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WO2001082809A1 - Konturierte knochenplatte - Google Patents

Konturierte knochenplatte Download PDF

Info

Publication number
WO2001082809A1
WO2001082809A1 PCT/CH2001/000264 CH0100264W WO0182809A1 WO 2001082809 A1 WO2001082809 A1 WO 2001082809A1 CH 0100264 W CH0100264 W CH 0100264W WO 0182809 A1 WO0182809 A1 WO 0182809A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plate
screw
bone
contour
thread
Prior art date
Application number
PCT/CH2001/000264
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Pfefferle
Peter Scheuble
Hermann Zeuner
Original Assignee
Medartis Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Medartis Ag filed Critical Medartis Ag
Priority to AU48216/01A priority Critical patent/AU4821601A/en
Publication of WO2001082809A1 publication Critical patent/WO2001082809A1/de

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    • A61B17/8085—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates with pliable or malleable elements or having a mesh-like structure, e.g. small strips
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    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
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    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A61F2/2803—Bones for mandibular reconstruction

Definitions

  • the present invention relates to a bone plate, which means
  • Bone screws are to be fastened and in particular as a reconstruction system for the maxillofacial area of the human skull, e.g. for the lower jaw.
  • the bone plate and screws are blocked together.
  • the terms "plate”, “screw” and “plate-screw connection” will be used in abbreviated form.
  • Such plates are used, for example, to reinforce weakened, regressed bone structures. In the case of large continuity defects, the plates have to provide stability over long periods of time and absorb the loads that the missing bone would have to bear.
  • plates of this type consist of a straight, elongated branch with a multiplicity of plate members, in each of which there is a screw hole for receiving a screw.
  • An angled side branch is used as bridging plates on the left or right.
  • side branches angled on both sides extend from the elongated branch. The plates can be cut to the required length, which is done by removing excess plate members, and bent to adapt to the patient's anatomy.
  • Plates of the type relevant here as straight, elongated branches, as bridging plates with side branches angled to the right or left of the main branch or as total bridging plates with side branches angled to the main branch (double angled) have long been described in the literature , from many suppliers on the market and in widespread clinical use. Examples of this include the company
  • a reinforced angle segment is provided at the transition between the main branch and the angled side branches, see
  • these plates When applied, these plates must be bent to a relatively large extent to the patient's anatomy.
  • the plates used in the patient are constantly changing bending stress due to their activities, e.g. by swallowing and chewing.
  • the long-term bending fatigue strength of the plates which are mostly made of titanium, is reduced by the operative bending during insertion, thus reducing their fracture resistance and service life in the patient. This is an essential aspect of the imperfection of the bone plates of the type known to date.
  • US 5,810,823 proposes Arrange insertable or fixed spacer elements with an internal thread on the underside of the plate, which sit on the bone and are penetrated by the threaded shanks of the screws. Spacers that can be positioned variably also allow the screws to be aligned differently from the vertical. With this construction, the large-area pressing of the plate onto the periosteum is avoided, but increased pressure arises at the attachment points of the spacer elements. The relatively small insertable spacing elements complicate the surgical procedure. Regardless of whether the spacer elements are fixed or can be used, they do not provide improved protection against unintentional loosening of the screws.
  • WO 96/39975 describes a blocked plate-screw connection, where recessed securing elements are provided on the underside of the plate in the area of the screw holes.
  • the threadless neck portion of the screw shaft which has a smaller diameter than the threaded part, projects through the individual securing element.
  • the threaded part can be inserted through the securing element and screwed into the bone, the screw head coming to rest on the top of the plate.
  • the securing element shrinks so that the plate is held at a distance from the periosteum and the screw is secured against unscrewing.
  • This system requires the special security elements and devices and is therefore complex to handle and manufacture.
  • the bone plate has a plurality of holes provided in the direction of the longitudinal axis of the plate for the passage of screws.
  • the screw hole is oval, with its main axis lying in the longitudinal axis of the plate.
  • the screw hole is surrounded by a spherical countersink on the top of the plate.
  • the internal thread serves to accommodate a thread section located on the screw under its head, which is expanded in diameter compared to the threaded shaft of the screw.
  • the screw hole opens towards the underside of the plate in the area of the two ends of the main axis, i.e. outside the internal thread on the longitudinal axis of the plate.
  • the threaded shaft of the screw protrudes into the bone, while the threaded part engages with the internal thread in the screw hole. This supports the plate and does not force the screw onto the periosteum.
  • the screw is secured against unintentional removal by the threaded connection between the internal thread in the screw hole and the threaded part of the screw.
  • the plate and screw are interlocked.
  • the countersink around the screw hole allows a screw without a threaded part to be eccentrically created to produce compression between bone compartments. Screws without a thread section for blocking can also be screwed in differently from the vertical. There is more space for this in the direction of the longitudinal axis of the plate due to the oval hole shape and the only partial internal thread in the screw hole.
  • the object of the invention is to propose a bone plate of the type relevant here, where the number and intensity of the required bends are significantly reduced during the surgical adaptation to the patient's anatomy. This is primarily to increase the long-term fatigue strength of the plates and, as a synergy effect, to reduce the surgical effort for the surgeon.
  • the object of the invention is to propose an improved blockable plate-screw connection for the plates to be improved with regard to the adaptation. It is particularly important here to get by without third parts, such as inserts or expansion screws for locking and bending inserts.
  • the connections should be less sensitive to overtightening and angular misalignment of the screws in relation to the vertical and the longitudinal axis of the plate. It is desirable to achieve a high loosening torque within the plate-screw connection for the screws, in order to thus strictly avoid automatic loosening of the screws.
  • the clinical application for the surgeon should be as simple as possible. The possibilities of an osteosynthetic must be preserved Bring bone compression and use the connection with conventional screws unblocked. Finally, the parts of the connection must be able to be mass-produced efficiently.
  • a contoured bone plate which extends in a plane of the plate and whose longitudinal axis of the plate extends at least essentially in the form of a circular arc.
  • the circular longitudinal axis of the plate between the central axes of the webs and the central axis of the adjacent screw hole results in an offset with e.g. 1 ° to 10 °, preferably 2.5 °.
  • the plate has several plate members, which are connected to one another by webs. At least in some plate members, preferably in each plate member, there is a screw hole.
  • the bone plate consists at least of an arcuate main segment.
  • the main segment is provided with a lateral segment attached to it on one or both sides and lying in the plate level, which extends straight or curved.
  • Some screw holes on the bone plate may not be designed for blocking, but as standard cylindrical screw holes or as direction-oriented compression holes.
  • the arcuate bone plate is given its shape without reshaping, i.e. the plate is made from the material during manufacture, so that the plates produced in this way reach the surgeon without first being weakened by bending stresses.
  • the further development of the interlocking according to the invention is based on a bone plate and screws with an interlocking thread according to the genus from US Pat. No. 5,709,686.
  • the screw holes in the plate links are surrounded by a spherical countersink on the top of the plate.
  • an engagement contour is present in the screw hole, which consists partly of horizontal and radial circumferential valley troughs on the wall of the screw hole and adjacent remaining contour tips.
  • the diameter the countersink for receiving the screw head is greater than the clear width of the engagement contour. It runs out towards the edges of the engagement contour, so that smooth, non-contoured wall areas remain in the screw hole.
  • the screw hole is an elongated hole.
  • the engagement contour is preferably produced by milling and has, for example, a pointed, round, trapezoidal or sawtooth-shaped shape.
  • a blocking thread below the screw head which has a diameter of the same size or larger than the thread on the threaded shaft intended for engagement in the bone.
  • the screw with its threaded shaft protrudes through the screw hole and the thread of the threaded shaft rotates into the bone.
  • the locking thread below the screw head enters the engagement contour in the screw hole. Since the interlocking thread, with its helical shape and its pitch, is not complementary to the engagement contour, deformation occurs on both and thus a more resistant connection to loosening. Blocking of reduced thickness can still be achieved if there is a continuous thread on the screw, the uppermost threads of which undermine the engagement contour.
  • the bone plate according to the invention with an arcuate plate longitudinal axis - at least in the main segment, if the bone plate is provided with a lateral segment attached to it on one or both sides - provides the following advantages:
  • the bone plate takes up the inclination of a circular section of the lateral surface of a cone.
  • the plate-screw connection is efficient in clinical use since no third parts are required for blocking. No bending inserts are required even when bending the plate. Even with a deformation within the screw hole, the functionality of the blocking is not impaired.
  • the plate When blocking, no forces act on the periosteum, so that it is protected. Similar to a fixator, the plate can be positioned at a distance from the bone. - The internal engagement contour in the screw hole also allows a slight angular misalignment of the screw in relation to the vertical and longitudinal axis of the plate. This without loss of functionality of the blocking.
  • the plate can be equipped with different screws, namely those with which locking occurs and those without locking.
  • the screw holes act as neutral Compression holes to accommodate the screw head. This is the case, for example, when applying small screws to staple a bone compartment.
  • the screw can also be set at an angle. - Since the complete geometry of the screw holes in the plate can be machined from one side, there is no need for reclamping during machining, so that overall there is a cost-effective production that can also be carried out precisely with reasonable effort.
  • Figure 1A - a bone plate with an arcuate plate longitudinal axis Z and 16 screw holes;
  • Figure 1 B an enlarged view of three plate members according to Figure 1A
  • 1C a schematic diagram of a human lower jaw with the adapting circular-arch-shaped bone plate according to FIG. 1A and a straight bone plate drifting from the lower jaw according to FIG. 5A;
  • Figure 2 a bone plate with an arcuate plate longitudinal axis Z and 8 screw holes of different types;
  • FIG. 3A - a bone plate for the left jaw branch with an arc-shaped main segment according to FIG. 1A, a straight, rising lateral segment and a reinforced angular area with an additional screw hole;
  • Figure 3B the bone plate according to Figure 3A with a curved lateral segment and reinforced angular range without an additional screw hole;
  • FIG. 3C the bone plate according to FIG. 3B with an additional screw hole in the reinforced angular range
  • FIG. 3E the bone plate according to Figure 3A with reduced spacing of the screw holes in the lateral segment;
  • FIG. 4A a bone plate screwed onto a fractured lower jaw;
  • FIG. 4B - a bone plate screwed onto the lower jaw to bridge a continuity defect
  • Figure 5A - a straight bone plate with uniformly aligned screw holes in plan view
  • Figure 5B the representation according to Figure 5A with differently oriented screw holes
  • Figure 5C the bone plate according to Figure 5A in section on the line A-A with the engaging contour of the first embodiment, schematic diagram
  • FIG. 5D the representation according to FIG. 5C with the engagement contour, real contour
  • Figure 6A - a two-start bone screw with locking thread in the
  • Figure 6B the two-start bone screw according to Figure 6A with locking thread in the neck area and thick screw shaft
  • Figure 6C a bone screw with blocking thread in the neck area and self-drilling and self-tapping thread on
  • FIG. 7A the bone screw according to FIG. 6A screwed vertically into a screw hole from FIG. 5E;
  • FIG. 7B the view according to FIG. 7A with the bone screw screwed in at an angle
  • FIG. 7D bone screws screwed into a bent and twisted bone plate according to FIG. 5A;
  • FIG. 8A the bone screw according to Figure 6A with locking thread, deformed after locking
  • FIG. 8B a screw hole with an engagement contour of the first embodiment from FIG. 5E, deformed after the blocking;
  • Figure 9A shows a screw hole with an engagement contour of the second embodiment in plan view
  • FIG. 9B shows the representation according to FIG. 9A as a section on the line C-C;
  • FIG. 9C shows the representation according to FIG. 9A as a section on the line D-D;
  • FIG. 9D the bone screw according to FIG. 6E screwed into the screw hole from FIG. 9B, blocked;
  • Figure 10A a screw hole with an engagement contour of the third embodiment in plan view
  • Figure 10B the representation of Figure 10A as a section on the line E-E;
  • FIG. 10B screwed in in a blocked manner
  • Figure 11A - a screw hole with an engagement contour fourth embodiment in plan view
  • Figure 11 B the representation according to Figure 11 A as a section on the line F-F;
  • Figure 11 C the bone screw according to Figure 6G screwed into the screw hole of Figure 11 B blocked;
  • Figure 12A a screw hole with an engagement contour fifth embodiment in plan view
  • Figure 12B the representation of Figure 12A as a section on the line GG
  • Figure 12C the bone screw according to Figure 6H screwed into the screw hole of Figure 12B blocked;
  • FIG. 13A the situation before a fracture is closed by means of compression osteosynthesis
  • Figure 13B the situation during closure of the fracture
  • Figure 13C the situation after the fracture has closed
  • Figure 14A - a bone screw without locking thread
  • FIG. 14A with thicker screw shaft
  • FIG. 14C the bone screw according to FIG. 14A is screwed into a screw hole from FIG. 5E unblocked and vertically
  • FIG. 14D the representation according to FIG. 14C with the bone screw unblocked and screwed in at an angle
  • 14E the situation in a lag screw osteosynthesis with a bone screw without locking thread according to FIG. 14A screwed into a screw hole with engagement contours of the first embodiment according to FIG. 5E without being locked
  • FIG. 15B the representation according to FIG. 15A with the bone screw screwed in unblocked and at an angle.
  • the bone plate 1 "has an arcuate plate longitudinal axis Z with a multiplicity of plate members 2, which are connected to one another by webs 3.
  • the plate V extends in the unbent initial state in the plate plane Y.
  • a screw hole 4 is provided in each of the plate members 2.
  • all or individual screw holes 4 can be designed as cylindrical standard screw holes 40 or as known direction-oriented compression holes 41.
  • all or individual screw holes 4 can be provided with a special engagement contour 8 to be described later for the blocking.
  • the combination pattern of screw holes 4 shown in FIG. 2 is only intended to illustrate the variety of designs without being relevant in practice.
  • the outer screw holes 4 have the shape of standard cylindrical screw holes 40, while the three screw holes 4 in front are compression holes 41 acting in different directions or have engagement contours 8 intended for blocking.
  • the plate 1 ' is produced in the required length or is brought to the desired length by separating plate members 2 and webs 3.
  • the number, the positioning, the distance and the type of screw holes 4 can also be selected depending on the intended use.
  • FIG. 1C This figure illustrates a basic illustration of the direction of extension and the geometrical adaptation of a plate 1 'contoured according to the invention with a plate longitudinal axis Z which runs in a circular arc or a plate 1 with a conventionally straight plate longitudinal axis Z, both plates 1', 1 being attached to a human lower jaw and facing each other In the fully bent state, stretching the lower jaw, extend between the ascending jaw branches.
  • the straight plate 1 attached to the left branch of the jaw drifts out of the plate plane Y - virtually over the surface - from the lower jaw.
  • an additional bending in the plate plane Y must be carried out in each bar 3 - virtually over the edge. Only then does plate 1 follow the course of the lower jaw. Since this in principle has no vertical surfaces, but rather extends apically, in order to ensure that the plate 1 fits snugly against the jawbone, a subsequent setting or twisting of the plate members 2 is necessary. Due to the greater bending of the plate 1 required to adapt to the patient's anatomy, the flexural fatigue strength is reduced and thus the service life of the plate 1 used for the patient, which is subjected to constantly changing bending with the movements of the patient.
  • the conforming of the plate 1 'contoured according to the invention to the jawbone with the longitudinal axis Z of the plate running in a circular arc is achieved much more favorably. It is only necessary to bend the plate 1 'in the webs 3 out of the plate plane Y, quasi over the surface, in order to bring the plate into the U-shape encompassing the lower jaw. The bending generally takes place essentially in the area of the webs 3. The additional bending in the plate plane Y, quasi over the edge, and the setting or twisting omitted here. This plate 1 'is thus considerably less stressed by the adaptation, that is to say it is significantly less weakened by a substantially reduced preload.
  • the plate 1 ' Due to the arc-shaped initial geometry, the plate 1 ', after bending out of the plate plane Y, assumes the inclination of a circular section of the lateral surface of a cone. In this way, both the basically horizontal, U-shaped encirclement of the lower jaw in the longitudinal course of the plate V and the close fitting of the plate 1 "over its width to the apically pre-stretched bone are realized.
  • the circular arc-shaped initial geometry reduces the surgical effort for the surgeon considerably when fitting the plate 1 ', the plate 1' fits snugly against the lower jaw and the loss of strength is reduced as a result of less deformation - only from the plate plane Y.
  • the positive effects occur essentially when the arcuate plate 1 ' is produced without reshaping, so that the plates 1 'reach the surgeon in the arcuate geometry, but without prior bending.
  • FIGS. 3A to 3E variously modified plates 1 'with an arcuate plate longitudinal axis Z are shown. All of the plates 1 'have a main segment 10' in the form of a circular arc, to which a lateral segment 11 'extends on the right or left or on both sides.
  • the main segment 10 ' is provided here, for example, uniformly with 16 screw holes 4 suitable for blocking.
  • an angle segment 12' In the transition between the main segment 10 'and the lateral segment 11 "there is an angle segment 12', which is preferably reinforced in width in relation to the webs 3.
  • the angle segment 12 ' can be hole-free (see FIGS. 3B and 3D) or at least have a screw hole 4 (see FIGS. 3A, 3C and 3E).
  • the lateral segment 11 ' can extend straight (see FIGS. 3A, 13D and 3E) or curved (see FIGS. 3B and 3C) in the plane of the plate Y.
  • the modification 3E shows a plate 1 'with an arc-shaped main segment 10' and a straight lateral segment 11 'with a reduced spacing of the 5 screw holes 4 shown, the intermediate angle segment 12 'has a screw hole 4. If a curved lateral segment 11 'is provided on one or both sides of the circular-arc-shaped main segment 10', the latter can have a bending radius which differs from the main segment 10 '.
  • the pair of figures shows two typical applications of the bone plate 1 which can be blocked according to the invention, which together with bone screws 9 results in a plate-screw connection.
  • Plate 1 is particularly suitable for osteosynthesis of a lower jaw fractured in bone compartments (see FIG. 4A).
  • Another main application is in bridging a continuity defect, i.e. in the case of a missing piece of bone, the load must be permanently absorbed by plate 1 and stability must be established on the lower jaw (see FIG. 4B). Both pressing the plate 1 onto the periosteum and unintentional loosening of the screwed-in screws are to be avoided, so that solid blocking is particularly relevant here.
  • the simplest form of the plate 1 is initially assumed schematically as an elongated, unbranched branch through which the plate longitudinal axis Z extends in a straight line.
  • the plate 1 is composed of a plurality of plate members 2, which are each connected by webs 3.
  • the webs 3 form waisted transitions between adjacent plate members.
  • the screw holes 4 emerging on the underside of the plate 6 are surrounded by a spherical countersink 7 on the top side 5 of the plate. Inside screw hole 4 is the one that is now to be shown in detail Engagement contour 8.
  • the engagement contour 8 resembles a partial thread only at first glance; in fact the engagement contour 8 consists of contour valleys 80 extending on the wall of the screw hole 4 parallel to the plate plane Y and adjacent contour tips 81 alternating therewith.
  • the contour valleys 80 and tips 81 ′′ run partially in the screw hole 4, that is to say to the edges of the engagement contour 8 so that there are uncontoured wall areas 82 in the screw hole 4.
  • the countersink 7 has a depth in order to receive the screw heads countersunk. The diameter of the countersink 7 is larger than the clear width of the engagement contour 8.
  • the distance between opposite contour troughs 80 and contour tips 81 is less than the distance between the opposite, non-contoured wall areas 82, so that the outlet 83 of the screw hole 4 on the underside of the plate 6 shows an elongated hole shape to this it be arranged so that the longitudinal extent of the outlet 83 lies on the longitudinal axis Z of the plate (see FIG. 5A) or assumes different angles to the longitudinal axis Z of the plate (see FIG. 5B).
  • the non-contoured wall regions 82 are distributed along the longitudinal axis Z of the plate or offset to it.
  • the contour valleys 80 and contour tips 81 form trapezoidal passages.
  • the bone screw 9 has the screw head 90, which at the bottom is shaped like a box, complementary to the countersink 7 in the plate 1.
  • a recess 91 that can be grasped from above with a screwing tool, for example a cross recess.
  • an interlocking thread 92 here designed as a trapezoidal thread - corresponding to the engagement contour 8.
  • the two-start bone thread 94 is arranged along the screw shaft 93.
  • the bone thread 94 has, for example, an outer diameter of 2.5 mm, while the outer diameter of the blocking thread 92 is significantly larger and is, for example, 3.2 mm.
  • Figure 6B
  • a modified screw 9 with a larger diameter can be used on the bone thread 94, which e.g. Is 3.2 mm. With this diameter, too, the bone thread 94 can be moved effortlessly through the engagement contour 8 in the plate 1.
  • the self-drilling screw 9 shown can be used for a lockable plate-screw connection, which also has a trapezoidal locking thread 92 below the screw head 90, from which the bone thread 94 extends.
  • the bone thread 94 has a maximum outside diameter of 2.5 mm and the blocking thread 92 has an outside diameter of 3.2 mm.
  • the screw 9 according to FIG. 6D is additionally provided with a cutting groove 96 on the shaft tip 95.
  • These screws 9 have a thread with pointed thread flanks which is uniform across the screw shaft 93 and which is used with the appropriately contoured engagement contours 8 in the plates 1 in the upper part as a blocking thread 92 and in the lower part as a bone thread 94.
  • the screws 9 according to FIGS. 6E and 6H are single-start, the screw 9 to FIG. 6F is double-start.
  • the engagement contour 8 in the plate 1 allows the screw 9 with the locking thread 92 to be screwed into the screw hole 4 both vertically (see FIG. 7A) and with an angular offset ⁇ in relation to the longitudinal axis Z (see FIG. 7B).
  • a fully effective blocking occurs even when the screw 9 is positioned at an angle; the interlocking thread 92 also moves into the engagement contour 8.
  • the non-contoured wall areas 82 at the ends of the engagement contour 8 with the longitudinal extent of the outlet 83 offer space for the inclined blocking thread 92 to approach.
  • the screw head 90 comes to lie obliquely in the countersink 7 due to the inclined position of the screw 9.
  • the practically full and seamless support of the screw head 90 in the countersink 7 results from the complementary spherical surfaces lying one on top of the other.
  • engagement contour 8 and interlocking thread 92 are not complementary to one another.
  • the interlocking thread 92 has a helically extending thread tooth; with a two-start thread, two teeth.
  • the engagement contour 8, on the other hand, consists of the contour valleys 80 and contour tips 81, which do not run at a pitch angle, as in the case of a thread as a helix.
  • the interlocking thread 92 requires an additional helical internal thread and the horizontally running contour tips 81 brace against the retracting interlocking thread 92.
  • the interlocking thread 92 and the engagement contour 8 are deformed, that is to say, bending edges 920, 810, which are directed towards each other, occur on both of them, which when turning out Butt screw 9 against each other and thus form a significant resistance to unwanted loosening.
  • a strong torque must be exerted in order to partially deform the bending edges 920, 810 and to overcome the increased frictional resistance.
  • the preferred range of the vertical distance between repeating structures - the contour valleys 80 or the contour tips 81 - is between 0.5 mm and 1.0 mm.
  • the contour valleys 80 can expediently be produced by milling so that the contour tips 81 remain between the milled contour valleys 80.
  • the second embodiment of the engagement contour 8 is likewise formed from contour valleys 80 and contour tips 81, which are worked into the wall of the screw hole 4 parallel to the longitudinal axis Z of the plate and terminate at their ends in non-contoured wall areas 82.
  • the special feature here is that on both sides of the longitudinal axis Z of the contour troughs 80 and contour peaks 81 lie opposite each other offset.
  • the thread which is uniform on the screw shaft 93, acts in the upper part as a blocking thread 92, the thread teeth of which engage behind the contour tips 81, while the lower part serves as a bone thread 94 for screwing into the bone.
  • the dome-shaped screw head 90 sits in the spherical countersink 7.
  • the third embodiment of the engagement contour 8 is composed of contour valleys 80 and contour tips 81 which extend within the screw hole 4 parallel to the longitudinal axis Z of the plate and are saw-shaped.
  • the two-start screw 9 used in the local plate-screw connection also has a uniform thread through its screw shaft 93, the upper part of which engages under the contour tips 81 as a blocking thread 92 and whose lower part is provided as a bone thread 94 for screwing into the bone ,
  • the screw head 90 is in turn embedded in the spherical countersink 7.
  • the contour valleys 80 and the contour tips 81 have a rounded shape.
  • a screw 9 with a two-start locking thread 92 which is designed as a round thread, is used.
  • the pointed, double-start bone thread 94 extends below the blocking thread 92.
  • the rounded contour valleys 80 and contour tips 81 lie on both sides of the longitudinal axis Z of the plate at the same height with wall regions 82 which are uncontoured at the ends of the engagement contour 8.
  • the blocking thread 92 comes with the contour valleys 80 and -peaks 80.81 in blocked engagement.
  • the screw head 90 is 7 in the counterbore.
  • the special feature of the fifth embodiment of the engagement contour 8 is that the contour tips 81 in the screw hole 4 are offset from one another by 120 ° each in the plate plane Y and are located in a step-like manner in relation to one another in relation to the plate plane Y. Contour valleys and peaks 80.81 have an angular shape.
  • the screw 9 used has a uniform thread running over its screw shaft 93, the upper part of which engages under the contour tips 81 as a blocking thread 92 and the lower part of which represents the bone thread 94.
  • the spherical countersink offers 7 space for the screw head 90.
  • eccentric bores 100 are made in the two bone compartments K1, K2 to be connected - in relation to the screw holes 4 in the plate 1.
  • the distance between the bores 100 is greater than the distance between the screw holes 4 in the plate 1, which is brought into position with the bone gap X above the breaking point.
  • the screw holes 4 have the engagement contours 8 and the counterbores 7.
  • screws 9 are introduced into the holes 100 through the screw holes 4 in the plate 1.
  • the screws 9 are eccentrically fresh in the screw holes 4.
  • the bone thread 94 penetrates deeper into the bores 100 and the spherical surfaces at the bottom of the screw head 90, in cooperation with the spherical shaped countersinks 7 in the screw holes 4, bring about the successive centering of the screws 9.
  • the locking thread 92 of the screws 9 begins to move into the engagement contour 8.
  • the screws 9 are centered, they are moved towards one another and take the bone compartments K1.K2 with them; the bone gap X begins to close.
  • the two screws 19 shown have no locking blocking thread 92.
  • the screw 19 from FIG. 14A for example with an external thread diameter of 2.5 mm, is too weak to block with the engagement contour 8.
  • an undercut 97 is provided below the screw head 90, so that there is no locking thread 92 here either.
  • These screws 19 without interlocking thread 92, ie only with the bone thread 94, can also be used together with the plate 1, which has engagement contours 8 in its screw holes. Blocking does not occur here, as may be desired in the specific application (see FIG. 14C). Without problems, the screw 19 can also be inserted at an angle without the blocking thread 92, together with the plate 1 (see FIG. 14D).
  • FIG. 14E This illustration shows a lag screw osteosynthesis with the plate 1 which can be locked according to the invention and a conventional screw 19 without locking thread 92.
  • the screw head 90 is supported obliquely in the screw hole 4 and the screw shaft 93 projects through the two bone compartments K1, K2, which are pressed against one another should.
  • In the upper bone compartment K1 there is a through hole 101 with the width that the bone thread 94 cannot grip.
  • a bore 100 with a reduced diameter has been provided in the lower bone compartment K2, where the bone thread 94 engages.
  • FIGS. 15A and 15B For the sake of completeness, the two figures are intended to illustrate that small fragment screws 29, for example with an external thread diameter of 2.0 mm, can also be inserted vertically or obliquely into the plate 1.
  • the small screw head 90 is deeply supported in the screw hole 4 and the engagement contour 8 remains without function.
  • Such small fragment screws 29 with a screw shaft 93 protruding from the outlet 83 and the bone thread 94 serve for attaching smaller bone fragments.

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Abstract

Es wird eine Konturierte Knochenplatte (1') vorgeschlagen mit mehreren Plattengliedern (2), die durch taillenförmige Stege (3) miteinander verbunden sind und im ungebogenen Zustand auf einer Plattenebene (Y) liegen. Zumindest in einigen Plattengliedern (2) ist ein Schraubenloch (4) vorgesehen, wobei in bzw. durch die Schraubenlöcher (4) Knochenschrauben (9) zur Befestigung der Knochenplatte (1') ein- bzw. durchführbar sind. Die Plattenlängsachse (Z) der sich in der Plattenebene (Y) erstreckenden Knochenplatte (1') ist zumindest im wesentlichen kreisbogenförmig.

Description

Konturierte Knochenplatte
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Knochenplatte, die mittels
Knochenschrauben zu befestigen ist und insbesondere als Rekonstruktions- system für den maxillofacialen Bereich des menschlichen Schädels, z.B. für den Unterkiefer, dient. In einer speziellen Ausführungsform lassen Knochenplatte und -schrauben miteinander verblocken. Bis auf weiteres werden verkürzt die Begriffe "Platte", "Schraube" und "Platten-Schrauben-Verbindung" verwendet. Derartige Platten setzt man beispielsweise ein, um geschwächte, zurückgebil- dete Knochenstrukturen zu verstärken. Bei grossen Kontinuitätsdefekten müssen die Platten über längere Zeiträume Stabilität bewirken und die Belastungen aufnehmen, welche der fehlende Knochen zu tragen hätte. Platten dieser Art bestehen in der einfachsten Form aus einem geraden, langgestreckten Ast mit einer Vielzahl von Plattengliedern, in denen jeweils ein Schraubenloch zur Aufnahme einer Schraube vorhanden ist. Als Überbrückungs-Platten setzt links oder rechts ein abgewinkelter Seitenast an. Bei Totalüberbrückungs-Platten erstrecken sich vom langgestreckten Ast beidseits abgewinkelte Seitenäste. Die Platten lassen sich nach der jeweils erforderlichen Länge zuschneiden, was durch Abtrennen überzähliger Plattenglieder geschieht, und zur Anpassung an die Anatomie des Patienten biegen.
An derartige Knochenplatten bzw. die damit aufgebauten Platten-Schrauben- Verbindungen werden folgende Anforderungen gestellt:
- hohe Festigkeit und Stabilität der Knochenplatte; - hohe Steifigkeit der Platten-Schrauben-Verbindung;
- Biegsamkeit der Platte in allen Ebenen bei geringem Festigkeitsverlust sowohl in der Plattenebene als auch um die Plattenebene, einschliesslich als Torsion;
- Möglichkeit des Anlegens der verschiedenen biologischen Gewebearten an der Platte;
- möglichst geringe Flächenpressung der Platte auf der Knochenhaut; - oftmals ergänzende Sicherung (sogenannte Verblockung) der die Platte durchdringenden Schrauben, um ein selbständiges Lösen der Schrauben noch zuverlässiger auszuschliessen; und
- vorteilhafte Applizierbarkeit durch den Chirurgen.
Stand der Technik
Platten des hier relevanten Typs als gerade, langgestreckte Äste, als Überbrückungs-Platten mit rechts oder links an den Hauptast abgewinkelt ansetzendem Seitenast oder als Totalüberbrückungs-Platten mit beidseits an den Hauptast abgewinkelt ansetzenden Seitenästen (doppelt abgewinkelt), sind seit längerem in der Literatur beschrieben, von vielen Anbietern am Markt und in verbreiteter klinischer Anwendung. Beispiele hierfür enthalten die Firmenschrif-
(R) ten von LEIBINGER , Freiburg / Deutschland, mit den Titeln "Titanium -
Locking Screw Mandibular Reconstruction Plating System", 90-01680,10/95; und "MARX® - Titan Unterkiefer-Überbrückungsplattensystem", 90-01637,
05/94. Bei manchen Fabrikaten ist am Übergang zwischen dem Hauptast und den abgewinkelten Seitenästen ein verstärktes Winkelsegment vorgesehen, s.
® die Firmenschriften von SYNTHES "The Locking Reconstruction Plate,
Technique Guide, Maxillofacial"; und "COMPACT 2,4 Recon", 3/96.
Bei der Applikation müssen diese Platten in relativ starkem Masse an die Anatomie des Patienten angebogen werden. Im Patienten sind die eingesetzten Platten durch seine Aktivitäten im Prinzip beständig wechselnder Biegebeanspruchung, z.B. durch Schlucken und Kauen, ausgesetzt. Durch das operative Anbiegen beim Einsetzen wird, je nach Intensität der Biegevorgänge, die längerfristige Biegewechselfestigkeit der zumeist aus Titan bestehenden Platten reduziert und damit deren Bruchsicherheit und Standzeit im Patienten vermindert. Dies ist ein wesentlicher Aspekt der Unvollkommenheit der bis dato bekannten Knochenplatten der hiesigen Art.
Ein anderes Problem stellt die Verblockung zwischen der eingesetzten Platte und den Befestigungsschrauben dar. Um die Flächenpressung der Platte auf die Knochenhaut gering zu halten, schlägt die US 5,810,823 vor, an der Plattenunterseite einsetzbare oder feststehende Distanzelemente mit einem Innengewinde anzuordnen, die auf dem Knochen aufsitzen und von den Gewindeschäften der Schrauben durchdrungen werden. Variabel positionierbare Distanzelemente erlauben auch eine von der Senkrechten abweichende Aus- richtung der Schrauben. Zwar wird mit dieser Konstruktion das grossflächige Aufpressen der Platte auf die Knochenhaut vermieden, erhöhter Druck entsteht jedoch an den Aufsetzstellen der Distanzelemente. Die relativ kleinen einsetzbaren Distanzelemente verkomplizieren das chirurgische Prozedere. Unabhängig davon, ob die Distanzelemente fest oder einsetzbar sind, bewirken sie keine verbesserte Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen der Schrauben.
In der WO 96/39975 wird eine verblockte Platten-Schrauben-Verbindung beschrieben, wo an der Plattenunterseite, in den Bereich der Schraubenlöcher einsetzbare, versenkte Sicherungselemente vorgesehen sind. Durch das einzel- ne Sicherungselement ragt die gewindelose Halspartie des Schraubenschafts, welcher einen geringeren Durchmesser als das Gewindeteil aufweist. Zunächst lässt sich das Gewindeteil durch das Sicherungselement hindurchstecken und in den Knochen einschrauben, wobei der Schraubenkopf in einer Ansenkung an der Plattenoberseite zu liegen kommt. Nach einer Wärmebehandlung schrumpft das Sicherungselement, so dass die Platte beabstandet zur Knochenhaut gehalten wird und die Schraube gegen Herausdrehen gesichert ist. Dieses System benötigt die speziellen Sicherungselemente sowie Geräte und ist daher im Handling und in der Herstellung aufwendig.
In der Firmenschrift "SYNTHES® - THORP-Rekonstruktionsset" der STRATEC Medical, Waidenburg / Schweiz, ist ein Plattensystem offenbart, wo durch die Schraubenlöcher der Platte zunächst Verankerungsschrauben in den Knochen eingeschraubt werden. In den geschlitzten Kopf der Verankerungsschraube, der im Schraubenloch sitzt, dreht man eine Spreizschraube ein. Hierdurch presst sich der Kopf der Verankerungsschraube gegen die Wandung des Schraubenlochs in der Platte. Somit ist die Verankerungsschraube gegen Herausdrehen gesichert und die Platte wird quasi beabstandet zur Knochenhaut gehalten. Damit sich die Schraubenlöcher in der Platte beim Biegen nicht verengen, sind Biegeeinsätze als einsteckbare Kerne vorgesehen. Die höhere Anzahl von Tei- len erfordert während der Operation einen vermehrten Zeit- und instrumentellen Aufwand und gestaltet sich insgesamt diffiziler.
Eine Weiterentwicklung einer verblockbaren Platten-Schrauben-Verbindung ist aus der US 5,709,686 bekannt. Die Knochenplatte besitzt mehrere in Richtung der Plattenlängsachse vorgesehene Löcher zum Durchtritt von Schrauben. Das Schraubenloch ist oval ausgebildet, wobei dessen Hauptachse in der Plattenlängsachse liegt. An der Plattenoberseite ist das Schraubenloch von einer sphärischen Ansenkung umgeben. Über die kürzere Nebenachse des Schrauben- lochs ist ein partielles Innengewinde vorhanden, dessen Gewindegänge jeweils zur Hauptachse des ovalen Schraubenlochs hin auslaufen. Das Innengewinde dient der Aufnahme einer an der Schraube unter deren Kopf liegender Gewindepartie, welche im Durchmesser gegenüber dem Gewindeschaft der Schraube erweitert ist. Das Schraubenloch öffnet sich zur Plattenunterseite hin im Bereich der beiden Enden der Hauptachse, d.h. ausserhalb des Innengewindes auf der Plattenlängsachse.
Bei der klinischen Applikation der Platte ragt der Gewindeschaft der Schraube in den Knochen hinein, während die Gewindepartie mit dem Innengewinde im Schraubenloch in Eingriff kommt. Die Platte wird dadurch abgestützt und nicht von der Zugkraft der Schraube auf die Knochenhaut gepresst. Gegen unbeabsichtigtes Herausdrehen ist die Schraube durch die Gewindeverbindung zwischen dem Innengewinde im Schraubenloch und der Gewindepartie der Schraube gesichert. Platte und Schraube sind verblockt. Die Ansenkung um das Schraubenloch erlaubt bei exzentrischem Ansatz einer Schraube ohne Gewindepartie, eine Kompression zwischen Knochenkompartimenten zu erzeugen. Schrauben ohne eine Gewindepartie zur Verblockung lassen sich auch abweichend von der Senkrechten eindrehen. Grösserer Freiraum hierfür besteht in Richtung der Plattenlängsachse durch die ovale Lochform und das nur partielle Innengewinde im Schraubenloch.
Mit der Platten-Schrauben-Verbindung gemäss der US 5,709,686 ist ein einwandfreies Verblocken und eine zusätzliche Sicherung der Schrauben möglich, es verbleiben aber markante Nachteile, wie: - Zur Verhinderung von Deformationen des Innengewindes in den Schraubenlöchern beim Biegen der Platte müssen weiterhin Biegeeinsätze verwendet werden.
- Bereits bei geringen Drehmomenten während des Eindrehens der Schraube kann das Innengewinde im Schraubenloch überdreht werden. Mit Standard- Schraubendrehern können solche kritischen Drehmomente ohne weiteres aufgebracht werden. Eine beschädigte Platte ist unbrauchbar; man muss eine neue Platte und eventuell auch eine neue Schraube verwenden.
- Bei einer verblockten Platten-Schrauben-Verbindung können die eingedreh- ten Schrauben nur senkrecht positioniert werden, was den Einsatz von exakt senkrecht stehenden Bohrerführungen erforderlich macht.
- Aufgrund der gesamten Geometrie der Plattenlöcher muss die Bearbeitung von zwei Richtungen erfolgen, was die Plattenherstellung aufwendiger macht.
Aufgabe der Erfindung
Angesichts der aufgezeigten Unvollkommenheiten der bisher bekannten Knochenplatten, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Knochenplatte des hier relevanten Typs vorzuschlagen, wo bei der operativen Anpassung an die Patientenanatomie, die erforderlichen Biegungen nach Anzahl und Intensität wesentlich verringert sind. Dies vorrangig um die längerfristige Biegewechselfestigkeit der Platten zu erhöhen und als Synergieeffekt, den operativen Aufwand für den Chirurgen zu reduzieren.
Ergänzend stellt sich der Erfindung die Aufgabe, bei den hinsichtlich der Anpas- sung zu verbessernden Platten, eine verbesserte verblockbare Platten- Schrauben-Verbindung vorzuschlagen. Hierbei kommt es insbesondere darauf an, ohne dritte Teile, wie Einsätze oder Spreizschrauben zur Verblockung und Biegeeinsätze, auszukommen. Die Verbindungen sollen gegen Überdrehen und Winkelversatz der Schrauben in Relation zur Senkrechten und der Plattenlängs- achse weniger empfindlich sein. Wünschenswert ist, innerhalb der Platten- Schrauben-Verbindung für die Schrauben ein hohes Ausdrehmoment zu erreichen, um somit ein selbsttätiges Lösen der Schrauben strikter zu vermeiden. Die klinische Anwendung für den Operateur soll sich möglichst einfach gestalten. Erhalten bleiben müssen die Möglichkeiten, eine osteosynthetische Knochenkompression herbeizuführen sowie die Verbindung mit herkömmlichen Schrauben unverblockt anzuwenden. Schliesslich müssen sich die Teile der Verbindung auf effiziente Weise in Serie fertigen lassen.
Übersicht über die Erfindung
Zur Lösung der Aufgabenstellung wird für die Osteosynthese von Frakturen an gewölbt oder bogenförmig verlaufenden Knochen, z.B. ein Unterkiefer, eine konturierte Knochenplatte vorgeschlagen, die sich in einer Plattenebene erstreckt und deren Plattenlängsachse zumindest im wesentlichen kreisbogenför- mig verläuft. Durch die kreisbogenförmige Plattenlängsachse zwischen den Mittelachsen der Stege und der Mittelachse des jeweils benachbarten Schraubenlochs ergibt sich eine Versetzung mit z.B. 1° bis 10°, vorzugsweise von 2.5°. Die Platte besitzt mehrere Plattenglieder, welche durch Stege miteinander verbunden sind. Zumindest in einigen Plattengliedern, vorzugsweise in jedem Plattenglied, ist ein Schraubenloch vorhanden.
Die Knochenplatte besteht zumindest aus einem kreisbogenförmigen Hauptsegment. Für spezielle Aufgaben ist das Hauptsegment mit einem ein- oder beid- seitig daran ansetzenden, in der Plattenebene liegenden Lateralsegment verse- hen, welches sich gerade oder gebogen erstreckt. An der Knochenplatte können manche Schraubenlöcher nicht für die Verblockung, sondern als zylindrische Standard-Schraubenlöcher oder als richtungsorientierte Kompressionslöcher ausgestaltet sein. Vorzugsweise erhält die kreisbogenförmige Knochenplatte ihre Gestalt ohne Umformen, d.h. die Platte wird bei der Herstellung aus dem Material ausgearbeitet, so dass die derart gefertigten Platten ohne eine erste Schwächung durch Biegespannungen zum Chirurgen gelangen.
Die erfindungsgemässe Weiterentwicklung der Verblockung basiert auf einer Knochenplatte und Schrauben mit einem Verblockungsgewinde gemäss der Gattung aus der US 5,709,686. Die Schraubenlöcher in den Plattengliedern sind auf der Plattenoberseite von einer kugelförmigen Ansenkung umgeben. Intern ist im Schraubenloch eine Eingriffskontur vorhanden, die aus partiell an der Wandung des Schraubenlochs horizontal und radial umlaufenden Konturtälern und dazu benachbarten verbleibenden Konturspitzen besteht. Der Durchmesser der Ansenkung zur Aufnahme des Schraubenkopfes ist grösser als die lichte Weite der Eingriffskontur. Zu den Rändern der Eingriffskontur hin läuft diese aus, so dass dort glatte, unkonturierte Wandungsbereiche im Schraubenloch verbleiben. Im Verhältnis zum Gewindeschaft der Schraube stellt sich das Schraubenloch als Langloch dar. Die Eingriffskontur wird vorzugsweise durch Fräsen hergestellt und hat z.B. spitze, runde, trapezförmige oder sägezahn- förmige Gestalt.
An der zur Verblockung geeigneten Schraube ist unterhalb des Schrauben- kopfes ein Verblockungsgewinde vorhanden, das einen gleich grossen oder grösseren Durchmesser als das zum Eingriff in den Knochen bestimmte Gewinde am Gewindeschaft aufweist. Beim Fixieren der Platte am Knochen durchragt die Schraube mit ihrem Gewindeschaft das Schraubenloch und das Gewinde des Gewindeschafts dreht sich in den Knochen hinein. In der Schlussphase des Eindrehens der Schraube gelangt das Verblockungsgewinde unterhalb des Schraubenkopfes in die Eingriffskontur im Schraubenloch. Da das Verblockungsgewinde mit seinem wendeiförmigen Verlauf und seiner Steigung in der Form zur Eingriffskontur nicht komplementär ist, kommt es zur Deformation an beiden und damit zu einer gegen Lösen widerstandsfähigeren Verbindung. Eine Verblockung von reduzierter Stärke lässt sich noch erzielen, wenn an der Schraube ein durchgängiges Gewinde vorhanden ist, dessen oberste Gewindegänge die Eingriffskontur verklemmt unterlaufen.
Die erfindungsgemässe Knochenplatte mit kreisbogenförmiger Plattenlängs- achse - zumindest im Hauptsegment, falls die Knochenplatte mit einem ein- oder beidseitig daran ansetzenden Lateralsegment versehen ist -, erbringt folgende Vorteile:
- Man erreicht nach dem Biegen in den Stegen, aus der Plattenebene heraus, quasi über die Fläche, oftmals bereits ein im Prinzip perfektes Anschmiegen der Knochenplatte an den Knochen. Es ergibt sich eine ideale Anpassung der Knochenplatte in ihrem Längsverlauf und der Neigung über die Plattenbreite.
- Es entfällt das zusätzliche Biegen in der Plattenebene, quasi das Schränken bzw. Tordieren über die Kante. - Durch die kreisbogenförmige Ausgangsgeometrie nimmt die Knochenplatte die Neigung eines zirkulären Abschnittes der Mantelfläche eines Kegels ein.
- Somit reduzieren sich der operative Aufwand beim Anpassen der Platte und deren Festigkeitsverluste infolge geringerer Verformung.
Die verbesserte Verblockung erbringt zusätzlich folgende Vorteile:
- In der klinischen Anwendung ist die Platten-Schrauben-Verbindung effizient, da keine dritten Teile zum Verblocken nötig sind. Auch beim Verbiegen der Platte werden keine Biegeeinsätze benötigt. Selbst bei einer Deformation innerhalb des Schraubenlochs wird die Funktionsfähigkeit der Verblockung nicht beeinträchtigt.
- Bei der Verblockung wirken keine Kräfte auf die Knochenhaut ein, so dass diese geschont wird. Die Platte lässt sich ähnlich einem Fixateur, beabstandet zum Knochen positionieren. - Die interne Eingriffskontur im Schraubenloch erlaubt auch einen leichten Winkelversatz der eingedrehten Schraube in Relation zur Senkrechten und Plattenlängsachse. Dies ohne Funktionsverlust der Verblockung.
- Bei Erzeugung einer Kompression werden die Schrauben nicht auf Zug beansprucht, da durch die Verblockung der Schraube in der Platte keine Axial- bewegung zwischen Platte und Knochen zugelassen wird.
- Gegen unbeabsichtigtes Lösen sind die eingedrehten Schrauben besser gesichert, da ein hohes Ausdrehmoment aufgebracht werden muss. Dies infolge der Deformationen bei der Verblockung an der internen Eingriffskontur am Schraubenloch und am beteiligten Gewinde der Schraube. - Die Gefahr des Überdrehens und damit einer Beschädigung der Platte ist verringert. Bei herkömmlichen Platten überdrehen die Schrauben bereits bei geringeren Eindrehmomenten, die mit Standard-Schraubendrehern mühelos aufgebracht werden können.
- Die in den Schraubenlöchern intern angeordnete Eingriffskontur verursacht eine wesentlich geringere Kerbwirkung als herkömmliches Innengewinde, wodurch sich die Bruchgefahr der Platte vermindert.
- Die Platte lässt sich mit unterschiedlichen Schrauben bestücken, nämlich solchen, mit denen eine Verblockung zustande kommt und solchen ohne Verblockung. Im letzten Fall fungieren die Schraubenlöcher als neutrale Kompressionslöcher zur Aufnahme des Schraubenkopfes. Dies z.B. beim Applizieren von kleinen Schrauben, um ein Knochenkompartiment zu heften. Hierbei kann die Schraube auch schräg gesetzt werden. - Da sich die komplette Geometrie der Schraubenlöcher in der Platte von einer Seite bearbeiten lässt, entfällt während der Bearbeitung ein Umspannen, so dass sich insgesamt eine kostengünstige Herstellung ergibt, die ausserdem mit vertretbarem Aufwand präzise ausgeführt werden kann.
Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichnungen Es zeigen:
Figur 1A - eine Knochenplatte mit kreisbogenförmiger Plattenlängsachse Z und 16 Schraubenlöchern;
Figur 1 B - eine vergrösserte Darstellung von drei Plattengliedern gemäss Figur 1A; Figur 1C - eine Prinzipdarstellung eines menschlichen Unterkiefers mit der sich anpassenden kreisbogenförmigen Knochenplatte gemäss Figur 1A und einer geraden, vom Unterkiefer abdriftenden Knochenplatte gemäss Figur 5A;
Figur 2 - eine Knochenplatte mit kreisbogenförmiger Plattenlängsachse Z und 8 Schraubenlöchern verschiedenen Typs;
Figur 3A - eine Knochenplatte für den linken Kieferast mit einem kreisbogenförmigen Hauptsegment gemäss Figur 1A, einem geraden, auf- steigendem Lateralsegment und verstärktem Winkelbereich mit einem zusätzlichen Schraubenloch;
Figur 3B - die Knochenplatte gemäss Figur 3A mit gebogenem Lateralsegment und verstärktem Winkelbereich ohne zusätzliches Schraubenloch;
Figur 3C - die Knochenplatte gemäss Figur 3B mit zusätzlichem Schrauben- loch im verstärkten Winkelbereich;
Figur 3D - die Knochenplatte gemäss Figur 3A ohne zusätzliches Schraubenloch im verstärkten Winkelbereich;
Figur 3E - die Knochenplatte gemäss Figur 3A mit verringertem Abstand der Schraubenlöcher im Lateralsegment; Figur 4A - eine auf einen frakturierten Unterkiefer aufgeschraubte Knochenplatte;
Figur 4B - eine am Unterkiefer aufgeschraubte Knochenplatte zur Überbrückung eines Kontinuitätsdefekts;
Figur 5A - eine gerade Knochenplatte mit gleichförmig ausgerichteten Schraubenlöchern in Draufsicht;
Figur 5B - die Darstellung gemäss Figur 5A mit verschieden ausgerichteten Schraubenlöchern; Figur 5C - die Knochenplatte gemäss Figur 5A im Schnitt auf der Linie A-A mit der Eingriffskontur erster Ausführungsform, Prinzipskizze;
Figur 5D - die Darstellung gemäss Figur 5C mit der Eingriffskontur, reale Kontur;
Figur 5E - die Knochenplatte gemäss Figur 5A im Schnitt auf der Linie B-B;
Figur 6A - eine zweigängige Knochenschraube mit Verblockungsgewinde im
Halsbereich; Figur 6B - die zweigängige Knochenschraube gemäss Figur 6A mit Verblockungsgewinde im Halsbereich und dickerem Schraubenschaft; Figur 6C - eine Knochenschraube mit Verblockungsgewinde im Halsbereich und selbstbohrendem sowie selbstschneidendem Gewinde am
Schraubenschaft; Figur 6D - die Knochenschraube gemäss Figur 6C mit Verblockungsgewinde im Halsbereich und selbstbohrendem sowie selbstschneidendem Gewinde am Schraubenschaft und zusätzlicher Schnittnut;
Figur 6E - eine eingängige selbstschneidende Knochenschraube mit spitzen
Gewindeflanken; Figur 6F - eine zweigängige selbstschneidende Knochenschraube mit spitzen
Gewindeflanken und dickerem Schraubenschaft; Figur 6G - die zweigängige selbstschneidende Knochenschraube gemäss
Figur 6F mit Rundgewinde im Halsbereich; Figur 6H - die eingängige selbstschneidende Knochenschraube gemäss Figur
6E mit spitzen Gewindeflanken, grösserer Steigung und grösserem
Aussendurchmesser am Schraubenschaft; Figur 7A - die Knochenschraube gemäss Figur 6A vertikal in ein Schraubenloch aus Figur 5E verblockt eingeschraubt;
Figur 7B - die Ansicht gemäss Figur 7A mit schräg verblockt eingeschraubter Knochenschraube;
Figur 7C - Knochenschrauben gemäss Figur 6A in Schraubenlöchern mit Eingriffskonturen erster Ausführungsform gemäss Figur 5E einer gebogenen Knochenplatte verblockt eingeschraubt;
Figur 7D - Knochenschrauben in eine gebogene und tordierte Knochenplatte gemäss Figur 5A eingeschraubt;
Figur 8A - die Knochenschraube gemäss Figur 6A mit Verblockungsgewinde, nach der Verblockung deformiert; Figur 8B - ein Schraubenloch mit einer Eingriffskontur erster Ausführungsform aus Figur 5E, nach der Verblockung deformiert;
Figur 9A ein Schraubenloch mit einer Eingriffskontur zweiter Ausführungsform in Draufsicht;
Figur 9B die Darstellung gemäss Figur 9A als Schnitt auf der Linie C-C;
Figur 9C die Darstellung gemäss Figur 9A als Schnitt auf der Linie D-D;
Figur 9D die Knochenschraube gemäss Figur 6E in das Schraubenloch aus Figur 9B verblockt eingeschraubt;
Figur 10A - ein Schraubenloch mit einer Eingriffskontur dritter Ausführungsform in Draufsicht; Figur 10B - die Darstellung gemäss Figur 10A als Schnitt auf der Linie E-E;
Figur 10C - die Knochenschraube gemäss Figur 6F in das Schraubenloch aus
Figur 10B verblockt eingeschraubt;
Figur 11A - ein Schraubenloch mit einer Eingriffskontur vierter Ausführungsform in Draufsicht;
Figur 11 B - die Darstellung gemäss Figur 11 A als Schnitt auf der Linie F-F; Figur 11 C - die Knochenschraube gemäss Figur 6G in das Schraubenloch aus Figur 11 B verblockt eingeschraubt;
Figur 12A - ein Schraubenloch mit einer Eingriffskontur fünfter Ausführungsform in Draufsicht; Figur 12B - die Darstellung gemäss Figur 12A als Schnitt auf der Linie G-G; Figur 12C - die Knochenschraube gemäss Figur 6H in das Schraubenloch aus Figur 12B verblockt eingeschraubt;
Figur 13A - die Situation vor dem Schliessen einer Fraktur mittels Kompres- sions-Osteosynthese; Figur 13B - die Situation während des Schliessens der Fraktur; Figur 13C - die Situation nach dem Schliessen der Fraktur;
Figur 14A - eine Knochenschraube ohne Verblockungsgewinde;
Figur 14B - die Knochenschraube ohne Verblockungsgewinde gemäss Figur
14A mit dickerem Schraubenschaft; Figur 14C - die Knochenschraube gemäss Figur 14A in ein Schraubenloch aus Figur 5E unverblockt und vertikal eingeschraubt; Figur 14D - die Darstellung gemäss Figur 14C mit unverblockt und schräg eingeschraubter Knochenschraube; Figur 14E - die Situation bei einer Zugschrauben-Osteosynthese mit einer Knochenschraube ohne Verblockungsgewinde gemäss Figur 14A in ein Schraubenloch mit Eingriffskonturen erster Ausführungsform ge- mäss Figur 5E unverblockt eingeschraubt;
Figur 15A - die Knochenschraube gemäss Figur 6E in ein Schraubenloch aus
Figur 5C unverblockt und vertikal eingeschraubt; und Figur 15B - die Darstellung gemäss Figur 15A mit unverblockt und schräg ein- geschraubter Knochenschraube.
Ausführungsbeispiele
Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt nachstehend die detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen zur erfindungsgemässen osteosyn- thetischen Knochenplatte. Eine spezielle Variante der Knochenplatte mit ver- blockbaren Knochenschrauben findet sich im zweiten Teil der Beschreibung, beginnend mit der Figur 4A.
Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden oder nachfolgenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen. Im Interesse der Übersichtlichkeit wird auf die wiederholte Bezeichnung von Bauteilen in weiteren Figuren zumeist verzichtet, sofern zeichnerisch eindeutig erkennbar ist, dass es sich um "wiederkehrende" Bauteile handelt.
Figuren 1A , 1 B und 2
Die Knochenplatte 1" besitzt eine kreisbogenförmige Plattenlängsachse Z mit einer Vielzahl von Plattengliedern 2, die durch Stege 3 miteinander verbunden sind. Die Platte V erstreckt sich im ungebogenen Ausgangszustand in der Plattenebene Y. In den Plattengliedern 2 ist jeweils ein Schraubenloch 4 vorgesehen. Je nach Bedürfnis können alle oder einzelne Schraubenlöcher 4 als zylindrische Standard-Schraubenlöcher 40 oder als an sich bekannte richtungsorien- tierte Kompressionslöcher 41 ausgebildet sein. Alternativ können alle oder ein- zelne Schraubenlöcher 4 mit einer später zu beschreibenden, speziellen Eingriffskontur 8 für die Verblockung vorgesehen sein.
Das in Figur 2 gezeigte Kombinationsmuster von Schraubenlöchern 4 soll lediglich die Gestaltungsvielfalt veranschaulichen, ohne praxisrelevant zu sein. Die äusseren Schraubenlöcher 4 haben die Form von zylindrischen Standard- Schraubeniöchem 40, während die jeweils drei vorgelagerten Schraubenlöcher 4 in verschiedene Richtungen wirkende Kompressionslöcher 41 sind bzw. die zur Verblockung bestimmte Eingriffskontur 8 aufweisen. Je nach Verwendungszweck wird die Platte 1' in der erforderlichen Länge hergestellt bzw. durch Ab- trennen von Plattengliedern 2 und Stegen 3 auf die gewünschte Länge gebracht. Ebenso abhängig vom Verwendungszweck können die Anzahl, die Positionierung, der Abstand und die Art der Schraubenlöcher 4 gewählt werden. Durch die kreisbogenförmige Plattenlängsachse Z ergibt sich zwischen den Mittelachsen Zi der Stege 3 und der Mittelachse ∑2 des jeweils benachbarten Schraubenlochs 4 eine Versetzung ß mit z.B. 1 ° < ß > 10° und vorzugsweise ß = 2.5°. Zwischen zwei benachbarten Schraubenlöchern 4 ergibt sich eine Versetzung von 2ß mit z.B. 2° < ß > 20° und vorzugsweise ß = 5°. Vorzugsweise erhält die kreisbogenförmige Platte 1' ihre Gestalt ohne Umformen, sondern wird bei der Herstellung aus dem Material ausgearbeitet.
Figur 1C Diese Figur veranschaulicht als Prinzipdarstellung die Erstreckungsrichtung und die geometrische Anpassung einer erfindungsgemäss konturierten Platte 1' mit kreisbogenförmig verlaufender Plattenlängsachse Z bzw. einer Platte 1 mit herkömmlich gerader Plattenlängsachse Z, wobei beide Platten 1',1 an einem menschlichen Unterkiefer angesetzt sind und sich im fertig angebogenen Zustand, den Unterkiefer umfassend, zwischen den aufsteigenden Kieferästen erstrecken.
Die am linken Kieferast angesetzte gerade Platte 1 driftet nach dem Biegen in den Stegen 3 aus der Plattenebene Y heraus - quasi über die Fläche - vom Unterkiefer ab. Damit diese Platte 1 den Unterkiefer umfasst, muss ein zusätzliches Biegen in der Plattenebene Y in jedem Steg 3 - quasi über die Kante - vorgenommen werden. Erst hiernach folgt die Platte 1 dem Verlauf des Unterkiefers. Da dieser im Prinzip keine vertikalen Flächen aufweist, sondern sich nach apikal vorstreckt, ist - um ein ordentliches Anschmiegen der Platte 1 an den Kieferknochen zu erreichen -, ein nachträgliches Schränken bzw. Tordieren der Plattenglieder 2 erforderlich. Durch das zum Anpassen an die Anatomie des Patienten erforderliche stärkere Biegen der Platte 1 , vermindert sich die Biegewechselfestigkeit und damit die Standzeit der dem Patienten eingesetzten Platte 1 , die mit den Bewegungen des Patienten auf ständig wechselnde Bie- gung beansprucht wird.
Viel günstiger wird das Anschmiegen der erfindungsgemäss konturierten Platte 1' an den Kieferknochen bei kreisbogenförmig verlaufender Plattenlängsachse Z erreicht. Es muss lediglich ein Biegen der Platte 1' in den Stegen 3 aus der Plattenebene Y heraus, quasi über die Fläche, erfolgen, um die Platte in die den Unterkiefer umfassende U-Form zu bringen. Das Biegen geschieht in aller Regel im wesentlichen im Bereich der Stege 3. Das zusätzliche Biegen in der Plattenebene Y, quasi über die Kante, sowie das Schränken bzw. Tordieren entfallen hier. Somit wird diese Platte 1' durch das Anpassen erheblich weniger strapaziert, d.h. durch wesentlich verminderte Vorbelastung deutlich weniger geschwächt.
Aufgrund der kreisbogenförmigen Ausgangsgeometrie nimmt die Platte 1', nach dem Biegen aus der Plattenebene Y heraus, die Neigung eines zirkulären Abschnittes der Mantelfläche eines Kegels ein. Damit sind sowohl das im Prinzip horizontale, U-förmige Umfassen des Unterkiefers im Längsverlauf der Platte V als auch das enge Anschmiegen der Platte 1" über deren Breite an den apikal vorgestreckten Knochen realisiert. Durch die kreisbogenförmige Ausgangsgeometrie vermindert sich der operative Aufwand für den Chirurgen beim Anpassen der Platte 1' beträchtlich, die Platte 1' schmiegt sich ideal an den Unterkiefer an und die Festigkeitsverluste werden infolge geringerer Verformung - nur aus der Plattenebene Y heraus - reduziert. Die positiven Effekte treten essentiell dann auf, wenn die kreisbogenförmige Platte 1' ohne Umformen hergestellt wird, so dass die Platten 1' in der bogenförmigen Geometrie, aber ohne vorheriges Biegen zum Chirurgen gelangen.
Figuren 3A bis 3E In dieser Figurenserie werden verschieden modifizierte Platten 1' mit kreisbogenförmig verlaufender Plattenlängsachse Z gezeigt. Sämtliche Platten 1' besitzen ein kreisbogenförmiges Hauptsegment 10', an das verlängernd rechts oder links oder beidseits ein Lateralsegment 11' ansetzt. Das Hauptsegment 10' ist hier z.B. einheitlich mit 16 zur Verblockung geeigneten Schraubenlöchern 4 vorgesehen. Im Übergang zwischen dem Hauptsegment 10' und dem Lateralsegment 11" befindet sich ein Winkelsegment 12', das im Verhältnis zu den Stegen 3 vorzugsweise in der Breite verstärkt ist. Das Winkelsegment 12' kann lochfrei sein (s. Figuren 3B und 3D) oder zumindest ein Schraubenloch 4 aufweisen (s. Figuren 3A, 3C und 3E). Das Lateralsegment 11' kann sich in der Plattenebene Y gerade (s. Figuren 3A, 13D und 3E) oder gekrümmt (s. Figuren 3B und 3C) erstrecken. Die Modifikation gemäss Figur 3E zeigt eine Platte 1' mit kreisbogenförmigem Hauptsegment 10' und einem geraden Lateralsegment 11' mit verringertem Abstand der 5 gezeigten Schraubenlöcher 4, wobei das dazwischen liegende Winkelsegment 12' ein Schraubenloch 4 aufweist. Sofern ein- oder beidseitig des kreisbogenförmigen Hauptsegments 10' ein gebogenes Lateralsegment 11' vorgesehen ist, kann letzteres einen vom Hauptsegment 10' verschiedenen Biegeradius aufweisen.
Die weitere Figurenfolge 4A bis 15B dient vorrangig der Erläuterung der optionell in den Schraubenlöchern 4 vorhandenen speziellen, erfinderischen Eingriffskontur 8 für die Verblockung.
Figuren 4A und 4B
Das Figurenpaar zeigt zwei typische Anwendungsfälle der erfindungsgemäss verblockbaren Knochenplatte 1 , welche zusammen mit Knochenschrauben 9 eine Platten-Schrauben-Verbindung ergibt. Die Platte 1 ist besonders zur Osteosynthese eines in Knochenkompartimente frakturierten Unterkiefers ge- eignet (s. Figur 4A). Eine weitere hauptsächliche Anwendung liegt in der Überbrückung eines Kontinuitätsdefekts, d.h. bei einem fehlenden Knochenstück muss dauerhaft durch die Platte 1 die Belastung aufgenommen und Stabilität am Unterkiefer hergestellt werden (s. Figur 4B). Zu vermeiden sind sowohl das Aufpressen der Platte 1 auf die Knochenhaut und ein unbeabsichtigtes Lösen der eingedrehten Schrauben, so hier eine solide Verblockung besonders relevant ist.
Figuren 5A bis 5E
Zur Erläuterung der Funktion der Verblockung wird schematisch zunächst von der einfachsten Form der Platte 1 als ein langgestreckter unverzweigter Ast ausgegangen, durch den sich die Plattenlängsachse Z geradlinig erstreckt. Die Platte 1 setzt sich aus einer Vielzahl von Plattengliedern 2 zusammen, die jeweils durch Stege 3 miteinander verbunden sind. Die Stege 3 bilden taillierte Übergänge zwischen benachbarten Plattengliedern. Zumindest in einigen Plattenglie- dem 2, vorzugsweise jedoch in jedem Plattenglied, ist ein Schraubenloch 4 vorhanden. Auf der Plattenoberseite 5 sind die auf der Plattenunterseite 6 austretenden Schraubenlöcher 4 von einer kugelförmigen Ansenkung 7 umgeben. Innerlich im Schraubenloch 4 befindet sich die nun detailliert darzustellende Eingriffskontur 8.
Die Eingriffskontur 8 gleicht nur auf den ersten Blick einem partiellen Gewinde; tatsächlich besteht die Eingriffskontur 8 aus an der Wandung des Schrauben- lochs 4 parallel zur Plattenebene Y erstreckten Konturtälern 80 und dazu alternierenden benachbarten Konturspitzen 81. Die Konturtäler 80 und -spitzen 81 " laufen partiell im Schraubenloch 4 um, also zu den Rändern der Eingriffskontur 8 aus, so dass dort unkonturierte Wandungsbereiche 82 im Schraubenloch 4 verbleiben. Die Ansenkung 7 hat eine Tiefe, um die Schraubenköpfe versenkt aufzunehmen. Der Durchmesser der Ansenkung 7 ist grösser als die lichte Weite der Eingriffskontur 8. Die Distanz zwischen gegenüber liegenden Konturtälern 80 und Konturspitzen 81 ist geringer als die Distanz zwischen den gegenüber liegenden unkonturierten Wandungsbereichen 82, so dass sich der Austritt 83 des Schraubenlochs 4 an der Plattenunterseite 6 langlochförmig zeigt. Die eine Eingriffskontur 8 bildenden Konturtäler 80 und Konturspitzen 81 können im wesentlichen parallel zur Plattenlängsachse Z oder im Winkel zu dieser angeordnet sein, so dass die Längserstreckung des Austritts 83 auf der Plattenlängsachse Z liegt (s. Figur 5A) oder verschiedene Winkel zur Plattenlängsachse Z einnimmt (s. Figur 5B). Entsprechend verteilen sich die unkonturierten Wan- dungsbereiche 82 entlang der Plattenlängsachse Z oder zu dieser versetzt. In der hiesigen ersten Ausführungsform der Eingriffskontur 8 bilden die Konturtäler 80 und Konturspitzen 81 trapezförmige Gänge.
Figur 6A Die Knochenschraube 9 besitzt zuoberst den Schraubenkopf 90, der unten ka- lottenförmig, komplementär zur Ansenkung 7 in der Platte 1 ausgebildet ist. Im Schraubenkopf 90 ist eine von oben mit einem Eindrehwerkzeug fassbare Ausnehmung 91 , z.B. ein Kreuzschlitz, vorhanden. Unterhalb des Schraubenkopfes 90 befindet sich ein Verblockungsgewinde 92, hier als Trapezgewinde - korres- pondierend zur Eingriffskontur 8 - gestaltet. Längs des Schraubenschafts 93 ist das zweigängige Knochengewinde 94 angeordnet. Das Knochengewinde 94 hat z.B. einen Aussendurchmesser von 2.5 mm, während der Aussendurchmesser des Verblockungsgewindes 92 deutlich grösser ist und z.B. 3.2 mm beträgt. Figur 6B
Ist der Durchmesser von z.B. 2.5 mm am Knochengewinde 94 gemäss der vorherigen Schraube 9 zu gering, da das Schraubenloch im Knochen zu gross gebohrt wurde oder die Festigkeit nicht ausreicht, kann man eine modifizierte Schraube 9 mit grösserem Durchmesser am Knochengewinde 94 einsetzen, der z.B. 3.2 mm beträgt. Auch bei diesem Durchmesser lässt sich das Knochengewinde 94 mühelos durch die Eingriffskontur 8 in der Platte 1 bewegen. Die breiten trapezförmigen Flanken des Verblockungsgewindes 92 hingegen führen zu einer Verblockung mit der Eingriffskontur 8.
Figuren 6C und 6D
Für eine verblockbare Platten-Schrauben-Verbindung kann alternativ die gezeigte selbstbohrende Schraube 9 verwendet werden, welche ebenfalls unter- halb des Schraubenkopfes 90 ein trapezförmiges Verblockungsgewinde 92 besitzt, von dem sich das Knochengewinde 94 erstreckt. Beispielhaft weisen das Knochengewinde 94 einen maximalen Aussendurchmesser von 2.5 mm und das Verblockungsgewinde 92 einen Aussendurchmesser von 3.2 mm auf. Die Schraube 9 gemäss Figur 6D ist an der Schaftspitze 95 zusätzlich mit einer Schnittnut 96 versehen.
Figuren 6E. 6F und 6H
Diese Schrauben 9 besitzen ein über den Schraubenschaft 93 durchgängig einheitliches Gewinde mit spitzen Gewindeflanken, das mit den passend kontu- rierten Eingriffskonturen 8 in den Platten 1 im oberen Teil als Verblockungsgewinde 92 und im unteren Teil als Knochengewinde 94 zum Einsatz kommt. Die Schrauben 9 gemäss den Figuren 6E und 6H sind eingängig, die Schraube 9 zu Figur 6F ist zweigängig.
Figur 6G
Hier ist eine zweigängige Schraube 9 mit runden Gewindeflanken am Verblockungsgewinde 92 und spitzen Gewindeflanken am Knochengewinde 94 gezeigt. Figuren 7A bis 7D
Die Eingriffskontur 8 in der Platte 1 erlaubt, die Schraube 9 mit dem Verblockungsgewinde 92 sowohl senkrecht (s. Figur 7A) als auch mit Winkelversatz α im Verhältnis zur Plattenlängsachse Z (s. Figur 7B) in das Schraubenloch 4 einzudrehen. Auch bei schräger Positionierung der Schraube 9 kommt eine voll wirksame Verblockung zustande; das Verblockungsgewinde 92 fährt ebenfalls in die Eingriffskontur 8 ein. Die an den Enden der Eingriffskontur 8 liegenden unkonturierten Wandungsbereiche 82 mit der Längserstreckung des Austritts 83 bieten Freiraum für eine Annäherung des schräg stehenden Verblockungsgewindes 92. Durch die Schrägstellung der Schraube 9 kommt der Schraubenkopf 90 angeschrägt in der Ansenkung 7 zu liegen. Die praktisch volle und fugenlose Auflage des Schraubenkopfes 90 in der Ansenkung 7 ergibt sich durch die aufeinander liegenden komplementären kugeligen Oberflächen.
Ein Biegen der Platte 1 aus der Plattenebene Y heraus - d.h. über die Fläche (s. Figur 7C) -, bzw. in der Plattenebene Y - d.h. über die Kante -, oder das Tordieren der Platte 1 (s. Figur 7D), beeinträchtigen die Funktionsfähigkeit der Verblockung nicht. Einerseits geschieht die wesentliche Formänderung der Platte 1 im Bereich der Stege 3 und andererseits verliert die Eingriffskontur 8 durch eine begrenzte Deformation nicht an Wirksamkeit.
Figuren 8A und 8B
Hier wird die bei der Verblockung zwischen der Eingriffskontur 8 und dem in letztere einfahrenden Verblockungsgewinde 92 hervorgerufene Deformation gezeigt, welche in sehr wirksamer Weise die Schraube 9 gegen ungewolltes Lösen sichert. Eingriffskontur 8 und Verblockungsgewinde 92 sind zueinander nicht komplementär. Das Verblockungsgewinde 92 besitzt einen sich wendeiförmig fortsetzenden Gewindezahn; bei einem zweigängigen Gewinde entsprechend zwei Zähne. Die Eingriffskontur 8 hingegen besteht aus den Konturtälern 80 und Konturspitzen 81 , welche nicht in einem Steigungswinkel, wie bei einem Gewinde als Wendel verlaufen. Beim Einfahren des Verblockungsgewindes 92 zwischen die Konturspitzen 81 kommt es zu einer gewollten Kollision und ge- genseitigen Deformation. Das Verblockungsgewinde 92 verlangt als Ergänzung an sich wendeiförmige Innengewindegänge und die horizontal verlaufenden Konturspitzen 81 stemmen sich gegen das einfahrende Verblockungsgewinde 92. Durch diesen Gegensatz deformieren sich das Verblockungsgewinde 92 und die Eingriffskontur 8, d.h. an beiden entstehen gegeneinander gerichtete Biegekanten 920,810, die beim Ausdrehen der Schraube 9 aufeinander stossen und somit einen erheblichen Widerstand gegen ungewolltes Lösen bilden. Beim Ausdrehen der Schraube 9 muss man ein starkes Drehmoment ausüben, um eine teilweise Rückverformung der Biegekanten 920,810 zu erreichen und den erhöhten Reibwiderstand zu überwinden. Für die Eingriffskontur 8 liegt der Vorzugsbereich des vertikalen Abstandes zwischen sich wiederholenden Strukturen - den Konturtälern 80 oder den Konturspitzen 81 - zwischen 0.5 mm und 1.0 mm. Die Konturtäler 80 lassen sich zweckmässig durch Fräsen herstellen, so dass die Konturspitzen 81 zwischen den eingefrästen Konturtälern 80 ver- bleiben.
Figuren 9A bis 9D
Die zweite Ausführungsform der Eingriffskontur 8 wird ebenfalls aus Konturtälern 80 und Konturspitzen 81 gebildet, die parallel zur Plattenlängsachse Z in die Wandung des Schraubenlochs 4 eingearbeitet sind und an ihren Enden in unkonturierten Wandungsbereichen 82 auslaufen. Die Besonderheit besteht hier darin, dass sich beidseits der Plattenlängsachse Z Konturtäler 80 und Konturspitzen 81 zueinander versetzt gegenüber liegen. Auf diese Weise wirkt das am Schraubenschaft 93 an sich einheitliche Gewinde im oberen Teil als Ver- blockungsgewinde 92, dessen Gewindezähne die Konturspitzen 81 hintergreifen, während der untere Teil als Knochengewinde 94 zum Eindrehen in den Knochen dient. Der unten kalottenförmige Schraubenkopf 90 sitzt in der kugelförmigen Ansenkung 7.
Figuren I QA bis 10C
Die dritte Ausführungsform der Eingriffskontur 8 setzt sich aus Konturtälern 80 und Konturspitzen 81 zusammen, die sich innerhalb des Schraubenlochs 4 parallel zur Plattenlängsachse Z erstrecken und sägenförmig sind. Hier liegen die Konturtäler 80 und Konturspitzen 81 beidseits der Plattenlängsachse Z auf gleicher Höhe und laufen an den Enden der Eingriffskontur 8 in unkonturierten Wandungsbereichen 82 aus. Auch die in der hiesigen Platten-Schrauben- Verbindung eingesetzte zweigängige Schraube 9 weist über ihren Schrauben- schaff 93 ein gleichförmiges Gewinde auf, dessen oberer Teil als Verblockungsgewinde 92 die Konturspitzen 81 untergreift und dessen unterer Teil als Knochengewinde 94 zum Eindrehen in den Knochen vorgesehen ist. Der Schraubenkopf 90 wird wiederum in der kugelförmigen Ansenkung 7 eingebettet.
Figuren 11A bis 11 C
Bei dieser vierten Ausführungsform der Eingriffskontur 8 haben die Konturtäler 80 und die Konturspitzen 81 rundliche Form. Komplementär zur rundlichen Form der Eingriffskontur 8 wird eine Schraube 9 mit einem zweigängigen Verblockungsgewinde 92, das als Rundgewinde ausgebildet ist, verwendet. Unter- halb des Verblockungsgewindes 92 erstreckt sich das spitze, zweigängige Knochengewinde 94. Die rundlichen Konturtäler 80 und Konturspitzen 81 liegen beidseits der Plattenlängsachse Z auf gleicher Höhe mit an den Enden der Eingriffskontur 8 unkonturierten Wandungsbereichen 82. Das Verblockungsgewinde 92 kommt mit den Konturtälern 80 und -spitzen 80,81 in verblockten Eingriff. Der Schraubenkopf 90 findet in der Ansenkung 7 Platz.
Figuren 12A bis 12C
Die Besonderheit bei der fünften Ausführungsform der Eingriffskontur 8 besteht darin, dass die Konturspitzen 81 im Schraubenloch 4 zueinander in der Platten- ebene Y um jeweils 120° zueinander versetzt sind und in der Höhe - bezogen auf die Plattenebene Y - treppenförmig zueinander liegen. Konturtäler und - spitzen 80,81 haben eckige Form. Korrespondierend zur Eingriffskontur 8 hat die verwendete Schraube 9 ein über ihren Schraubenschaft 93 verlaufendes gleichförmiges Gewinde, dessen oberer Teil als Verblockungsgewinde 92 die Konturspitzen 81 untergreift und dessen unterer Teil das Knochengewinde 94 darstellt. Dem Schraubenkopf 90 bietet die kugelförmige Ansenkung 7 Platz. Figuren 13A bis 13C
Am Beispiel einer Kompressions-Osteosynthese wird die klinische Applikation der Platten-Schrauben-Verbindung gezeigt. In der Ausgangssituation (s. Figur 13A), also vor dem Schliessen der Fraktur, werden in den beiden zu verbinden- den Knochenkompartimeiiten K1 ,K2 - im Verhältnis zu den Schraubenlöchern 4 in der Platte 1 - exzentrische Bohrungen 100 angebracht. Der Abstand zwischen den Bohrungen 100 ist grösser als der Abstand zwischen den Schraubenlöchern 4 in der Platte 1 , welche über der Bruchstelle mit dem Knochenspalt X in Position gebracht wird. Die Schraubenlöcher 4 weisen die Eingriffskonturen 8 und die Ansenkungen 7 auf.
Zum Schliessen der Fraktur (s. Figur 13B) werden durch die Schraubenlöcher 4 der Platte 1 hindurch Schrauben 9 in die Bohrungen 100 eingebracht. Zunächst, noch mit überstehenden Schraubenköpfen 90, stehen die Schrauben 9 exzen- frisch in den Schraubenlöchern 4. Mit tieferem Eindrehen der Schrauben 9 dringt das Knochengewinde 94 tiefer in die Bohrungen 100 ein und die Kugelflächen unten am Schraubenkopf 90, im Zusammenwirken mit den kalotten- förmigen Ansenkungen 7 in den Schraubenlöchern 4, bewirken die sukzessive Zentrierung der Schrauben 9. Zugleich beginnt das Verblockungsgewinde 92 der Schrauben 9 in die Eingriffskontur 8 einzufahren. Bei der Zentrierung der Schrauben 9 werden diese aufeinanderzu bewegt und nehmen dabei die Knochenkompartimente K1.K2 mit; der Knochenspalt X beginnt sich zu schliessen.
In der Endstellung (s. Figur 13C) sind die Schraubenköpfe 90 maximal in den Ansenkungen 7 eingebettet und die Schrauben 9 soweit zentriert, dass der Knochenspalt X völlig geschlossen ist. Die Knochenkompartimente K1.K2 werden nun aneinander gepresst. Zwischen dem Verblockungsgewinde 92 der Schrauben 9 und den Eingriffskonturen 8 ist die Verblockung hergestellt; die Schrauben 9 sind somit gegen selbständiges Lösen gesichert.
Figuren 14A bis 14D
Die zwei gezeigten Schrauben 19 (s. Figuren 14A und 14B) besitzen kein Ver- blockungsgewinde 92. Die Schraube 19 aus Figur 14A, z.B. mit einem Aussengewindedurchmesser von 2.5 mm, ist zu schwach, um mit der Eingriffskontur 8 in Verblockung zu kommen. Bei der Schraube 19 aus Figur 14B, mit einem stärkeren Aussengewindedurchmesser von z.B. 3.0 mm, ist unterhalb des Schrau- benkopfes 90 ein Hinterstich 97 vorgesehen, so dass auch hier kein Verblockungsgewinde 92 vorhanden ist. Diese Schrauben 19 ohne Verblockungsgewinde 92, also nur mit dem Knochengewinde 94, können ebenfalls zusammen mit der Platte 1 , welche in ihren Schraubenlöchern Eingriffskonturen 8 aufweist, verwendet werden. Eine Verblockung kommt hier, wie bei der kon- kreten Anwendung eventuell gewünscht, nicht zustande (s. Figur 14C). Unproblematisch lässt sich die Schraube 19 ohne Verblockungsgewinde 92 auch schräg eingesetzt, zusammen mit der Platte 1 , applizieren (s. Figur 14D).
Figur 14E Diese Darstellung zeigt eine Zugschrauben-Osteosynthese mit der erfindungsgemäss verblockbaren Platte 1 und einer herkömmlichen Schraube 19 ohne Verblockungsgewinde 92. Der Schraubenkopf 90 stützt sich schräg im Schraubenloch 4 ab und der Schraubenschaft 93 durchragt die beiden Knochenkompartimente K1 ,K2, welche aufeinander gepresst werden sollen. Im oberen Knochenkompartiment K1 ist eine Durchgangsbohrung 101 der Weite vorhanden, dass das Knochengewinde 94 nicht greifen kann. Im unteren Knochenkompartiment K2 hat man eine im Durchmesser verminderte Bohrung 100 vorgesehen, wo das Knochengewinde 94 eingreift. Mit dem Eindrehen der Schraube 19 wird das untere Knochenkompartiment K2 an das obere Knochen- kompartiment K1 heran gezogen. Die Eingriffskontur 8 kommt hier nicht zur Funktion; der dünne Schraubenschaft 93 durchragt die Eingriffskontur 8 ohne eine Verblockung einzugehen.
Figuren 15A und 15B Die beiden Figuren sollen der Vollständigkeit halber veranschaulichen, dass in die Platte 1 auch Kleinfragmentschrauben 29, z.B. mit einem Aussengewindedurchmesser von 2.0 mm, vertikal oder schräg eingesetzt werden können. Der kleine Schraubenkopf 90 stützt sich tiefliegend im Schraubenloch 4 ab und die Eingriffskontur 8 bleibt ohne Funktion. Solche Kleinfragmentschrauben 29 mit einem aus dem Austritt 83 herausragenden Schraubenschaft 93 und dem Knochengewinde 94 dienen zum Anheften von kleineren Knochenfragmenten.

Claims

Patentansprüche
1. Konturierte Knochenplatte (1') mit: a) mehreren Plattengliedem (2), die durch taillenförmige Stege (3) miteinander verbunden sind und im ungebogenen Zustand auf einer Plattenebene (Y) liegen; b) zumindest in einigen Plattengliedern (2) jeweils einem Schraubenloch (4); und c) durch die Schraubenlöcher (4) einführbaren Knochenschrauben (9) zur Be- festigung der Knochenplatte (1'), dadurch gekennzeichnet, dass . d) die Plattenlängsachse (Z) der sich in der Plattenebene (Y) erstreckenden Knochenplatte (1") zumindest im wesentlichen kreisbogenförmig ist.
2. Konturierte Knochenplatte (1") nach Anspruch 1 , dadurch gekenn- zeichnet, dass sich durch die kreisbogenförmige Plattenlängsachse (Z) zwischen den Mittelachsen (Z- ) der Stege (3) und der Mittelachse (Z2) des jeweils benachbarten Schraubenlochs (4) eine Versetzung (ß) mit z.B. 1° < ß > 10° und vorzugsweise ß = 2.5° ergibt.
3. Konturierte Knochenplatte (1') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass a) alle oder einzelne Schraubenlöcher (4) als zylindrische Standard-Schraubenlöcher (40) oder als richtungsorientierte Kompressionslöcher (41) ausgebildet sind; wobei b) alternativ alle oder einzelne verbleibende Schraubenlöcher (4) eine Eingriffskontur (8) zum Verblocken der Knochenplatte (1') mittels eines an der Knochenschraube (9) vorhandenen Verblockungsgewindes (92); und c) die einzelne Knochenschraube (9) einen im Durchmesser verdickten Schraubenkopf (90), das darunter gelegene Verblockungsgewinde (92) und ein Knochengewinde (94) aufweist, das sich zumindest anteilig über den
Schraubenschaft (93) erstreckt, welcher einen geringeren Querschnittsdurchmesser als der Schraubenkopf (90) besitzt.
4. Konturierte Knochenplatte (1') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenplatte (1') a) aus einem Hauptsegment (10') mit kreisbogenförmiger Plattenlängsachse (Z) besteht; und b) ein- oder beidseitig des Hauptsegments (10') ein sich ebenfalls in der Plattenebene (Y) erstreckendes Lateralsegment (11') ansetzt, welches gerade oder gebogen ist; wobei c) der Übergang zwischen dem Hauptsegment (10') und dem Lateralsegment (11') von einem in der Plattenebene (Y) sich erstreckenden Winkelsegment (12') gebildet wird.
5. Konturierte Knochenplatte (1') nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Winkelsegment (12") aa) lochfrei ist; oder ab) zumindest ein Schraubenloch (4) hat, welches ein zylindrisches Standard- Schraubenloch (40) oder ein richtungsorientiertes Kompressionsloch (41) ist oder die Eingriffskontur (8) zur Verblockung aufweist; und ac) vorzugsweise gegenüber den die Plattenglieder (2) verbindenden Stegen (3) verstärkt ist; und b) das Lateralsegment (11') mit Schraubenlöchern (4) versehen ist, wobei hier alternativ: ba) alle oder einzelne verbleibende Schraubenlöcher (4) als zylindrische
Standard-Schraubenlöcher (40) ausgebildet sind; oder bb) alle oder einzelne verbleibende Schraubenlöcher (4) als richtungsorientierte
Kompressionslöcher (41) ausgebildet sind; oder bc) alle oder einzelne verbleibende Schraubenlöcher (4) die Eingriffskontur (8) zur Verblockung aufweisen.
6. Konturierte Knochenplatte (1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisbogenförmige Gestalt der Knochenplatte (1') ohne Umformen erzeugt wird.
7. Konturierte Knochenplatte (1') nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Knochenplatte (1') zum im wesentlichen horizontalen, U-förmigen Umfassen des humanen Kieferknochens, insbesondere des Unterkiefers, konfiguriert ist; wobei b) die Enden der Knochenplatte (1'), welche nur aus einem Hauptsegment (10') oder aus einem bzw. zwei zusätzlichen Lateralsegmenten (11') besteht, zum Übergreifen auf zumindest einen aufsteigenden Kieferast bemessen sind.
8. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Eingriffskontur (8) aus Konturtälern (80) und dazu benachbarten Konturspitzen (81) besteht , die zumindest im wesentlichen horizontal angeordnet sind und partiell an der Wandung des Schraubenlochs (4) umlaufen; wobei b) auf die Höhe zur Plattenebene (Y) bezogen, es zwischen einem Konturtal
(80) und dem nächsten Konturtal (80) sowie zwischen einer Konturspitze
(81) und der nächsten Konturspitze (81) keine Ausrichtung im Sinne eines Gewindes gibt.
9. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach Anspruch 3, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubenloch (4) a) an der Plattenoberseite (5) eine kalottenförmige Ansenkung (7) zur partiellen Aufnahme der unteren Partie des Schraubenkopfes (90) und der Zen- trierung der Knochenschraube (9) aufweist; und b) an der Plattenunterseite (6) an seinem Austritt (83) langlochförmig ist.
10. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verblockungsgewinde (92) der Knochenschraube (9) a) ein- oder mehrgängig; und b) von anderer oder gleicher Geometrie wie das Knochengewinde (94) ist; wobei c) das Knochengewinde (94) selbstbohrend und/oder selbstschneidend sein kann.
11. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturtäler (80) und die Konturspitzen (81) in Rich- tung der Plattenlängsachse (Z) oder zu dieser im Winkel stehen.
12. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffskontur (8) a) einem Spitz-, Rund-, Trapez- oder Sägengewinde ähnlich ist; und b) vorzugsweise durch Fräsen erzeugt wird.
13. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach einem der Ansprüche 3, 5, 8 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffskontur (8) a) an den horizontal gelegenen Enden ausläuft, wodurch dort im Schrauben- loch (4) unkonturierte Wandungsbereiche (82) verbleiben; und b) die unkonturierten Wandungsbereiche (82) vorzugsweise auf der theoretischen Hauptachse des im Bereich der Eingriffskontur (8) langlochförmigen Schraubenlochs (4) liegen.
14. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach einem der Ansprüche 1 , 3 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in die Schraubenlöcher (4) die Knochenschrauben (9) vertikal oder mit einem Winkelversatz (α) in Relation zur Plattenlängsachse (Z) und Plattenebene (Y) einsetzbar sind.
15. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verblockung am Verblockungsgewinde (92) und an der Eingriffskontur (8) durch Deformation Biegekanten (920,810) entstehen, die eine erhöhte Sicherung gegen selbständiges Lösen der Knochenschraube (9) bewirken.
16. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach Anspruch 8 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Abstand zwischen benachbarten Konturtälern (80) und Konturspitzen (81) vorzugsweise im Bereich zwischen 0.5 mm und 1.0 mm liegt.
17. Konturierte Knochenplatte (1',1) nach einem der Ansprüche 3, 5, 8, 9, 11 , 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in die Schraubenlöcher (4) mit der Eingriffskontur (8) zur Verblockung auch Knochenschrauben (19,29) ohne ein Verblockungsgewinde (92) vertikal oder schräg einsetzbar sind.
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