DE3711013C1

DE3711013C1 - Pedicle screw

Info

Publication number: DE3711013C1
Application number: DE19873711013
Authority: DE
Inventors: Juergen Prof Dr Harms; Lutz Biedermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1988-06-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Pedikelschraube zur Stabili sierung von Wirbelsäulensegmenten, mit einem Gewindeschaft teil und einem kopfseitig vorgesehenen Aufnahmeteil für ei ne Stange, wobei die Stange und das Aufnahmeteil durch zwei an dem Aufnahmeteil angreifende Muttern fest miteinander ver bindbar sind. Derartige Schrauben werden zur mono- und mul tisegmentalen Stabilisierung der Wirbelsäule verwendet.

Eine derartige Pedikelschraube ist aus der DE 26 49 042 B1 bekannt. Die Schraube weist einen Gewindeteil und einen starr damit verbundenen, am kopfseitigen Ende vorgesehenen Aufnahmeteil auf. Es werden mehrere Paare solcher Schrauben jeweils in einem Abstand voneinander beidseitig von der Wirbelsäule in die Wirbelkörper eingeschraubt. Die jeweiligen Aufnahmeteile weisen Aufnahmeschlitze auf. Durch diese Aufnahmeschlitze der rechten bzw. linken Gruppe der Schrauben wird jeweils eine Gewindestange geführt. An beiden Seiten des jeweiligen Aufnahmeteiles sind Muttern auf der Gewindestange als Fixie rungsschrauben vorgesehen, mit denen die Stange am jeweili gen Aufnahmeteil fixiert wird. An den Stellen, an denen die Muttern an dem Aufnahmeteil angreifen, sind zylinderförmige Vertiefungen vorgesehen. Sie Muttern greifen in die Vertie fungen ein und liegen am Grund der Vertiefungen an. Dadurch soll verhindert werden, daß die in den Aufnahmeschlitz ein gesetzte Gewindestange sich aus diesem heraushebt. Ein Nach teil dieser Lösung besteht darin, daß es sehr schwierig ist, die Schrauben einerseits fest in die Wirbelkörper einzu schrauben und andererseits die Schrauben in zwei Ebenen ge rade so zu stellen, daß die Achsen der Aufnahmeschlitze in den übereinander befindlichen Aufnahmeteilen so ausgerichtet sind, daß die Gewindestange ohne Verspannung der Schrauben durch die Aufnahmeschlitze hindurchführbar ist und die Muttern vollflächig auf dem Grund der zylinderförmigen Aus nehmungen aufliegen und so eine feste Verbindung bilden und sich im späteren Gebrauch keine Lockerung der Muttern ein stellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pedikelschraube der ein gangs beschriebenen Art zu schaffen, die das Einsetzen er leichtert und eine dauerhafte Verbindung zwischen den Muttern und dem Aufnahmeteil ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Pedikelschraube der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der jeweilige das Widerlager für die Muttern bildende Teil des Aufnahmeteiles als hohlkugelseg mentförmige Pfanne und der damit in Eingriff bringbare Teil der Mutter als Kugelsegment mit entsprechendem Radius ausge bildet sind.

Durch diese Lösung wird erreicht, daß die Mutter vollflächig an der diese aufnehmenden Pfanne anliegt. Einerseits wird dadurch verhindert, daß Scherkräfte über die Mutter auf die Gewindestange übertragen werden. Andererseits entsteht durch das vollflächige Anliegen eine feste Verbindung, die ein Lö sen durch das Tragen verhindert.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform in Seitenansicht, teilweise geschnitten;

Fig. 2 einen Teil aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 2 gezeigten Teil;

Fig. 4 ein Teil aus Fig. 1 in geändertem Maßstab;

Fig. 5 das in Fig. 4 gezeigte Teil in einer um 90° ge drehten Darstellung, teilweise im Schnitt;

Fig. 6 das in Fig. 4 gezeigte Teil von der Rückseite;

Fig. 7 das in Fig. 5 gezeigte Teil von oben; und

Fig. 8 ein Ringelement aus der in Fig. 1 gezeigten Darstel lung in vergrößertem Maßstab.

Bei der beschriebenen Ausführungsform weist die Transpedikel schraube 25 einen Gewindeschaftteil 26 und einen Aufnahme teil 27 auf.

Der Gewindeschaftteil 26 umfaßt einen Gewindeteil 28 zum Ein schrauben in die Wirbelkörper. Am kopfseitigen Ende des Ge windeteiles ist ein kugelsegmentförmiger Kopf 29 vorgesehen. Dieser weist auf seiner dem Gewindeteil abgewandten Seite eine sich senkrecht zur Achse des Gewindeteiles 28 er streckende ebene Fläche 30 auf, die dadurch gebildet ist, daß ein Abschnitt der Kugel abgeschnitten ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist koaxial zu dem Gewinde teil 28 eine Sechskantbohrung 31 vorgesehen. In diese kann mit einem Inbusschlüssel zum Einschrauben des Gewindeschaft teiles 26 in den Wirbelkörper eingegriffen werden.

Der Aufnahmeteil 27 umfaßt zwei Kopfhälften 32, 33 sowie ei nen diese zusammenhaltenden Haltering 34.

Jede Kopfhälfte weist auf ihrer der anderen Kopfhälfte zuge wandten Innenseite einen kugelsegmentförmigen Abschnitt 35 auf. Der Innenradius der Kugel entspricht dem Außenradius des Kopfes 29. An den kugelsegmentförmigen Abschnitt schließt sich ein Halsabschnitt 36 an. Dieser hat die Form eines Seg mentes eines Kegelabschnittes und ist von dem kugelsegment förmigen Abschnitt ausgehend nach außen divergent ausgebil det. Die Achse des Halsabschnittes geht durch den Mittelpunkt des kugelsegmentförmigen Abschnittes 35. Auf der dem Halsab schnitt gegenüberliegenden Seite des kugelsegmentförmigen Abschnittes 35 erstreckt sich senkrecht zu der Symmetrie achse von Halsabschnitt und kugelsegmentförmigem Abschnitt ein Aufnahmeschlitz 37, an dessen der anderen Kopfhälfte ab gewandten Außenseite eine Versenkung 38 vorgesehen ist. Die Breite des Aufnahmeschlitzes ist so gewählt, daß eine aufzu nehmende Gewindestange 39 lose durch diesen hindurchführbar ist, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Im Bereich des Halsabschnittes 36 weist die Kopfhälfte eine sich senkrecht zur Symmetrieachse von Halsabschnitt und ku gelsegmentförmigem Abschnitt erstreckende nutenförmige Aus nehmung 40 auf.

Die beiden Kopfhälften 32, 33 sind identisch ausgebildet. Ihre Abmessungen sind so gewählt, daß der Mittelpunkt 41 des kugelsegmentförmigen Abschnittes 35 jeweils einen Bruchteil eines Millimeters außerhalb der der jeweiligen zweiten Kopf hälfte gegenüberliegenden Trennebene 42 liegt, so daß bei Zusammenfügen der beiden Kopfhälften 32, 33 parallel zuein ander um den Kopf ein Spalt 43 zwischen den beiden Hälften entsteht.

Der Haltering 34 weist eine innere Oberfläche 44 auf, die praktisch die Negativform der Außenfläche des Halsabschnittes 36 ist. Insbesondere weist die innere Oberfläche 44 einen in die nutenförmige Ausnehmung 40 hineinpassenden hervor stehenden Wulst 45 mit jeweils daran angrenzenden seitlichen Randbereichen 46, 47 auf. Der Innendurchmesser des Halterin ges 34, also insbesondere des Wulstes 45 und der Randberei che 46, 47 ist so gewählt, daß der Ring 34 eine solche Spannung auf die beiden Kopfhälften 32, 33 ausübt, wenn diese in der in Fig. 1 gezeigten Weise zunächst noch ohne einge setzte Gewindestange 39 auf den Kopf 29 aufgesetzt sind, daß sie innerhalb eines durch die Konizität des Halsabschnittes 36 bestimmten Winkels frei um die Längsachse des Gewinde schaftteiles 26 schwenkbar sind und für das Einsetzen der Gewindestange 39 ausreichend fest mit dem Kopf und somit mit dem Gewindeschaftteil 26 so verbunden sind, daß die beiden Kopfhälften in dem von dem Ring umfaßten Bereich weiter zu sammen sind als in dem gegenüberliegenden, den Aufnahme schlitz aufweisenden Bereich.

Wie am besten aus den Fig. 4 und 8 ersichtlich ist, ist die Versenkung 38 als hohlkugelförmige Pfanne ausgebildet, wobei der Mittelpunkt des hohlkugelförmigen Abschnittes je weils auf einer Geraden liegt, die in der am besten aus Fig. 4 ersichtlichen Weise vom Grund des Aufnahmeschlitzes 37 in der Höhe einen Abstand aufweist, der ein wenig größer ist als der Radius der Gewindestange 39. Die Achse erstreckt sich durch den Aufnahmeschlitz und durch dessen Mitte.

Die mutternförmigen Fixierschrauben 48, 49 weisen an den der jeweiligen Versenkung gegenüberliegenden Seiten konvexe ku gelsegmentförmige Abschnitte 51, 52 auf. Diese sind so aus gerichtet, daß der jeweilige Mittelpunkt auf der durch das Innengewinde der Mutter laufenden Mittenachse liegt. Die Radien sind im wesentlichen gleich den Radien der kugelseg mentförmigen Versenkung 38. Dadurch wird erreicht, daß beim Festschrauben der mutternförmigen Fixierschrauben 48, 49 die kugelsegmentförmigen Abschnitte auch bei geringer Verkantung der Gewindestange 39 gegen die Mittenachse des Aufnahme schlitzes 37 vollflächig an den hohlkugelsegmentförmigen Pfannen anliegen. Ein Verkanten der Muttern entfällt. Dar über hinaus liegen die Muttern mit ihrer ganzen Oberfläche an den Pfannen an.

Bevorzugt ist entweder die Oberfläche der Pfannen oder die der kugelsegmentförmigen Abschnitte der Fixierschrauben 48, 49 oder die Oberflächen beider jeweils zusammenwirkender Tei le aufgerauht, so daß beim Fixieren durch Festziehen der Fixierschrauben 48, 49 durch eine Art Kaltverschweißung eine feste Verbindung entsteht, die sich nicht unbeabsichtigt löst.

Zum Einsetzen der Pedikelschraube nach der in den Fig. 1-8 beschriebenen Ausführungsform wird zunächst die Pedi kelschraube in die jeweiligen Wirbelkörper dadurch einge schraubt, daß mit der Inbusschraube durch die Aufnahme schlitze hindurch in die Sechskantbohrung zum Schrauben ein gegriffen wird. Nach dem Einschrauben werden die Aufnahmetei le 27 mit den beiden durch den Haltering 34 zusammengehalte nen Kopfhälften 32, 33 so in ihrer Richtung ausgerichtet, daß die Gewindestangen 39 ohne Einwirkung von Scherkräften in die Aufnahmeschlitze 37 einsetzbar sind. Die Gewindestan gen werden dann jeweils mit in den Versenkungen 38 sitzenden Fixierschrauben 48, 49 fixiert. Die Fixierschrauben können dabei je nach Wunsch entweder so fest angezogen werden, daß das Aufnahmeteil 27 sich nicht mehr um den Kopf 29 herum ver schwenken läßt und somit eine im wesentlichen starre Verbin dung zwischen Aufnahmeteil 27 und Gewindeschaftteil 26 ent steht, oder die Schrauben werden nur so weit angezogen, daß noch eine gewünschte gedämpfte Bewegung zwischen den beiden Teilen möglich ist.

Mit beiden oben beschriebenen Ausführungsformen der Pedikel schraube wird eine um die Symmetrieachse unbegrenzte freie Bewegung und in horizontaler und vertikaler Richtung eine voreinstellbare Bewegung, die vorzugsweise bei einem Winkel von 10 bis 30° liegt, erreicht. Bei der zuletzt beschriebe nen Ausführungsform wird zusätzlich erreicht, daß die Bau länge der Pedikelschraube besonders kurz gehalten ist.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Gewinde schaftteil 26 und Aufnahmeteil 27 gelenkig miteinander ver bunden. Nach einer anderen Ausführungsform sind Gewinde schaftteil und Aufnahmeteil einstückig in der Weise ausgebil det, daß der Gewindeschaftteil an seinem Kopf den Aufnahme teil einstückig angeformt hat. Die Ausbildung der Widerlager flächen für die Fixierschrauben und die Fixierschrauben selbst sind in gleicher Weise wie oben beschrieben ausgebil det.

Claims

1. Pedikelschraube (25) zur Stabilisierung von Wirbelsäulen segmenten, mit einem Gewindeschaftteil (26) und einem kopf seitig vorgesehenen Aufnahmeteil (27) für eine Stange (39), wobei die Stange (39) und das Aufnahmeteil (27) durch zwei an dem Aufnahmeteil (27) angreifende Muttern fest miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige das Widerlager (38) für die Muttern bildende Teil des Aufnahmeteiles (27) als hohlkugelsegmentförmige Pfanne und der damit in Eingriff bringbare Teil der Mutter als Kugelsegment mit entsprechen dem Radius ausgebildet sind.

2. Pedikelschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahmeteil (27) und Gewinde schaftteil (26) gelenkig miteinander verbunden sind.

3. Pedikelschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahmeteil und Gewindeschaft teil einstückig ausgebildet sind.

4. Pedikelschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der hohlkugelförmigen Pfanne und/oder des Kugelsegmentes rauh ausgebildet ist.