DE60206216T2

DE60206216T2 - Selbstschneidende Schraube zur Chirurgie kleiner Knochen

Info

Publication number: DE60206216T2
Application number: DE60206216T
Authority: DE
Inventors: Lowell Scott Weil; Louis Samuel Barouk; Thierry Souillat
Original assignee: Barouk Louis Samuel Yvrac; DePuy Ireland ULC
Current assignee: BAROUK, LOUIS SAMUEL, YVRAC, TRESSES, FR; DePuy Ireland ULC
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2022-07-02
Also published as: DE60206216D1; US20030028193A1; EP1273273A3; AU783469B2; ATE304819T1; AU5072202A; ZA200205288B; JP4195586B2; CA2390912C; CA2390912A1; JP2003024343A; US7037309B2; EP1273273A2; EP1273273B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbstschneidende Schraube für die Operation von kleinen Knochen, insbesondere am Fuß.
Es ist bekannt, dass bei der Operation von kleinen Knochen Schrauben verwendet werden, wie beispielsweise die Schraube, die als Barouk-Schraube bekannt ist, die einen proximalen Gewindekopf und einen distalen Gewindeschaft umfasst. Das Schraubgewinde des Kopfes hat eine kleinere Steigung als das des distalen Teils, so dass die Schraube selbstkomprimierend wird, das heißt, dass durch das Hineindrehen der Schraube ein Zusammendrücken der zwei zu osteosynthetisierenden Knockenstücke aufgrund des Steigungsunterschiedes der beiden Schraubgewinde bewirkt wird. Diese Schraube hat außerdem eine Kanüle und ist selbstschneidend dank Ausnehmungen, die an den Schraubgewindegängen des Kopfes und des Endes des distalen Schaftes vorhanden sind. Schließlich ist der Durchmesser des Schraubgewindes des Kopfes größer als der Durchmesser des Schraubgewindes des distalen Teils.
Schrauben dieser Art bestehen im Allgemeinen aus Titan.
Die Barouk-Schraube hat eine kurze glatte Zwischenzone zwischen dem Gewindekopf und dem Anfang des distalen Gewindeteils. Diese glatte Zone, deren Durchmesser identisch mit dem des distalen Schraubgewindes ist, befindet sich normalerweise auf jeder Seite der Knochendurchtrennungslinie und ermöglicht es daher, dass die beiden Knockenstücke gegeneinander zusammengedrückt werden, ohne dass die Knochenwand des Bohrlochs beschädigt wird, wenn der distale Gewindeteil vollständig in den Knochen eindringt.
Die französische Anmeldung FR-A-2722086 beschreibt eine ähnliche Schraube, bei der dieser Zwischenabschnitt, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als der des distalen Schraubgewindes, kürzer sein oder fast fehlen kann. Diese Schraube macht es jedoch erforderlich, dass zuvor mit Hilfe einer Bohrkrone ein Loch gebohrt wird, mit Durchmessern, die den Kerndurchmessern des distalen und des proximalen Gewindes ähneln, wobei die Schraubgewinde der Schraube dann ihre Selbstschneidefunktion erfüllen.
EP 0 857 465 offenbart eine geteilte Schneidschraube zum Verbinden zweier Knochenstücke, wobei der schneidende Teil ein nicht-geschraubtes proximales Ende und eine distale Schraube aufweist, wobei das distale Ende des distalen Gewindes in Längsrichtung verlaufende selbstschneidende Nuten aufweist, wobei das distale Ende keinen internen Kanal aufweist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Schraube bereitzustellen, die diese Nachteile nicht aufweist und die es – wenigstens in bestimmten Fällen – ermöglicht, dass die Schraube eingeschraubt werden kann, ohne dass vorher ein Loch mit dem Durchmesser des Gewindefußes gebohrt werden muss.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraube dieses Typs bereitzustellen, die besonders gute Selbstschneide- und Selbstbohr-Eigenschaften aufweist.
Eine weitere Aufgabe ist es, Schraubensätze bereitzustellen, die sich besonders zum Einpassen jener Schrauben eignen, die für jeden konkreten Fall am besten geeignet sind.
Der Gegenstand der Erfindung ist eine selbstschneidende Schraube für die Operation von kleinen Knochen, insbesondere eine Barouk-Schraube, umfassend einen proximalen Gewindekopf und einen distalen Gewindeschaft, wobei die Teilung des Schraubengewindes an dem proximalen Kopf kürzer als die des distalen Schaftes ist, und einen innerer Kanal in Form einer Kanüle, wobei der distale Schaft über seine gesamte Länge bis zum Gewindekopf ein Gewinde aufweist, wobei das distale Ende des distalen Schaftes gefräste Bereiche aufweist, die eckige äquidistante selbstschneidende Flächen an den ersten distalen Gewindegängen bilden, und wobei gefräste Bereiche, die eckige äquidistante selbstschneidende Flächen bilden, an den ersten Gewindegängen des proximalen Schraubgewindes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende des distalen Schaftes mindestens zwei gefräste Bereiche aufweist, die eckige, äquidistante Flächen um die Längsachse der Schraube herum bilden, dergestalt, dass sie – mit dem kanülenartigen Kanal – mindestens zwei Aussparungen am Ende dieses Kanals und mindestens zwei selbstbohrende Schneiden am distalen Ende der Schraube bilden und dass das distale Ende des Schraubengewinde des Kopfes gefräste Bereiche aufweist, welche eckige äquidistante abgeschrägte Flächen bilden, welche Bohrschneiden bilden, denen eine dem distalen Schraubengewinde folgende kurze Nut vorausgeht.
Die Abmessungen der erfindungsgemäßen Schraube liegen vorzugsweise in folgenden Bereichen:

– Schraubenlänge: 10 mm bis 60 mm
– Kopflänge 5–10 mm
– Ganghöhe des distalen Schraubgewindes: zwischen 1 und 3 mm
– Ganghöhe des proximalen Schraubgewindes: zwischen 0,8 und 2,5 mm
– Durchmesser des distalen Teils (Gewindespitze): 2,5 bis 5 mm

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Satz aus verschiedenen dieser Schrauben mit unterschiedlichen Abmessungen, und gemäß einem besonders bevorzugten Merkmal enthält ein solcher Satz eine Anzahl Schrauben mit unterschiedlicher Länge, aber mit den gleichen Eigenschaften hinsichtlich des Durchmessers und deshalb der diametralen Größe und der Selbstbohr- und Selbstschneidefähigkeit.
1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube.
2 zeigt eine axial geschnittene Ansicht dieser Schraube.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht dieser Schraube.
4 zeigt eine Ansicht des distalen Endes der Schraube.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht dieses distalen Endes.
6 zeigt eine vergrößerte Ansicht dieses vorderen Endes in axialem Schnitt entlang der Linie B-B von 4.
7 zeigt eine Ansicht im Querschnitt entlang der Linie C-C von 1 der Schraube unmittelbar vor dem Teil, der den Schraubenkopf bildet.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schraubenkopfteils.
9 zeigt eine Ansicht in diametralem Schnitt entlang der Linie D-D dieses Kopfteils.
10 zeigt eine Ansicht des proximalen Endes der Schraube.
11 zeigt einen vergrößerten diametralen Schnitt durch das Schraubgewinde des distalen Teils der Schraube.
12 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils des Schraubgewindes des Schraubenkopfes.
Die in 1 veranschaulichte Schraube ist für die Operation von kleinen Knochen, insbesondere am Fuß, gedacht.
Diese Schraube 1 umfasst einen proximalen Gewindekopf 2 und einen distalen Gewindeschaft 3. Der distale Schaft 3 ist über seine gesamte Länge mit einem Gewinde versehen und ist durch einen kurzen Freistich 2b direkt mit dem Gewindekopf 2 verbunden, so dass es keinen glatten Zwischenabschnitt zwischen dem Kopf 2 und dem distalen Schaft 3 gibt.
Ein axialer Kanal 4 durchzieht die gesamte Länge der Schraube 1, an deren Enden er ins Freie mündet. In dem Kopf 2 mündet der Kanal 4 in einen Innensechskant 20, der dafür geformt ist, das Ende eines (nicht gezeigten) Schraubwerkzeugs aufzunehmen, wobei der Kanal 4 und der Innensechskant 20 koaxial zur Gesamtlängsachse der Schraube 1 verlaufen. Der Durchmesser des Kopfes 2 ist deutlich größer als der Durchmesser des distalen Schaftes 3, und das Schraubgewinde 2a des Kopfes 2 hat eine Ganghöhe, die kleiner ist als die Ganghöhe des Schraubgewindes 3a des distalen Schaftes 3.
Es ist somit klar, dass die Schraube im Wesentlichen zwei Teile hat, nämlich einen längeren distalen Teil mit einem zylindrischen Schraubgewinde mit einer ersten Ganghöhe, und einen Kopfteil mit einem Schraubgewinde mit einem größeren Durchmesser und mit einer Ganghöhe, die kleiner ist als die Ganghöhe des distalen Teils.
Der proximale Kopf 2 hat an seinem vorderen Ende den erwähnten kurzen Freistich 2b, in den hinein das Selbstbohrmittel des Kopfes 3 mündet.
Die vorderen Flanken der Schraubgewindegänge, das heißt die Flanken, die zum distalen Ende der Schraubgewindegänge weisen, sind vorzugsweise nach vorn geneigt, während die hinteren Flanken praktisch senkrecht zur Schraubenachse stehen.
Das gleicht trifft vorzugsweise auf die Gewindegänge 2a zu.
Gemäß der Erfindung sind zwei eckige äquidistante gefräste Abschnitte am distalen Ende des Teils des distalen Schraubgewindes 3 ausgebildet. Diese gefrästen Abschnitte werden folgendermaßen hergestellt:
Zunächst, beispielsweise vor dem Herstellen der Schraubgewinde, ist das distale Ende der Schraube konisch und hat einen Konuswinkel β relativ zur Längsachse der Schraube. Dann werden die Gewindedrehschritte ausgeführt, um die Schraubgewinde 2a, 3a des distalen und des proximalen Teils herzustellen, wobei diese Schraubgewinde unterschiedliche Ganghöhen aufwiesen, wie oben angesprochen.
Dann wird ein Fräswerkzeug mit einem Radius R zweimal über das distale Ende, das heißt das freie Ende des distalen Teils 3, geführt, wobei jeder Fräsdurchgang vom anderen um 180° um die geometrische Längsachse der Schraube versetzt ist. 1 zeigt, dass dieser Fräsdurchgang die ersten beiden Gewindegänge der Schraube schneidet und ein klein wenig den Scheitel des dritten Gewindeganges berührt. Der Radius R des Fräswerkzeugs und die Position der Mitte des Fräswerkzeugs sind so, dass die entstehenden Flächen 5 oder 6 nicht den internen Kanal 4 schneiden, sondern ein wenig außerhalb bleiben. Diese gefrästen Abschnitte bilden außerdem zwei Flächen 5a, 6a senkrecht zu den Flächen 5 und 6 und parallel zur Schraubenachse und bilden somit die selbstschneidenden Abschnitte der ersten Gewindegänge.
Außerdem werden zwei flache gefräste Abschnitte, die relativ zu der Achse um einen Winkel α geneigt sind, in Fortsetzung der zuvor gefrästen Abschnitte hergestellt, wobei diese zwei flachen gefrästen Abschnitte die Flächen 9 und 10 bilden, welche die Innenfläche des kanülenartigen Loches 4 schneiden, so dass Nuten 11 entstehen. Die gefrästen Abschnitte, welche die Flächen 9 und 10 bilden, bilden ebenfalls senkrechte Flächen, welche die exakten distalen Fortsetzungen der Flächen 5a, 6a bilden.
Als nächstes werden nach dem Wenden der Schraube zwei gefräste Abschnitte hergestellt, welche die Flächen 7 und 8 bilden, die ebenfalls relativ zu der geometrischen Achse der Schraube geneigt sind. Die Überschneidungen zwischen den Flächen 8, 5a bzw. 7, 6a bilden an dem distalen Ende zwei kleine selbstbohrende Schneidkanten 5b, 6b.
Es ist somit möglich, eine Selbstschneidewirkung und ein gewisses Maß an Selbstbohrwirkung in das Knochengewebe hinein zu erreichen, während die Schraube weiter gedreht wird. Die Selbstbohrfähigkeiten, die durch die Schneidkanten verliehen werden, reichen – wenigstens für einige Knochenarten – aus, um auf das vorherige Einbringen eines Bohrlochs verzichten zu können, was besonders für die erfindungsgemäßen Schrauben gilt, welche die kleinsten Durchmesser haben.
Um dem Schraubgewinde 2a des proximalen Kopfes 2, das anfangs einen konischen Teil mit einer Schräge γ aufweist, der zum Freistich 2b hin schmaler wird, ein selbstschneidendes Ende zu geben, werden vier gefräste Abschnitte, die jeweils in einem Winkel von 90° versetzt sind, mittels eines Fräswerkzeugs mit einem Radius R' hergestellt. Die Fräsdurchgänge schneiden ungefähr zwei Gewindegänge, wie in den 1 und 8 zu sehen ist, und bilden so die Flächen 12, 13, 14, 15 mit ihren senkrechten Selbstschneideflächen 12a, 13a, 14a, 15a, wobei diese Flächen durch vier flache gefräste Abschnitte mit einer Schräge 6 relativ zur Achse der Schraube ergänzt werden, wie insbesondere in den 8 und 9 zu sehen ist, so dass die Flächen 16, 17, 18, 19 entstehen, von denen die Kanten, die zusammen mit den Flächen 12a bis 15a gebildet werden, die Schneidkanten 12b bis 15b bilden, wodurch eine Selbstbohrwirkung entsteht.
Es versteht sich, dass der Kopf 2 – über seine Selbstbohrschneiden, die praktisch am Freistich 2b enden – ein gewisses Maß an Selbstbohrwirkung ausübt, das in den Knochengewindegängen beginnt, die durch den distalen Gewindeteil 3 geschnitten werden, und endet, wenn die Selbstschneideabschnitte der Gewinde – wobei diese Abschnitte durch die gefrästen Abschnitte 12, 13, 14, 15 gebildet werden – in Aktion treten.
Es wurde somit eine Schraube hergestellt, die verbesserte Qualitäten zum einen hinsichtlich der Selbstschneidwirkung, der Selbstbohrwirkung und der Schraubwirkung und zum anderen hinsichtlich des kompressiven Zusammenhaltens der zwei Knochenstücke, beispielsweise des Mittelfußes, aufweist.

Claims

Selbstschneidende Schraube für die Operation von kleinen Knochen, insbesondere eine Barouk-Schraube, umfassend einen proximalen Gewindekopf (2) und einen distalen Gewindeschaft (3), wobei die Teilung des Schraubengewindes des proximalen Kopfes kürzer als die des distalen Schaftes ist, einen innerer Kanal in Form einer Kanüle, wobei der distale Schaft (3) über seine gesamte Länge bis zum Gewindekopf ein Gewinde aufweist, wobei das distale Ende des distalen Schaftes gefräste Bereiche aufweist, die eckige äquidistante selbstschneidende Flächen (5, 5a, 6, 6a) der ersten distalen Gewindegänge bilden und gefräste Bereiche eckige äquidistante selbstschneidende Flächen (12 bis 15, 12a bis 15a) auf den ersten Gewindegängen des Schraubenkopfes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende des distalen Gewindeschaftes mindestens zwei gefräste Bereiche aufweist, die eckige, äquidistante Flächen (9, 5a, 10, 6a) entlang der Längsachse der Schraube bilden, so dass diese mit dem kanülenartigen Kanal mindestens zwei Aussparungen (11) am Ende des Kanals und mindestens zwei selbstbohrende Schneiden (5b, 6b) am distalen Ende der Schraube bilden und dass das distale Ende des Schraubengewinde des Kopfes gefräste Bereiche aufweist, welche eckige äquidistante und abgeschrägte Flächen bilden, welche Bohrschneiden (12b bis 15b) bilden, denen eine dem distalen Schraubengewinde folgende kurze Nut (2b) vorausgeht.
Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den selbstschneidenden, gefrästen Bereichen (5, 6) gefräste Bereiche (9, 10) vorausgehen, welche die Aussparungen (11) und entsprechende, im wesentlichen senkrechte Flächen (5a, 6a) bilden und dass eckige beabstandete gefräste Bereiche (7, 8) mit den im wesentlichen senkrechten Flächen Schneidkanten (5b, 6b) bilden.
Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube folgende Dimensionen aufweist: – Schraubenlänge: 10–60 mm, – Kopflänge: 5–10 mm, – Teilung des distalen Schraubengewindes: zwischen 1 und 3 mm – Teilung des proximalen Schraubengewindes: zwischen 0,8 und 2,5 mm – Durchmesser des distalen Bereiches (Scheitelpunkt des Gewindes): 2,5 bis 5 mm.
Satz Schrauben nach Anspruch 1 mit unterschiedlichen Längen.
Satz Schrauben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz eine Anzahl Schrauben mit unterschiedlicher Länge enthält, die jedoch die gleichen Eigenschaften hinsichtlich des Durchmessers und daher diametrale Größen sowie selbstbohrende und selbstschneidende Fähigkeiten aufweisen.