohrung 27 auf. Der Durchmesser der Bohrung 27 ist
gleich dem Außendurchmesser des Schaftes 14 und so ausgebil
det, daß der Schaft in die Bohrung reibschlüssig einschiebbar
ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist das so geformte
hohlkugelsegmentförmige Element auf seiner dem abgeflachten
Ende gegenüberliegenden Seite mit in Umfangsrichtung einen
Abstand zueinander aufweisenden und sich parallel zur Längs
achse 4 erstreckenden und bis zu dem der abgeflachten Seite
gegenüberliegenden Ende reichenden Ausschnitten 28, 29 verse
hen. Dadurch wird erreicht, daß der dem ersten Ende 2 abge
wandte Rand 30 zum Einführen des Schaftes 14 federnd nach
außen nachgebbar ausgebildet ist.
Im Betrieb wird zunächst die Schraube 12 in den Knochen bzw.
den Wirbel eingeschraubt. Zu diesem Zweck weist der Schaft 14
bekannte Eingriffsmöglichkeiten wie etwa einen Innensechskant
auf. Dann kürzt der Operateur den Schaft 14 auf die ge
wünschte Länge und setzt zunächst das Aufnahmeteil mit der
zweiten Bohrung auf den Schaft 14 und führt dann den Kopf von
dem ersten Ende 2 her auf den Schaft 14, so daß der Schaft 14
vom federnd nachgebenden Rand 30 her in die Bohrung 27 einge
führt wird und der Kopf den Schaft in der in Fig. 1 gezeigten
Weise einschließt. Der Kopf 15 und der Schaft 14 sind reib
schlüssig miteinander verbunden. Anschließend wird das
Druckelement 17 eingesetzt und durch Einschrauben der Mutter
22 so auf den Kopf 15 gedrückt, daß dieser eine gewünschte
Drehstabilisierung erfährt. Die Hülse 26 wird aufgebracht und
dann wird mit Hilfe der Innenmutter 25 der Stab 19 fixiert.
Der Stab 19 übt über das Druckelement 17 einen zusätzlichen
Druck auf den Kopf 15 aus.
Durch den vom ersten Ende 2 her gesehen ausgeübten Druck auf
den Kopf 15 wird der geschlitzte Kopf 15 einerseits mit dem
Schaft 14 bewegungsfest verbunden bzw. verklemmt, gleichzei
tig wird der Kopf in seiner Drehstellung arretiert.
Die in Fig. 3 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet
sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform durch einen
abgewandelten Kopf 31. Dieser weist wie bei der ersten Aus
führungsform in Umfangsrichtung zueinander versetzte Aus
schnitte 28 auf, die an dem dem ersten Ende abgewandten Rand
34 frei enden und einen Abstand von dem dem ersten Ende 2 zu
gewandten Rand 32 aufweisen. Es ist jedoch ein Ausschnitt 33
vorgesehen, der sich vollständig von dem Rand 32 bis zum ge
genüberliegenden Rand 34 erstreckt, mit der Folge, daß das so
gebildete Kugelsegment um ein durch die Breite des Ausschnit
tes 33 bestimmtes Ausmaß zusammendrückbar ist. Die Breite des
so gebildeten Schlitzes 33 ist so gewählt, daß der Kopf 31
zunächst so weit zusammendrückbar ist, daß er in der in Fig.
3 gezeigten Richtung vom zweiten Ende 2 her in die erste Boh
rung 5 hineindrückbar ist und daß dann der Schaft 14 in den
Kopf in der gleichen Weise wie oben beschrieben einschiebbar
ist und auf die gleiche Weise in verklemmter Position gehal
ten wird.
Der Schaft 14 der Schraube hat vorzugsweise die in den Fig. 4
und 5 gezeigte zylindrische Form oder auch eine in den Fig. 6
und 7 gezeigte mehreckige Form. In letzterer ist der Quer
schnitt achteckig ausgebildet. Eine weitere bevorzugte Aus
führungsform ist in Fig. 8 gezeigt. Der Schaft ist hier zy
lindrisch ausgebildet und weist eine rauhe Oberfläche auf,
die das Ineingriffbringen zwischen Kugel 15 und Schaft er
leichtert.
Die in Fig. 9 gezeigte weitere Ausführungsform stimmt in al
len Merkmalen, die das Aufnahmeteil 1, das Druckelement 17,
den Stab 19 und die Schrauben 22 und 25 betreffen, mit den
vorhergehenden Ausführungsbeispielen überein. Der einzige Un
terschied besteht darin, daß der Kopf 15 als ein Kugelsegment
ausgebildet ist, welches in seinen äußeren Abmessungen den
beiden vorhergehenden Kugelsegmenten entspricht, jedoch keine
Ausschnitte 28 oder 33 aufweist. Statt dessen weist das Ku
gelsegment auf der Innenseite seiner Bohrung 27 ein Innenge
winde auf. Anstelle des Schaftes 14 ist ein Schaft 35 mit
einem Gewinde vorgesehen, welches zu dem Innengewinde des
Kopfes passend ausgebildet ist. Die Bohrung ist als eine
Sackbohrung ausgebildet, die an dem dem freien Ende 2 zuge
wandten Ende endet oder dort einen Anschlag aufweist, so daß
die Schraube nur so weit in die gezeigte Stellung einschraub
bar ist, in der sie nicht aus dem Kugelsegment an dessen ab
geflachter Seite heraussteht. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, sind
das Innengewinde des Kopfes 15 und das entsprechende Außenge
winde des Schaftes 35 in der Richtung vorzugsweise entgegen
gesetzt zur Richtung des Gewindes des Gewindeabschnittes 13
der Knochenschraube ausgebildet.
Der Betrieb erfolgt in gleicher Weise wie bei dem zuerst be
schriebenen Ausführungsbeispiel, wobei nach dem Kürzen des
Schaftes 35 der Kopf 15 vom ersten Ende 2 des Aufnahmeteils 1
her in die Bohrung 5 eingeführt und auf den vom zweiten Ende
3 her eingeführten Schaft 35 aufgeschraubt wird.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Kopf
15 jeweils durch einen mit dem Aufnahmeteil 1 einstückig aus
gebildeten Rand gehalten. Ein solches Widerlager kann auch
auf andere Weise gebildet werden, beispielsweise ist es möglich,
die erste Bohrung 5 vollständig durch das Aufnahmeteil
1 hindurch zu bohren und dann angrenzend an das zweite Ende
ein den Kopf 15 aufnehmendes Halteelement einzuspannen.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen weist das
Aufnahmeteil stets die Mutter 22 und eine Innenmutter 25 so
wie eine Hülse 26 auf. Diese Fixierung kann in bekannter Wei
se auch anders ausgebildet sein. Insbesondere kann gegebe
nenfalls auch lediglich eine Innenmutter vorgesehen sein.
Bei dem oben unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschriebenen Aus
führungsbeispiel weist der Kopf 15 keine Ausschnitte 28, 33
auf. In einer weiteren Ausführungsform weisen Kopf 15 und
Schaft 35 wie bei der in Fig. 9 gezeigten Darstellung zuein
ander passende Gewinde auf. Der Kopf 15 weist jedoch zusätz
lich den sich über die gesamte Länge erstreckenden Ausschnitt
33, so daß wie bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform
der Kopf ohne eingeschraubten Schaft von dem Rand 3 aus durch
Zusammendrücken in das Aufnahmeteil einschiebbar ist und dann
auf den ebenfalls vom Ende 3 her einführbaren Schaft 35 durch
Einschrauben aufnimmt und mit diesem verbunden wird. Der
Schlitz führt beim Aufsetzen der Druckelemente bzw. beim Aus
üben des Druckes auf den Kopf 15 dazu, daß gleichzeitig der
Kopf und der Schaft 35 fester zusammengedrückt werden als
ohne einen solchen Schlitz.
In einer weiteren Ausführungsform können zusätzlich noch Aus
schnitte 28 in der in Fig. 3 gezeigten Weise vorgesehen sein,
um so ein noch stärkeres Anpressen an den Gewindeschaft 35 zu
bewirken.
Claims (10)
1. Verankerungselement mit einer einen Gewindeabschnitt
(13) und einen als kugelsegmentförmiger Abschnitt ausgebilde
ten Kopf (15) aufweisenden Schraube (12) und einem Aufnahme
teil (1) zum Verbinden der Schraube (12) mit einem Stab (19),
wobei das Aufnahmeteil (1)
ein erstes Ende (2) und ein diesem gegenüberliegendes zweites Ende (3), eine durch die beiden Enden (2, 3) gehende Längs achse (4),
eine zur Längsachse (4) koaxiale Bohrung (5), einen in einem an das erste Ende (2) angrenzenden ersten Bereich mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt (7) mit zwei freien ein Gewinde aufweisenden Schenkeln (8, 9) zur Aufnahme des einzusetzenden Stabes (19), einen an das andere Ende (3) an grenzenden Bereich zur Aufnahme des Kopfes (15) und
ein auf den Stab (19) bzw. auf den Kopf (15) Druck ausübendes Element (22, 17) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeabschnitt (13) und der Kopf (15) als separate Teile ausgebildet sind.
ein erstes Ende (2) und ein diesem gegenüberliegendes zweites Ende (3), eine durch die beiden Enden (2, 3) gehende Längs achse (4),
eine zur Längsachse (4) koaxiale Bohrung (5), einen in einem an das erste Ende (2) angrenzenden ersten Bereich mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt (7) mit zwei freien ein Gewinde aufweisenden Schenkeln (8, 9) zur Aufnahme des einzusetzenden Stabes (19), einen an das andere Ende (3) an grenzenden Bereich zur Aufnahme des Kopfes (15) und
ein auf den Stab (19) bzw. auf den Kopf (15) Druck ausübendes Element (22, 17) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeabschnitt (13) und der Kopf (15) als separate Teile ausgebildet sind.
2. Verankerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gewindeabschnitt (13) an dem kopfseitigen
Ende einen Schaft (14) aufweist.
3. Verankerungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kopf (15) auf seiner dem Gewindeab
schnitt (13) zugewandten Seite einen federnd nachgebenden
Rand aufweist.
4. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der dem Gewindeabschnitt zuge
wandte Rand (34) eine oder mehrere zur Symmetrieachse (4)
parallel gerichtete und umfangsmäßig verteilte Durchbrechun
gen bzw. Ausnehmungen (28, 29, 33) aufweist.
5. Verankerungselement nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Durchbrechung (33) sich in Richtung paral
lel zur Symmetrieachse (4) gesehen über die gesamte Wandlänge
erstreckt.
6. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (15) eine zur Symmetrie
achse koaxiale Bohrung (27) aufweist.
7. Verankerungselement nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Bohrung (27) zylindrisch ausgebildet ist.
8. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (14) eine rauhe Ober
fläche aufweist.
9. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (14) mehreckig ausge
bildet ist.
10. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (15) in der Bohrung ein
Innengewinde und der Schaft (35) ein dazu passendes Außenge
winde aufweist.
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