DE19540180A1 - Schraubverbindung zur gelenkigen Verbindung von Knochen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung, die wiedereinsetzbar ist, um eine Gelenkverbindung zwischen Knochen herzustellen, insbesondere zur Stabilisation wenigstens zweier Wirbel.

Im Falle einer unheilbaren Beschädigung einer Bandscheibe muß entweder an deren Austausch gegen eine Prothese gedacht werden, oder an eine Zwischenwirbelblockage, das heißt an ein Immobilisieren oder Blockieren zweier einander benachbarter Wirbel. Eine derartige Blockage wird üblicherweise mit metallischen Gewindeplatten vorgesehen. Im allgemeinen werden jedoch Zwischenwirbelprothesen bevorzugt, die ein Wachstum der Knochensubstanz zwischen den betroffenen Wirbeln begünstigen, um deren Fusion zu ermöglichen.

Zu diesem Zwecke hat man zu einem Protheseimplantat gegriffen, dessen obere und untere Fläche geeignet sind, sich in den zu stabilisierenden Wirbel zu verankern, und die offen sind, um ein Wachstum der Knochenfusion zu erlauben. Die Verfestigung kann gegebenenfalls durch eine Verschraubung vervollständigt werden, um ein mögliches Gleiten zu verhindern.

Diese Art von Implantat weist Nachteile auf, besonders wegen der Mehrzahl von beteiligten Elementen, was das Einsetzen schwierig macht.

Um einige dieser Nachteile zu beseitigen oder zu verringern, wurden in US-A-5 026 373 und in EP-A-0 369 603 Fusionskäfige vorgeschlagen, die paarweise auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Scheibenraumes einsetzbar sind und die jeweils aus einem schraubenlinienförmigen Draht bestehen, dessen Windungen durch innere Längsstäbe verbunden sind, eingeschraubt in eine Gewindebohrung, die sich zwischen den beiden Wirbeln in deren Körpern befinden, wobei Knochensubstanz ins Innere des genannten Käfigs verbracht wird; das Wachsen dieser Knochensubstanz erlaubt deren Verschmelzung mit der umgebenden Knochensubstanz.

Diese Art von Käfig weist dennoch Nachteile auf, insbesondere aufgrund der Tatsache, daß die inneren Längsstäbe mit den schraubenlinienförmigen Drähten durch Löten verbunden werden müssen, und daß eine fortschreitende Oxidation der Lötnähte trotz verschiedener Behandlungen auftritt.

Im Falle der Beschädigung eines oder mehrerer Wirbel kommt in Betracht, die Wirbelreihe auf der Höhe der Beschädigung zu stabilisieren. Zu diesem Zwecke verwendet man eine Platte, die die beschädigten Wirbel übergreift und die mittels einer Schraube aneinander befestigt werden, die ihrerseits in die gesunden Wirbel eingreift - siehe FR-A-2 651 992.

Ein Nachteil dieser Art von Vorrichtung besteht wiederum in der Vielzahl der beteiligten Elemente, ferner in der Notwendigkeit, eine Schraube in verschiedenen Achsen einzusetzen, was den chirurgischen Eingriff kompliziert macht.

Außerdem ist die Befestigung mittels Schrauben über eine längere Zeitspanne hinweg aufgrund der Beanspruchung der Wirbelsäule nicht immer zuverlässig. So kann es passieren, daß eine oder mehrere Schrauben überdrehen, mit ganz ernsten Konsequenzen für den Patienten.

Ein weiterer erheblicher Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß sie eine bestimmte Art von Eingriff darstellen, und spezielle Vorbereitungsmaßnahmen erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermeidet. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Auf diese Weise wird im Falle einer Wirbelblockierung die erfindungsgemäße Vorrichtung zwischen zwei Wirbel eingeschraubt, und zwar in eine im voraus eingebrachte und mit Gewinde versehene Bohrung, sodann wird die Knochensubstanz dort eingeführt und schließlich wird das Verschlußteil eingesetzt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung weist das Verschlußteil auf der dem Gewinde gegenüberliegenden Seite eine ebenfalls mit Gewinde versehene zylindrische Verlängerung auf, die diametral geschlitzt ist mittels einer Nut, welche das Einsetzen eines Stabes erlaubt, der an der Verlängerung mittels einer Schraube festgehalten wird.

Diese Ausführungsform erlaubt es, eine Schraube gemäß der Erfindung in einem der Wirbel zu fixieren und die Wirbel mittels eines Stabes miteinander zu verbinden; die genannten Schrauben sind jeweils mit einem Verschlußteil dieser Art versehen.

Man beachte, daß sich die Erfindung anwenden läßt bei einander benachbarten Wirbeln, aber auch bei solchen, die durch mehrere andere Wirbel voneinander getrennt sind. Außerdem kann ein Stab fest verbunden werden mit mehreren als nur zwei erfindungsgemäßen Schrauben, die in den Wirbel oder zwischen zwei Wirbel eingeschraubt sind.

Der hülsenförmige Körper der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann durch Bearbeiten eines Zylinders aus biokompatiblem Metall hergestellt werden, am besten Titan, ggf. oberflächenbehandelt durch Sandstrahlen oder Kugelstrahlen; auch kommt ein Überzug aus einem Titanplasma oder aus Hydroxyapatit in Betracht. Schließlich kommt Kunststoff oder bio-resorbierbares Material in Betracht.

Das Verschlußteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann aus Metall hergestellt werden, wie Titan, oder ebenfalls aus Kunststoff oder einem bio-resorbierbaren Material.

Das Einsetzen der Vorrichtung gemäß der Erfindung erfordert keine erheblichen mechanischen Mittel, sondern kann durch Endoskopie vorgenommen werden.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 ist eine Aufrißansicht einer ersten Ausführungsform einer wiedereinsetzbaren Schraubvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt dieselbe Vorrichtung von oben.

Fig. 3 ist ein Halbschnitt einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 4 zeigt in einer Aufrißansicht und in Explosionsdarstellung eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Fig. 5 und 6 zeigen in Draufsicht (Fig. 5) sowie in einer Seitenansicht - wiederum als Explosionsdarstellung - eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Hülse 1, deren unterer Teil 10 ein Gewinde 11 trägt, und deren oberer Teil 12 im Inneren ein Innengewinde 13 aufweist.

Das Innengewinde 13 erlaubt das Einschrauben eines Verschlußteiles 3, das zu diesem Zwecke ein Gewinde 20 aufweist, und das dazu bestimmt ist, die Hülse 1 abzusperren, nachdem dort Knochensubstanz eingebracht wurde.

Verschlußteil 2 weist eine Ausnehmung 21 auf, die beispielsweise einen sechseckigen Querschnitt hat, um das Einschrauben mittels eines Werkzeuges zu ermöglichen.

Man beachte, daß die in die Hülse 1 eingeführte Knochensubstanz jene sein kann, die bei der Herstellung der Gewindebohrung aus den Wirbeln entnommen wurde.

In der Innenwand der Teile 10 und 12 der Hülse 1 sind drei Nuten 14 in Längsrichtung eingeschnitten, so daß drei Längsrippen 15 verbleiben, die einen regelmäßigen gegenseitigen winkligen Abstand haben.

Die Tiefe der Nuten 14 ist größer als die Stärke der Wand der Hülse rechtwinklig zum Boden 16 des Gewindes 11, und zwar derart, daß dieses eingeschnitten ist, was in Bezug auf die Nuten 14 zwischen den Gängen des Gewindes 11 Zwischenräume 17 schafft, die den Durchgang der Knochenmasse im Hinblick auf eine Verschmelzung mit dem Umfangsknochen erlauben.

Die Hülse kann auf verschiedenerlei Weise je nach Art des verwendeten Materiales ausgeführt sein: Im Falle eines harten biokompatiblen Materiales wie Titan ist sie durch Spanabhebung oder durch Elektroausfräsen hergestellt, während sie im Falle eines weniger harten Materiales wie Kunststoff oder bio-resorbierbarem Material durch Spritzgußtechnik hergestellt sein kann.

Die Flanken 18 der Zwischenräume 17 sind zugespitzt, und zwar derart, daß beim Einschrauben der Hülse 1 in die Gewindebohrung in der Knochensubstanz ein Entgraten der Gewindegänge durch die Flanken 18 erfolgt, unter Einführung in die Hülse 1 der zuvor entnommenen Knochensubstanz.

Dieser Effekt läßt sich dadurch verstärken, daß man dem Außengewinde 11 ein besonderes Profil verleiht, beispielsweise wie jenes, das in Fig. 3 dargestellt ist. So kommt beispielsweise ein Gewinde mit rechteckigen Gängen in Betracht, aber auch ein Trapezgewinde.

Bei dieser Ausführungsform ist das Gewindeprofil 11 somit rechteckig und nicht konisch, wie bei der vorausgegangenen Ausführungsform. Die Flanken 18 der Zwischenräume 17 sind somit geradlinig und somit schneidend.

Beim vorausgehenden Ausführen eines Innengewindes, dessen Tiefe beispielsweise größer ist als jenes des Außengewindes 11, wird beim Einschrauben eine große Menge Knochensubstanz entnommen, wobei eine perfekte Anpassung der Hülse 1 verwirklicht wird.

Man beachte, daß das untere Ende des Gewindes zum selben Zweck eine selbstschneidende Einkerbung aufweisen kann. In diesem Falle braucht man nicht zuvor ein Gewinde zu schneiden, oder wenigstens kein sehr tiefes Gewinde. Die entnommene Knochenmasse wird in gleicher Weise nach innen in die Hülse 1 geleitet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 handelt es sich um eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Verschlußteil 3 auf der dem Gewinde 3 sich gegenüberliegenden Seite eine mit Gewinde versehene Verlängerung 31 aufweist. Die Verlängerung 31 weist ebenfalls ein Gewinde auf und ist außerdem diametral durch eine Nut 32 geschlitzt, die das Einsetzen eines Stabes 4 erlaubt. Der Stab 4 wird in der Nut 32 mittels einer Mutter 33 fixiert, die in die Gewindeverlängerung 31 eingeschraubt wird.

Bei der weiteren Variante der Erfindung gemäß den Fig. 5 und 6 sind zwei Schrauben 1 vorgesehen, von denen nur eine einzige dargestellt ist. Man erkennt ferner eine gerändelte Platte 5, die an ihren beiden Enden eine Ausnehmung 50 aufweist. In die Ausnehmung 50 wird jeweils der Gewindeteil 60 eines Verschlußteiles 6 eingesetzt. Verschlußteil 6 weist einen großen flachen Kopf 61 auf, um das Verriegeln der Platte 5 sicherzustellen.

Zahlreiche Abwandlungen der Erfindung sind möglich, ohne den Schutzumfang der Ansprüche zu verlassen. So ist es möglich, die Hülse vor oder nach ihrem Einsetzen mit Zement auszufüllen.

Auch können andere Vorrichtungen als Verankerungsschrauben verwendet werden als Material der Osteosynthese, und zwar durch mechanisches Verschrauben mit dem Gewinde der Hülse.

Claims (11)

1. Schraubverbindung für ein Knochengelenk, insbesondere zur Stabilisierung wenigstens zweier Wirbel und geeignet zum Einsetzen mittels Endoskopie, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 1.1 die Vorrichtung weist ein Außengewinde (11) auf;
• 1.2 der Boden (16) des Gewindes weist Zwischenräume auf, die ins Innere der Hülse (1) einmünden;
• 1.3 eines der Enden der Hülse (1) weist ein Innengewinde (13) auf, das das Einschrauben eines Verschlußteiles (2, 3, 6) erlaubt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (18) der Zwischenräume (17) schneidend sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (11) an seinem unteren Teil eine selbstschneidende Kerbe aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (3) auf dem dem Gewinde gegenüberliegenden Teil eine mit Gewinde versehene zylindrische Verlängerung (31) aufweist, die mittels einer Nut (32) diametral geschlitzt ist, um einen Stab (4) einzusetzen, der mittels einer Mutter (33), die in die Verlängerung (31) eingeschraubt wird, fixiert wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (6) einen Kopf (61) aufweist, der groß und flach ist, und eine Verriegelung einer Platte (5) auf einer Schraube (1) erlaubt, und der in die Schraube (1) eingeführt und verschraubt wird mit seinem Gewindeteil (60), wobei er durch eine der Öffnungen (50) hindurchgeführt wird, die in der Platte (5) an deren beiden Enden vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus einem biokompatiblen Metall hergestellt ist, gegebenenfalls oberflächenbehandelt durch Sandstrahlen oder Schleifen oder überzogen mit einem Plasma aus biokompatiblem Metall oder aus Hydroxyapatit.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) aus bearbeitetem Titan hergestellt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus Kunststoff oder aus bio-resorbierbarem Material hergestellt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (2, 3, 6) aus biokompatiblem Metall, aus Kunststoff oder aus bio­ resorbierbarem Material besteht.

10. Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand einer Hülse (1) mit einem Außengewinde (11) mit Längsnuten (14) versehen wird, deren Tiefe größer als die Stärke der Wand der Hülse (1) senkrecht zum Grund (16) des Gewindes (11) ist, so daß der Grund (16) eingeschnitten ist, um Zwischenräume oder Öffnungen (17) gegenüber den Nuten (14) zwischen den Gängen des Gewindes (11) zu schaffen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus einem Strang oder durch Elektrofräsen hergestellt ist.