DE19629011A1 - Hilfsmittel für die Osteosynthese - Google Patents

Hilfsmittel für die Osteosynthese

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hilfsmittel für die Osteosynthese nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Zweck der Behandlung von Knochenbrüchen ist die Stabili­ sierung der Bruchstücke. Diese kann mit verschiedenen Hilfsmitteln erreicht werden. Die hier interessierenden Osteosynthesehilfsmittel haben einen Durchgangslöcher auf­ weisenden Kraftträger zum Überbrücken von Knochenfragmen­ ten und Schrauben zum Einschrauben in die Durchgangslöcher und in die Knochenfragmente, um die Knochenfragmente mit dem Kraftträger zu verbinden. Hierzu gehören Platten, Fixateure und Marknägel, die über Schrauben mit den Kno­ chenfragmenten verbunden werden. Marknägel sind grundsätz­ lich auch ohne Schrauben einsetzbar, stabilisieren die Fraktur jedoch erst durch den Einsatz von Verriegelungs­ schrauben in besonderem Maße gegen Drehbelastung und Ver­ kürzung.
Bei diesen Osteosynthesehilfsmitteln ist es wünschenswert, die Fragmente durch Festsetzen der Schrauben im Kraftträ­ ger an einer Lageänderung unter Belastung zu hindern. Außerdem ist vorteilhaft, die Schrauben unter Verschiede­ nen Winkeln in die Durchgangslöcher des Kraftträgers ein­ drehen zu können, beispielsweise um Zielfehler beim Setzen distaler Verriegelungsschrauben eines Marknagels aus zu­ gleichen oder um die Schrauben optimal auf die Fragmente auszurichten.
Aus der DE 43 43 117 A1 ist ein Osteosynthesehilfsmittel der eingangs genannten Art bekannt, das eine Knochenplatte und mindestens eine Knochenschraube aufweist. Diese haben bevorzugt sphärische Sitzflächen, die eine gegenseitige Ausrichtung unter verschiedenen Winkeln ermöglichen, wobei die Sitzfläche der Knochenschraube an der Unterseite eines Schraubenkopfes ausgebildet sein kann. Außerdem hat zumin­ dest eine Sitzfläche ein vorgeformtes Gewinde, welches beim Eindrehen unter Materialumformung Gewindeverbindung mit der anderen Sitzfläche herstellt, wodurch die Schraube in ihrem Einschraubwinkel an der Platte gesichert wird. Das Gewindeformen durch Eindrehen der Schrauben kann je­ doch sehr kraftraubend sein und die Operation beeinträch­ tigen. Bei Fertigung der Schraube aus einem härteren und der Platte aus einem weicheren Material oder umgekehrt ist zwar das Eindrehen erleichtert, jedoch sind die mechani­ schen Eigenschaften des Osteosynthesehilfsmittels ungün­ stig eingeschränkt.
Aus der DE 43 41 677 C1 ist ein Verriegelungsnagel für die Versorgung von Knochenfrakturen mit einem länglichen Kör­ per bekannt, der am vorderen Ende abgerundet ist und ein proximales Einschlagende aufweist. Im Verlauf des längli­ chen Körpers sind Querbohrungen zur Aufnahme jeweils einer Knochenschraube angeordnet. Der längliche Körper besteht aus Vollmaterial und weist zumindest an einer Seite jeder Querbohrung eine trichterförmige Öffnung auf, die das Ein­ setzen und Einschrauben der Knochenschrauben erleichtert. Zwischen trichterförmigen Öffnungen einer Querbohrung kann ein Ringsteg vorgesehen sein, der ein Gewinde zum Eindre­ hen einer Knochenschraube aufweist oder in den eine selbstschneidende Knochenschraube eindrehbar ist, um eine Verbindung zwischen Knochenschraube und Verriegelungsnagel zu schaffen, die sich nicht unbeabsichtigt löst. Bei Ein­ satz bevorzugter Materialien ist das Herstellen der Ver­ bindung ebenfalls kraftraubend und beeinträchtigt die Operation.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Osteosynthesehilfsmittel mit in einem Kraftträger festsetzbaren Schrauben zu schaffen, bei dem das Eindrehen der Schrauben erleichtert ist, ohne die mechanischen Ei­ genschaften des Osteosynthesehilfsmittels zu beeinträchti­ gen.
Die Aufgabe wird durch ein Osteosynthesehilfsmittel mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausge­ staltungen des Hilfsmittels sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Osteosynthesehilfsmittel hat ledig­ lich im Bereich des mindestens einen Durchgangsloches des Kraftträgers eine verringerte Härte und ist im übrigen in einer den mechanischen Anforderungen entsprechenden Härte ausgeführt. Dabei ist die Härtereduzierung im Durchgangs lochbereich so optimiert, daß zum einen das Einformen des Gewindes durch Eindrehen der Schraube erleichtert und zum anderen das Festsetzen der Schraube im eingeformten Gewin­ de in dem erforderlichen Maße sichergestellt ist. So kön­ nen bei Verwendung von Reintitan der Bereich verringerter Härte den Härtegrad 1 (entspricht 0,2 Gew.-% Sauerstoffge­ halt) oder einen niedrigeren Härtegrad (z. B. 0,07 Gew.-% Sauerstoffanteil) und der übrige Bereich des Kraftträgers den Härtegrad 4 oder einen höheren Härtegrad haben. Die Härte der Schraube kann der größeren Härte des Kraftträ­ gers entsprechen. Bei einem Osteosynthesehilfsmittel mit mehreren Durchgangslöchern können deren Umgebungsbereiche und die einzusetzenden Schrauben jeweils entsprechend aus­ geführt sein.
Der Bereich verringerter Härte kann von einem Inlay, d. h. von einem Einsatz gebildet sein, der am Umfang vom Grund­ material des Kraftträgers umgeben ist. Er kann aber auch von einem Kern gebildet sein, der in das Grundmaterial des Kraftträgers eingebettet ist. Dabei kann ein Inlay oder Kern einem oder mehreren Durchgangslöchern zugeordnet sein. Diese Ausgestaltungen begünstigen eine solide Aus­ führung des Osteosynthesehilfsmittels, insbesondere Mark­ nagels
Bei Einsatz von Reintitan können Inlay oder Kern aus wei­ cherem Reintitan durch Diffusionsschweißen und/oder Elek­ tronenstrahlschweißen mit dem Grundmaterial aus härterem Reintitan verbunden werden. Hierdurch wird ein homogenes Werkstück erreicht, daß lediglich bereichsweise verschie­ dene Härtegrade aufweist.
Außer Reintitan können rostfreier Stahl bzw. ein - gegebe­ nenfalls resorbierbarer - Kunststoff zum Einsatz kommen.
Zum weiteren Erleichtern des Gewindeformens kann das Osteosynthesehilfsmittel einen bolzenförmigen Vorformer haben, der in Knochenbohrungen ausrichtbar ist und ein Außengewinde zum Vorformen eines Gewindes im Durchgangs­ loch aufweist. Nach Anwenden des Vorformers wird das Ge­ winde durch Eindrehen der Schraube fertiggeformt.
Das Durchgangsloch kann zu mindestens einer Seite des Kraftträgers hin aufgeweitet sein, um verschiedene Winkel­ ausrichtungen der Schraube zum Kraftträger zu begünstigen. Aus demselben Grunde kann das Durchgangsloch am Übergang einer Aufweitung in einem Gewindebereich gerundet sein.
Bei dem Kraftträger kann es sich um einen Marknagel han­ deln und die Schrauben kann eine Verriegelungsschraube sein. Der Kraftträger kann aber auch eine Knochenplatte und die Schraube eine Knochenschraube sein. Die Erfindung kann insbesondere bei einem System gemäß DE 43 43 117 A1 zur Anwendung kommen.
Im Rahmen der Erfindung kann das mindestens eine Durch­ gangsloch im Grundmaterial der Schraube ausgebildet und mit einem Innengewinde als Formgewinde ausgebildet sein, wobei ein Schraubenbolzen in das Durchgangsloch unter For­ men eines Außengewindes an seinem Mantel eindrehbar ist und der Schraubenbolzen außen einen Bereich verringerter Härte hat, der das Einformen des Gewindes erleichtert und das Festsetzen des Schraubenbolzens in dem eingeformten Gewinde sicherstellt. Bei dem Bereich verringerter Härte kann es sich insbesondere um eine Hülse oder um eine Scha­ le handeln, die mit dem härteren Grundmaterial eines Schraubenbolzens oder der Unterseite des Kopfes eines Schraubenbolzens verbunden ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Marknagel mit Verriegelungsschrauben in einem Röhrenknochen im schematischen Längsschnitt;
Fig. 2 vergrößerter Ausschnitt II der Fig. 1;
Fig. 3 eine Knochenplatte mit Knochenschraube an einem Röhrenknochen in schematischem Längsschnitt;
Fig. 4 die Knochenplatte gemäß Fig. 3 in der Draufsicht;
Fig. 5 einen Vorformer für die Knochenplatte gemäß Fig. 3 und 4 in Seitenansicht.
Gemäß Fig. 1 hat ein Röhrenknochen 1 eine Fraktur 2, die von einem Marknagel 3 überbrückt wird. Der Marknagel 3 ist auf beiden Seiten der Fraktur 2 über jeweils zwei Verrie­ gelungsschrauben 4 mit den Fragmenten verbunden.
Für jede Verriegelungsschraube 4 hat der Marknagel 3 ein Durchgangsloch 5, das zu beiden Seiten hin trichterförmige Aufweitungen 6 und in der Mitte einen Gewindebereich 7 hat, wobei die Übergänge 8 zwischen den Aufweitungen und dem Gewindebereich 7 gerundet sind (nur in Fig. 1 oben und in Fig. 2 im Detail dargestellt). Die Durchgangslöcher 5 sind in Inlays 9 ausgebildet, die an ihrem zylindrischen Außenumfang 10 mit dem Grundmaterial 11 des Marknagels 3 verbunden sind. Der Marknagel 3 besteht aus Reintitan, wo­ bei das Grundmaterial 11 den Härtegrad 3 und die Inlays 9 den Härtegrad 1 haben. Die Inlays 9 sind durch Diffusions­ schweißen oder Elektronenstrahlschweißen mit dem Grundma­ terial 11 verbunden.
Die Verriegelungsschrauben 4 sind ebenfalls aus Reintitan mit dem Härtegrad 4 gefertigt und besonders einfach in das weichere Material der Durchgangslöcher 5 eindrehbar. Auf­ grund der Ausgestaltung der Durchgangslöcher 5 sind sie in verschiedenen Winkelausrichtungen zum Marknagel 3 ein­ schraubbar. Das ist insbesondere beim Setzen der Verriege­ lungsschrauben 4 im distalen Bereich mittels eines Zielge­ rätes von Vorteil. Die Verriegelungsschrauben 4 haben ein durchgehendes Gewinde 12 mit konstanter Steigung, das beim Eindrehen ein Gewinde sowohl in eine Vorbohrung des Kno­ chens 1 als auch in ein Durchgangsloch 5 des Marknagels 3 formt. Dabei setzt sich die Verriegelungsschraube 4 in Knochen 1 und Marknagel 3 fest, wodurch sich eine beson­ ders winkel-, aber auch besonders längs- und biegestabile Verbindung ergibt.
Der Außendurchmesser des Gewindes 12 kann zum Einschraub­ ende der Verriegelungsschrauben 4 hin ansteigen, um das Gewindeformen zu unterstützen.
Gemäß Fig. 3 ist an einem gebrochenen Röhrenknochen 1 eine Knochenplatte 13 mittels Knochenschrauben 14 fixiert. Die Knochenplatte 13 hat für jede Knochenschraube 14 ein Durchgangsloch 15, das ebenfalls in einem Inlay 16 ausge­ bildet ist. Das Inlay 16 aus einem verhältnismäßig weichen Reintitan ist an seinem zylindrischen Mantel 17 durch Dif­ fusionsschweißen mit einem Grundmaterial 18 aus einem här­ teren Reintitan der Knochenplatte 13 verbunden. Das Durch­ gangsloch 15 ist zur Außenseite der Knochenplatte 13 hin trichterförmig aufgeweitet. Die Wandstärke des Inlays be­ trägt oben typischerweise zwischen 1 bis 4 mm, vorzugswei­ se 2 mm.
Die Knochenschraube 14 hat an ihrem Schaft 19 ein Außenge­ winde 20 zum Formen eines Gewindes in eine Vorbohrung des Knochens 1. Außerdem hat sie einen Kopf 21 mit einer sphä­ rischen Unterseite 22, an der ein Schneidgewinde 23 ange­ ordnet ist. Die Steigung des Gewindes 23 ist kleiner als die des Gewindes 20 und beträgt z. B. 1,4 mm gegenüber 1,8 mm. Es können jedoch auch identische Gewindesteigungen an Kopf 21 und Schaft 19 vorhanden sein. Die Knochen­ schraube 14 hat denselben Härtegrad wie das Grundmaterial 18 der Knochenplatte 13, beispielsweise den Härtegrad 4. Die Inlays 16 haben typischerweise den Härtegrad 1.
Die härtere Knochenschraube 14 läßt sich verhältnismäßig einfach eindrehen, wobei sowohl in den Knochen 1 als auch in das Inlay 16 ein Gewinde geformt wird. Aufgrund der Ge­ staltung von Durchgangsloch 15 und Schraubenkopf 21 sind verschiedene Winkelausrichtungen der Knochenschraube 14 zur Knochenplatte 13 möglich. Schließlich setzt sich die Knochenschraube 14 in den geschnittenen Gewinden fest. Aufgrund der unterschiedlichen Gewindesteigungen ist dann die Knochenplatte 13 mit dem Knochen 1 verspannt.
Zum weiteren Erleichtern des Eindrehens der Schraube 14 kann das Gewinde im Inlay 16 vorgeformt werden. Hierfür kommt ein Vorformer 24 gemäß Fig. 5 zum Einsatz, der mit einem bolzenförmigen und gewindefreien Abschnitt 25 in das Durchgangsloch 15 und in eine Vorbohrung größeren Durchmes­ sers des Knochens 1 einführbar ist und der mit einem Vor­ formgewinde 26 am anderen Ende ein Gewinde in das Inlay 16 vorformt. Danach wird das Gewinde durch Eindrehen der Kno­ chenschraube 14 fertiggeschnitten.

Claims (19)

1. Hilfsmittel für die Osteosynthese mit einem mindestens ein Durchgangsloch (5, 15) aufweisenden Kraftträger (3, 13) zum Überbrücken von Knochenfragmenten, minde­ stens einer Schraube (4, 14) zum Einschrauben in das Durchgangsloch (5, 15) und in mindestens ein Knochen­ fragment, um dieses mit dem Kraftträger (3, 13) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftträger (3, 13) um das Durchgangsloch (5, 15) einen Bereich (9, 16) verringerter Härte hat, der das Einformen ei­ nes Gewindes durch die Schraube (4, 14) erleichtert und das Festsetzen der Schraube (4, 14) in dem einge­ formten Gewinde sicherstellt.
2. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bereich verringerter Härte von einem Inlay (9, 16) oder einem Kern gebildet ist, das/der in einem Grundmaterial des Kraftträgers ange­ ordnet ist.
3. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß Kraftträger (3, 13) und/oder Schraube (4, 14) aus Reintitan, rostfreiem Stahl und/ oder Kunststoff sind.
4. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 2 und 3, da­ durch gekennzeichnet, daß Inlay (9, 16) oder Kern aus weicherem Reintitan durch Diffusionsschweißen oder Elektronenstrahlschweißen in ein Grundmaterial (11, 18) aus härterem Reintitan des Kraftträgers (3, 13) eingearbeitet sind.
5. Osteosynthesehilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (9, 16) verringerter Härte aus Reintitan mit höchstens dem Härtegrad 1 (entsprechend einem maximalen Sauerstoff­ gehalt von 0,2 Gew.-%) ist.
6. Osteosynthesehilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftträger (3, 13) außerhalb des Bereiches (9, 16) verringerter Härte aus Reintitan mit mindestens dem Härtegrad 4 ist.
7. Osteosynthesehilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen bolzenför­ migen Vorformer (24) zum Ausrichten in Knochenbohrun­ gen mit einem Außengewinde (27) zum Vorformen eines Gewindes in dem Durchgangsloch (15) aufweist.
8. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorformer (24) einen gewinde­ freien Endabschnitt (26) zum Einführen in eine Kno­ chenbohrung und einem gewindetragenden Endabschnitt (26) zum Vorformen eines Gewindes in einem extramedul­ lären Kraftträger aufweist.
9. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorformer (25) ein durchgehendes Gewinde zum Vorformen eines Gewindes in der Kortikalis und in einen intramedulären Kraftträger (3) aufweist.
10. Osteosynthesehilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch (5, 15) zu mindestens einer Seite des Kraftträgers (3, 13) hin aufgeweitet ist.
11. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Durchgangsloch (5) des Kraftträ­ gers am Übergang (8) der Aufweitung (6) in einen Ge­ windebereich (7) gerundet ist.
12. Osteosynthesehilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftträger ein Marknagel (3) ist und die Schraube eine Verriege­ lungsschraube (4) ist.
13. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verriegelungsschraube (4) ein Gewinde mit konstanter Steigung hat.
14. Osteosynthesehilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftträger eine Knochenplatte (13) ist und die Schraube eine Kno­ chenschraube (14) ist.
15. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Knochenschraube (14) in einem mit dem Knochen zu verschraubenden Endabschnitt ein erstes Gewinde (20) und ein zweites Gewinde (23) in einem mit der Knochenplatte (13) zu verschraubenden Endabschnitt hat, wobei das erste Gewinde (20) eine größere Steigung als das zweite Gewinde (23) hat.
16. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 14 oder 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Knochenschraube (14) an einem Schraubenkopf (21) mit der Knochenplatte (13) verschraubbar ist.
17. Osteosynthesehilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch in einem Grundmaterial des Kraftträgers angeordnet ist und ein Innengewinde zum Einformen eines Gewindes in einen Schraubenbolzen hat und der Schraubenbolzen ei­ nen das Einformen eines Gewindes durch das Innengewin­ de erleichterndes und das Festsetzen in dem eingeform­ ten Gewinde sicherstellenden Mantelbereich hat.
18. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bereich verringerter Härte als hülsenförmiger Mantel auf dem Schraubenbolzen ausge­ bildet ist.
19. Osteosynthesehilfsmittel nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bereich verringerter Härte als schalenförmiger Mantel an der Kopfunterseite des Schraubenbolzens ausgebildet ist.
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