DE19545612C2 - Orthopädisches Haltesystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein orthopädisches Haltesystem mit mindestens einem Implantatteil, das mindestens eine Durchstecköffnung aufweist, und mit stiftförmigen Hal­ teelementen, die in die Durchstecköffnungen eingesetzt werden, wobei die Durchstecköffnungen Erweiterungen aufweisen, die eine elastisch zusammendrückbare kopf­ förmige Verdickung der Halteelemente aufnehmen, wobei die Erweiterungen einen Außendurchmesser aufweisen, der geringfügig kleiner ist als die nicht elastisch zusam­ mengedrückte kopfförmige Verdickung, und wobei die Er­ weiterungen Hinterschneidungen aufweisen, in die die kopfförmige Verdickung nach dem Einschieben in die Er­ weiterung elastisch eingreift, und mit einem Sackloch im Bereich der kopfförmigen Verdickung des Halteele­ ments, in das ein dieses ausfüllender Kern einschiebbar ist.

Derartige Haltesysteme werden zur Verbindung von Kno­ chenfragmenten und zur Fixierung von Skeletteilen ver­ wendet. Es kann sich dabei beispielsweise um Knochen­ platten handeln, die mit Knochenschrauben in die Kno­ chensubstanz eingeschraubt und dadurch gegen die Ober­ fläche des Knochens gedrückt und dort festgelegt wer­ den. Es kann sich auch um Systeme aus mehreren Implan­ tatteilen handeln, die untereinander verbunden werden müssen, beispielsweise verschiedene Knochenplatten oder Knochenplatten einerseits und Endoprothesen anderer­ seits.

Zur Applikation derartiger Haltesysteme müssen norma­ lerweise die Implantatteile zunächst angelegt werden, die Halteelemente werden dann in die Durchstecköffnun­ gen eingesetzt und durch Spannen in die Durchstecköff­ nungen eingezogen.

Es wäre wünschenswert, die Halteelemente, die von den Implantatteilen lösbare Einzelteile sind, mit den Im­ plantatteilen so zu verbinden, daß die Implantatteile mit den eingesteckten Halteelementen an die Applikati­ onsstelle geführt werden können, ohne daß die Halteele­ mente dabei aus den Implantatteilen herausfallen.

Es ist zwar bei der Verwendung von Knochenplatten und Knochenschrauben bekannt, in die Erweiterungen von Durchstecköffnungen der Knochenplatten ringförmige Ein­ sätze einzulegen, in die die Knochenschrauben einge­ steckt werden. Diese Knochenschrauben weiten diese Ein­ sätze beim Einschrauben in den Knochen durch einen ko­ nischen Kopfteil auf und führen dadurch zu einer Klemm­ verbindung zwischen Knochenschraube einerseits und Kno­ chenplatte andererseits. Diese Verbindung kann aber im­ mer erst hergestellt werden, wenn die Knochenschraube in die Knochenplatte eingeschraubt ist, da die Klemm­ wirkung nur durch eine Zugkraft der Knochenschraube hervorgerufen wird (DE 30 27 148 C2).

In der WO 88/03781 A1 ist beschrieben, daß eine Knochen­ schraube mit elastisch zusammendrückbarem Kopf in eine mit Hinterschneidungen versehene Öffnung einer Knochen­ platte eingesetzt wird, so daß der elastisch zusammen­ drückbare Kopf in die Hinterschneidung einschnappt. Der elastisch zusammendrückbare Kopf kann dabei durch einen als Spreizelement ausgebildeten Kern so weit aufgewei­ tet werden, daß er in der Öffnung der Knochenplatte im Klemmsitz gehalten wird. Man erhält dadurch also eine starre Verbindung zwischen Knochenschraube und Knochen­ platte. Wenn die Knochenschraube in dieser Weise mit einem Spreizelement aufgeweitet ist, kann sie jedoch in der Knochenplatte nicht mehr verschwenkt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes or­ thopädisches Haltesystem so auszubilden, daß die stift­ förmigen Halteelemente unverlierbar in der Durchsteck­ öffnung eines Implantatteiles gehalten werden, jedoch dabei im Implantat frei drehbar bleiben.

Diese Aufgabe wird bei einem orthopädischen Haltesystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kern so bemessen ist, daß er die kopfförmige Verdickung in seiner in das Sackloch einge­ schobenen Stellung verriegelt ohne sie aufzuweiten.

Eine Verklemmung nach Art eines Spreizdübels tritt da­ bei nicht ein, die kopfförmige Verdickung wird durch diesen Kern nicht aufgeweitet, und daher bleibt die kopfförmige Verdickung in der Erweiterung frei drehbar, die Verriegelung erfolgt allein durch den Formschluß in axialer Richtung.

Diese freie Drehbarkeit der Verdickung in der Erweite­ rung führt dazu, daß bei Kombinationssystemen die Im­ plantatteile eine gewisse Beweglichkeit gegenüber dem Knochensystem erhalten, obwohl die Halteelemente fest im Knochen oder an anderen Implantatteilen verankert sind. Dadurch wird bei Veränderungen, beispielsweise durch Knochenresorption, verhindert, daß die Implan­ tatteile oder die Halteelemente durch eine ungewollte Krafteinwirkung brechen können.

Grundsätzlich können die Implantatteile die unter­ schiedlichste Form aufweisen. Beispielsweise kann es sich dabei um Knochenplatten handeln, die mit Hilfe ei­ nes Halteelements in Form einer Knochenschraube am Kno­ chen durch Verschraubung gehalten sind und dadurch Kno­ chenfragmente fixieren. Es können auch mehrere Implan­ tatteile durch ein Halteelement unmittelbar miteinander verbunden werden, beispielsweise zwei Knochenplatten oder eine Knochenplatte einerseits und der Schaft einer Endoprothese andererseits.

Weiterhin versteht es sich, daß unter dem Begriff "Kno­ chenplatte" nicht nur rein plattenförmige Bauteile ver­ standen werden, sondern auch anders geformte Implanta­ te, die zur Festlegung und Stützung des Knochenappara­ tes Verwendung finden. Ebenso umfaßt der Begriff "Knochenschraube" nicht nur im eigentlichen Sinne in Knochensubstanz einschraubbare Haltestifte, sondern stiftförmige Halteelemente mit kopfförmiger Verdickung allgemein, die die Knochenplatten durchsetzen. Diese könnten auch über eine aufgeschraubte Mutter oder ande­ re Zugmittel am Knochenapparat festgelegt werden, sie müssen nicht unbedingt durch eigene Gewindegänge in der Knochensubstanz selbst verankert sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die kopfförmige Verdickung durch mehrere elastisch radial nach innen biegbare Tei­ le des Halteelements gebildet wird.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die elastisch nach innen biegbaren Teile durch radial verlaufende Einschnitte voneinander getrennte, einstückig mit dem Halteelement ausgebildete Abschnitte des Halteelements sind. Es ge­ nügt also grundsätzlich bereits, wenn ein Halteelement aus elastischem Material im Bereich der kopfförmigen Erweiterung einen oder mehrere radial verlaufende Ein­ schnitte aufweist, die eine geringfügige Annäherung der Teile des Halteelements ermöglichen, um die geforderte Zusammendrückbarkeit zu realisieren.

Es kann vorgesehen sein, daß das Sackloch sich zum freien Ende des Halteelements hin stufig verengt. Dabei kann sich das Sackloch bis in den Schaft des Halteele­ ments erstrecken, wobei dann der Kern einen entspre­ chenden Verlängerungsstift trägt, der das Sackloch im wesentlichen vollständig ausfüllt.

Günstig ist es, wenn das Sackloch kreiszylindrisch aus­ gebildet ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Erweiterung eine kugelringförmige Innenfläche und die kopfförmige Verdickung eine komple­ mentäre kugelringförmige Außenfläche aufweisen, deren größter Durchmesser im Innern des Implantatteils im Ab­ stand von dessen Außenfläche angeordnet ist.

Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, das Halteele­ ment in der Erweiterung der Durchstecköffnung über ei­ nen bestimmten Winkelbereich zu verschwenken, so daß es schräg zum Implantatteil eingeschraubt werden kann.

Trotzdem bleibt das Halteelement in dem Implantatteil gehalten. Dies gilt auch dann, wenn ein Kern in eine Sacklochbohrung eingesetzt ist, der das Halteelement gegen ein Herausziehen aus dem Implantatteil verrie­ gelt. Eine freie Drehbarkeit um die Längsachse des Hal­ teelements und um in der Ebene des Implantatteils lie­ gende Drehachsen bleibt aber dabei voll erhalten.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Halteelement eine Knochenschraube ist.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann das Hal­ teelement eine Schraube mit einem Maschinengewinde sein. Während sich die Knochenschraube zum Eindrehen in Knochensubstanz eignet, kann ein Halteelement mit einem Maschinengewinde verwendet werden, um zwei Implan­ tatteile miteinander zu verbinden. Es ist dann günstig, wenn ein Implantatteil ein Innengewinde aufweist, in das das Halteelement eingeschraubt werden kann, während das andere Implantatteil in der beschriebenen Weise ei­ ne Durchstecköffnung mit einer hinterschnittenen Erwei­ terung für den Kopf des Halteelements aufweist. Bei­ spielsweise können auf diese Weise zwei Knochenplatten miteinander verbunden werden. Es ist auch möglich, an einem Röhrenknochen den in diesen Knochen eingeführten Schaft einer Endoprothese mit einer außen am Knochen anliegenden Knochenplatte zu verbinden, wobei das Hal­ teelement dann durch die Wand des Knochens hindurch­ tritt.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1: eine seitliche Ansicht einer Knochen­ platte und einer in einer Durchsteck­ öffnung der Knochenplatte eingesetzten Knochenschraube mit Kern in einer Teil­ schnittdarstellung vor dem Eindrücken der Knochenschraube in die Durchsteck­ öffnung;

Fig. 2: eine Ansicht ähnlich Fig. 1 der in die Knochenplatte eingedrückten, aber in axialer Richtung nicht verriegelten Knochenschraube der Fig. 1 im Bereich der Knochenplatte und der kopfförmigen Verdickung in einem Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 3;

Fig. 3: eine Draufsicht auf die Knochenplatte und die eingesetzte Knochenschraube der Fig. 2 und

Fig. 4: eine Ansicht ähnlich Fig. 2 mit einge­ setztem Kern zur Verriegelung der Kno­ chenschraube in axialer Richtung.

Das orthopädische Haltesystem wird nachstehend am Bei­ spiel einer Knochenplatte beschrieben, die mit Hilfe von Knochenschrauben an Knochensubstanz festgelegt wer­ den soll. Es versteht sich aber, daß die Erfindung nicht auf den Einsatz an Knochenplatten und die Verwen­ dung von Knochenschrauben beschränkt ist, sondern all­ gemein auf orthopädische Haltesysteme gerichtet ist, bei denen Implantatteile mit Hilfe von Halteelementen am Knochensystem oder untereinander festzulegen sind.

Das in der Zeichnung dargestellte orthopädische Halte­ system umfaßt eine metallische Knochenplatte 1 mit meh­ reren Durchstecköffnungen 2, von denen in der Zeichnung nur eine dargestellt ist. Diese Durchstecköffnung hat eine kugelringförmige Innenwand 3, wobei der Bereich des größten Durchmessers der Durchstecköffnung 2 etwa in der Mitte der Knochenplatte 1 angeordnet ist, so daß sich also die Durchstecköffnung 2 zur Oberseite 4 und zur Unterseite 5 hin jeweils verengt. Somit bildet die kugelringförmige Innenwand 3 eine Ausbauchung und damit eine Hinterschneidung 6 aus.

In die Durchstecköffnung 2 ist eine Knochenschraube 7 eingesetzt, die beispielsweise aus einem elastischen Kunststoff bestehen kann, insbesondere aus einem resor­ bierbaren Kunststoff.

Diese Knochenschraube 7 weist einen Schaft 8 mit einem Außengewinde 9 sowie eine kopfförmige Verdickung 10 auf, die seitlich begrenzt wird durch eine kugelring­ förmige Umfangsfläche 11, deren Abmessungen im wesentlichen den Abmessungen der ebenfalls kugelringförmigen Innenwand 3 der Durchstecköffnung 2 entsprechen. Die Umfangsfläche 11 ist also komplementär zur Innenwand 3 ausgebildet.

Zwei senkrecht zueinander angeordnete, diametrale Ein­ schnitte 12, die von oben her über die gesamte Höhe der kopfförmigen Verdickung 10 in die Knochenschraube 7 eintauchen, teilen die kopfförmige Verdickung 10 in vier in Umfangsrichtung voneinander getrennte Abschnit­ te 13 und erzeugen somit eine gewisse Elastizität die­ ser Abschnitte 13, d. h. die Abschnitte 13 können ela­ stisch radial nach innen gebogen werden.

In die Knochenschraube 7 ist eine zentrale Sacklochboh­ rung 14 eingearbeitet, die sich bis in den Schaft 8 hineinerstreckt und die im Bereich der kopfförmigen Verdickung 10 einen erweiterten Bereich 15 aufweist. Dieser erweiterte Bereich 15 erleichtert das elastische Zusammendrücken der kopfförmigen Verdickung 10, bei der die Abschnitte 13 elastisch nach innen gebogen werden. Durch dieses Zusammenpressen der kopfförmigen Verdic­ kung 10 ist es möglich, deren Außendurchmesser zu redu­ zieren, so daß die kopfförmige Verdickung 10 in die Durchstecköffnung 2 eingeschoben werden kann, obwohl diese an den engeren Übergangsstellen zur Oberseite 4 und zur Unterseite 5 einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser der unverform­ ten, nicht zusammengedrückten kopfförmigen Verdickung 10. Beim Einschieben dieser kopfförmigen Verdickung 10 wird diese elastisch zusammengepreßt und schnappt nach dem Eindrücken wieder elastisch auseinander, wobei die bauchige Umfangsfläche 11 in die Hinterschneidung 6 der Durchstecköffnung 2 eingreift. Dadurch wird die Kno­ chenschraube 7 in der Durchstecköffnung 2 in axialer Richtung festgelegt, ohne allerdings die freie Drehbar­ keit der Knochenschraube um ihre Längsachse und zusätz­ lich auch um in der Ebene der Knochenplatte 1 liegende Schwenkachsen zu beeinträchtigen. Damit wird eine dreh­ gelenkartige Verbindung zwischen Knochenschraube 7 und Knochenplatte 1 hergestellt.

Die Knochenschraube 7 kann in geeigneter Weise durch ein Werkzeug verdreht werden, dieses kann beispielswei­ se in die Einschnitte 12 eingreifen oder in die Sack­ lochbohrung 14, die zu diesem Zweck einen unrunden Querschnitt haben kann, beispielsweise einen Sechskant­ querschnitt.

In die Sacklochbohrung 14 ist ein Kern 16 einsetzbar, der so geformt ist, daß er die Sacklochbohrung 14 im wesentlichen vollständig ausfüllt. Der Kern 16 weist einen länglichen Stift 17 auf, der in den unteren, im Schaft 8 angeordneten Teil der Sacklochbohrung 14 ein­ greift, und eine zylindrische Verdickung 18, die in den erweiterten Bereich 15 der Sacklochbohrung 14 ein­ taucht. Dabei sind die Abmessungen so gewählt, daß der Kern 16 in die Sacklochbohrung 14 eintritt, ohne diese aufzuweiten.

Wenn der Kern 16 in dieser Weise in die Knochenschraube 7 eingesetzt ist, wird durch die vollständige Ausfüllung des erweiterten Bereichs 15 der Sacklochbohrung 14 die elastische Verbiegung der Abschnitte 13 radial nach innen behindert, d. h. es ist nicht mehr möglich, den Außendurchmesser der kopfförmigen Verdickung 10 der Knochenschraube 7 zu reduzieren. Wenn die Knochen­ schraube 7 in die Durchstecköffnung 2 eingesetzt ist, ist es daher nicht mehr möglich, die kopfförmige Ver­ dickung 10 aus der Hinterschneidung 6 zu entfernen, man erhält auf diese Weise also eine Verriegelung der Kno­ chenschraube 7 in der Knochenplatte 1, ohne daß jedoch eine Verklemmung erfolgt. Trotz dieser Verriegelung bleibt die Knochenschraube frei drehbar und frei ver­ schwenkbar in der Durchstecköffnung 2 gehalten, so daß die Drehgelenkeigenschaft der Verbindung zwischen Kno­ chenschraube 7 und Knochenplatte 1 in keiner Weise be­ einträchtigt wird.

Claims (12)

1. Orthopädisches Haltesystem mit mindestens einem Implantatteil, das mindestens eine Durchstecköff­ nung aufweist, und mit stiftförmigen Halteelemen­ ten, die in die Durchstecköffnungen eingesetzt werden, wobei die Durchstecköffnungen Erweiterun­ gen aufweisen, die eine elastisch zusammendrück­ bare kopfförmige Verdickung der Halteelemente aufnehmen, wobei die Erweiterungen einen Außen­ durchmesser aufweisen, der geringfügig kleiner ist als die nicht elastisch zusammengedrückte kopfförmige Verdickung, und wobei die Erweiterun­ gen Hinterschneidungen aufweisen, in die die kopfförmige Verdickung nach dem Einschieben in die Erweiterung elastisch eingreift, und mit ei­ nem Sackloch im Bereich der kopfförmigen Verdic­ kung des Halteelements, in das ein dieses ausfül­ lender Kern einschiebbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kern (16) so bemessen ist, daß er die kopfförmige Verdickung (10) in seiner in das Sackloch (14) eingeschobenen Stellung verrie­ gelt ohne sie aufzuweiten.

2. Haltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die kopfförmige Verdickung (10) durch mehrere elastisch radial nach innen biegbare Tei­ le (13) des Halteelements (7) gebildet wird.

3. Haltesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die elastisch nach innen biegbaren Teile (13) durch radial verlaufende Einschnitte (12) voneinander getrennte, einstückig mit dem Haltee­ lement (7) ausgebildete Abschnitte des Halteele­ ments (7) sind.

4. Haltesystem nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Sackloch (14) sich zum freien Ende des Halteelements (7) hin stufig verengt.

5. Haltesystem nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Sackloch (14) kreiszylindrisch ausgebildet ist.

6. Haltesystem nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung eine kugelringförmige Innenfläche (3) und die kopfförmige Verdickung (10) eine komplementäre kugelringförmige Außenfläche (11) aufweisen, de­ ren größter Durchmesser im Innern des Implan­ tatteils (1) im Abstand von dessen Außenflächen (4, 5) angeordnet ist.

7. Haltesystem nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement eine Knochenschraube (7) ist.

8. Haltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halteelement eine Schraube mit einem Maschinengewinde ist.

9. Haltesystem nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Implan­ tatteil eine Knochenplatte (1) ist.

10. Haltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halteelement zwei oder mehr Implantatteile miteinander verbindet.

11. Haltesystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Halteelemente platten­ förmig ausgebildet sind.

12. Haltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Implantatteil ei­ ne Knochenplatte ist und das andere eine Endopro­ these.