DE20207848U1 - Verankerungselement, insbesondere Pedikelschraube, zur Befestigung eines Stabes einer Vorrichtung zum Einrichten einer menschlichen oder tierischen Wirbelsäule an einem Wirbelknochen - Google Patents

Description

Kassel, den 16. Mai 2002 hz/st Anwaltsakte 19027

Anmelder: Aktenzeichen N. N.

Dr. med. Peter METZ-STAVENHAGEN
Schloßstraße 24

34537 Bad Wildungen, DE

Vertreter:
Patentanwälte

Walther · Walther & Hinz
Heimradstr. 2
34130 Kassel, DE

Verankerungselement, insbesondere Pedik^lschraube, zur

Befestigung eines Stabes einer Vorrichtung zum Einrichten einer menschlichen oder tierischen wirbelsäule an einem

Wirbelknochen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verankerungselement, insbesondere eine Pedikelschraube, zur Befestigung eines Stabes einer Vorrichtung zum Einrichten einer menschlichen oder tierischen Wirbelsäule an einem Wirbelknochen, mit einem ein Außengewinde aufweisenden Schaft zur Einbringung in einen Wirbelknochen und einem ringförmigen, zwei sich gegenüberliege Stirnseiten aufweisenden Schraubenkopf zur Aufnahme eines Stabes, wobei im Schraubenkopf ein in axialer Richtung offener Aufnahmeschlitz ausgebildet ist, und wobei im Bereich der offenen Seite des Aufnahmeschlitzes Mittel zur Aufnahme eines Befestigungsmittels zur Befestigung des Stabes vorgesehen sind und eine Feststellmutter hierfür.

Aus der DE 92 02 745.8 und der EP 558 883 ist ein solches Verankerungselement bekannt. In den Aufnahmeschlitz dieses Verankerungselementes, das heißt dieser Pedikelschraube, kann ein Stab eingelegt werden, der dann mittels einer in den Schraubenkopf eindrehbaren Madenschraube fixierbar ist. Dieser Stab kann entsprechend den medizinischen Erfordernissen wahlweise ein Distraktions-, Kompressions-, Distanz- oder Verbindungsstab mit oder ohne Gewinde sein.

Ist als Stab ein glatter (profilloser) Stab gewählt, so kann dieser mit der Madenschraube in der gewünschten Position fixiert werden. Ist als Stab ein Gewindestab gewählt, so kann vor und hinter der Pedikelschraube jeweils eine Feststellmutter angebracht werden, mit der die Pedikelschraube und somit der Wirbelknochen in der medizinisch gewünschten Weise ausgerichtet werden kann. Zum Ausrichten liegt die Feststellmutter mit ihrer Stirnseite auf der Stirnseite der Pedikelschraube an. Die hierbei auftretenden Kräfte erzeugen eine sehr hohe Flächenpressung, was dem behandelnden Arzt die weitere Verdrehung der Schraube erschwert, so das eine Feinjustierung des Verankerungselementes und des Wirbelkörpers ist nur schwer möglich ist. Auch kann die Feststellmutter in dem Aufnahmeschlitz verkanten, so dass in diesem Falle eine weitergehende Korrektur des Wirbels nicht möglich ist.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verankerungselement zu schaffen, welches die Festellschraube zuverlässig klemmend aufnimmt, ohne ein Verdrehen der Feststellschraube unnötig zu erschweren und ohne zu verkanten.

Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die eingangs genannte Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass in der Stirnfläche am Rand zum Aufnahmeschlitz hin eine Nut zur Aufnahme einer Feststellmutter oder eines anderen Bauteiles ausgebildet ist.

Ein nach dieser technischen Lehre ausgebildetes Verankerungselement hat den Vorteil, dass die Feststellschraube nunmehr auf einer größeren Fläche aufliegt und so auch im bereits vorgespannten Zustand noch leicht zu verdrehen ist, da die Flächenpressung hierbei niedrig ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Nut im Rahmen der Fertigungstoleranzen derart passgenau ausgebildet werden kann, dass die Feststellmutter hierin präzise gehalten und geführt wird, was ein Verkanten der Feststellmutter verhindert.

Da beim Einschrauben der Feststellmutter in die Nut die für den Maulschlüssel zur Verfügung stehende Anlagefläche zumindest teilweise in der Pedikelschraube verschwindet, wird es für den behandelnden Arzt immer schwieriger, den Maulschlüssel anzusetzen und die Schraube zu verstellen. Um dieses zu verhindern, wird erfindungsgemäß eine Feststellmutter vorgeschlagen, an der stirnseitig ein umlaufender Vorsprung ausgebildet ist, der vorzugsweise korrespondierend zur Nut in der Pedikelschraube ausgebildet und dimensioniert ist. Dies hat den Vorteil, dass die Feststellmutter mit dem Vorsprung in die Nut der Pedikelschraube eingreifen kann und dass dem behandelnden Arzt dennoch die gesamte Anlagefläche für den Maulschlüssel zur Verfügung steht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den korrespondierend zur Nut ausgebildeten Vorsprung eine gute axiale und radiale Führung der Feststellmutter und somit des Fixierstabes gewährleistet ist. Auch hierdurch wird ein Verkanten des Fixierstabes und der Schraube verhindert.

In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Nut um das geschlossene Ende des Aufnahmeschlitzes herum und umgreift die Feststellmutter in axialer Richtung formschlüssig. Dies hat den Vorteil, dass die Feststellmutter zusammen mit dem Stab in der Nut festsitzt und nicht aus dem

Aufnahmeschlitz herausrutschen kann. Hierdurch könnte eine zusätzliche Fixierung durch die Madenschraube entfallen.

In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform sind an den zwei sich gegenüberliegenden Seiten gezahnte Klemmflächen ausgebildet, so dass an die Pedikelschraube auch Spacerelemente angebracht werden können.

In einer bevorzugten Weiterbildung sind sowohl die Nut, als auch der Vorsprung korrespondierend konisch ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Feststellmutter beim Eindrehen in die Pedikelschraube nicht präzise ausgerichtet sein muss, sondern dass sich die Feststellmutter vielmehr quasi selbständig in die Pedikelschraube hineindreht und somit ausrichtet.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist das Innen- oder das Außengewinde als Sägezahngewinde ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass ein unbeabsichtigtes Lösen der Schraube bzw. der Mutter erschwert wird.

In einer anderen, besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Vorsprung der Feststellmutter einen ersten und einen zweiten konischen Abschnitt aufweist auf, wobei der erste konische Abschnitt korrespondierend zur Nut in der Pedikelschraube ausgebildet und dimensioniert ist, während sich der zweite konische Abschnitt an den ersten konischen Abschnitt anschließt und stärker als dieser konisch ausgebildet ist.

Dies hat den Vorteil, dass der stark konisch ausgebildete, zweite Abschnitt zuverlässig in den Aufnahmeschlitz der Pedikelschraube gelangt und anschliessend die Feststellmutter reibungsarm und verkantfrei in ihre endgültige Position führt.

Ein ganz besonderer Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verankerungs-

elementes besteht darin, dass durch die gleichzeitige Anordnung der gezahnten Klemmfläche und/oder des Aufnahmeschlitzes mit dem Innengewinde und der Nut alle für die Anwendung wichtigen Merkmale dieser Pedikelschraube in einem einzigen Bauteil verwirklicht sind. Das heißt, an dieser neuen Pedikelschraube können sämtliche anderen Bauteile des Wirbelsäulensystems, wie zum Beispiel der Distraktionsstab, der Gewindestab, der Spacer usw. angebracht werden. Auch ist eine Justierung der Pedikelschraube, Respektive des Wirbelkörpers durch Justierung mittels der Feststellschrauben möglich. In der Praxis bedeutet dies, dass der behandelnde Arzt erst nach Implantierung des erfindungsgemäßen multifunktionalen Verankerungselementes zu entscheiden braucht, welchen Gewinde-, Distraktions-, Kompressions- oder Distanzstab er einsetzen will, oder ob er gar ein Spacerelement bevorzugt. Das heißt, der Arzt ist in seiner Entscheidung sehr viel freier. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch ein einheitliches Verankerungselement die Vorratshaltung deutlich erleichert wird.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verankerungselementes und der Feststell mutter ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Verankerungselementes mit gezahnter Klemmfläche und mit einem Fixierstab und einer Madenschraube; Fig. 2 eine Draufsicht auf das Verankerungselement aus Fig. 1, gemäß Linie Il - Il in Fig. 1;

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Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Verankerungselementes aus Fig. 1, geschnitten entlang Linie III - III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Verankerungselementes aus Fig. 1 mit einem Stab und einer Feststellmutter;

Fig. 5 eine explosionsartige Frontansicht des Verankerungselementes, des Fixierstabes und der Feststellmutter aus Fig. 4 gemäß Linie V - V in Fig. 4;

Fig. 6 eine explosionsartige Draufsicht auf das Verankerungselement, den Fixierstab und die Feststellmutter aus Fig. 4; Fig. 7 eine Explosionsdarstellung des Verankerungselementes aus Fig. mit einer Befestigungsschraube und einem Spacerelement;

Fig. 8 eine Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verankerungselementes ohne gezahnte Klemmfläche und mit einem Fixierstab und einer Madenschraube; Fig. 9 eine Draufsicht auf das Verankerungselement aus Fig. 8, gemäß Linie IX - IX in Fig. 8;

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Verankerungselementes aus Fig. 8, geschnitten entlang Linie X - X in Fig. 9;

Fig. 11 eine Seitenansicht des Verankerungselementes aus Fig. 8 mit einem Stab und einer Feststellmutter;

Fig. 12 eine explosionsartige Frontansicht des Verankerungselementes, des Fixierstabes und der Feststellmutter aus Fig. 11 gemäß Linie XII - XII in Fig. 11;

Fig. 13 eine explosionsartige Draufsicht auf das Verankerungselement, den Fixierstab und die Feststellmutter aus Fig. 11; Fig. 14 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Feststellschraube.

In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verankerungselement in den verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten dargestellt. Dabei zeigen die Figuren 1 bis 3 ein Verankerungselement 10 mit einem ein Spezialgewinde aufweisenden, sich konisch verjüngenden Schaft 12 und einem ring-

förmigen Schraubenkopf 14. Dieses auch als Pedikelschraube bezeichnete Verankerungselement 10 wird dann mit dem Schaft 12 derart in den Wirbelknochen eingeschraubt, dass der Schraubenkopf 14 noch aus dem Wirbelknochen herausragt.

An zwei sich gegenüberliegenden Stirnseiten 11,13 des Schraubenkopfes 14 ist je eine gezahnte Klemmfläche 16 ausgebildet, die sich aus im Mittelpunkt der Stirnseite 11,13 zusammenlaufenden, vorzugsweise spitz ausgebildeten, von der Stirnseite 11,13 abstehenden Zähnen 18 zusammensetzt.

Im Schraubenkopf 14 ist in axialer Richtung ein nach oben offener Aufnahmeschlitz 20 vorgesehen, in dessen oberen Grenzbereich ein als Sägezahngewinde ausgebildetes Innengewinde 22 zur Aufnahme einer entsprechenden Madenschraube 24 ausgebildet ist. In diesen Aufnahmeschlitz 20 kann ein entsprechend kleiner dimensionierter, beispielsweise als Gewindestab 26 ausgeführter Stab eingelegt werden, der dann von der in das Innengewinde 22 einzuschraubenden Madenschraube 24 festgehalten wird. Anstelle des Gewindestabes kann aber auch ein Distraktionsstab, ein Kompressionsstab oder ein Distanzstab als Stab eingesetzt werden.

Im Bereich der Klemmfläche 16 ist im Bereich des Aufnahmeschlitzes 20 eine ringförmig umlaufende, sich zum Inneren der Pedikelschraube hin konisch verjüngende Nut 28 ausgebildet.

Das multifunktional einsetzbare Verankerungselement 10 kann nicht nur zur Befestigung des Gewindestabes 26, sondern auch zur Kompression oder Distraktion der Wirbelkörper eingesetzt werden, wie das in den Figuren 4 bis 6 dargestellt ist. Hierzu sind auf dem Gewindestab 26 eine oder zwei Feststellmuttern 30 vorgesehen, die stirnseitig einen sich konisch verjüngenden Vorsprung 32 aufweisen. Nachdem die Pedikelschraube 10 in

den Wirbelkörper eingedreht ist, wird in den Aufnahmeschlitz 20 der mit den Feststellmuttern 30 versehene Gewindestab 26 eingelegt. Beim Andrehen der Feststellmutter 30 auf das Verankerungselement 10 (Pedikelschraube) greift der Vorsprung 32 zunächst sehr ungenau in die Nut 28 ein. Durch die konische Ausbildung sowohl der Nut 28, als auch des Vorsprunges 32 richten sich die Feststellmutter 30 und das Verankerungselement 10 bei weiterem Anziehen der Feststellmutter 30 quasi automatisch gegeneinander aus, so dass ein optimales und verkantungsfreies Anliegen der Feststellmutter 30 an dem Verankerungselement 10 gewährleistet ist. Durch eine passgenaue und korrespondierende Ausbildung der Nut 28 und des Vorsprungs 32 ist auch ein spielfreies und präzises Anliegen gewährleistet, so dass die Feststellmutter 30 sich nicht selbständig wieder lösen kann.

In Fig. 7 ist die Anbringung eines als Distraktionsstab 34 ausgebildeten Fixierstabs mit einer der gezahnten Klemmfläche 16 korrespondierenden Klemmfläche 36 dargestellt. Hierbei wird der Distraktionsstab 34 auf eine gezahnte Klemmfläche 16 des Verbindungselementes 10 angelegt und im gewünschten Winkel ausgerichtet. Dies ist unter anderem dadurch möglich, dass die gezahnte Klemmfläche 16 über den gesamten Umfang gleich ausgebildet ist. Zur Fixierung dieser Verbindung wird anschließend eine Befestigungsmutter durch den Aufnahmeschlitz 20 des Verankerungselementes 10 hindurchgesteckt und im Distraktionsstab 34 festgeschraubt.

Analog zu dem oben Gesagten weist auch die Befestigungsschraube 38 einen umlaufenden Vorsprung 32 auf, der nach außen konisch verjüngt ausgebildet ist und der passgenau in die Nut 28 des Verankerungselementes 10 eingreift, sofern die Befestigungsschraube 38 angezogen ist.

In den Figuren 8 bis 13 ist eine alternatives Verankerungselement 40 gezeigt, welches keine gezahnte Klemmfläche aufweist. Im übrigen ist das alternative Verankerungselement 40 identisch mit dem oben beschriebenen

Verankerungselement 10, so dass das oben Gesagte analog auch für das Verankerungselement 40 gilt.

Figur 14 zeigt eine alternative Feststellmutter 44 mit einem zweiteilig aufgebauten Vorsprung 46. Dieser Vorsprung 46 umfasst einen ersten, sich konisch verjüngenden Abschnitt 48, der korrespondierend zur Nut 28 ausgebildet und dimensioniert ist und einen zweiten sich konisch verjüngenden Abschnitt 50, der sich an den ersten Abschnitt 48 anschließt und der stärker konisch verjüngt ist, als der Abschnitt 48.

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Bezugszeichenliste:

10	Verankerungselement
11	Stirnfläche
12	Schaft
13	Stirnfläche
14	Schraubenkopf
16	Klemmfläche
18	Zahn
20	Aufnahmeschlitz
22	Innengewinde
24	Madenschraube
25	glatter Stab
26	Gewindestab
28	Nut
30	Feststellmutter
32	Vorsprung
34	Distraktionsstab
36	Klemmfläche
38	Befestigungsschraube
40	Verankerungselement
44	Feststellmutter
46	Vorsprung
48	erster konischer Abschnitt
50	zweiter konischer Abschnitt

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Claims (8)

1. Verankerungselement, insbesondere Pedikelschraube, zur Befestigung eines Stabes einer Vorrichtung zum Einrichten einer menschlichen oder tierischen Wirbelsäule an einem Wirbelknochen, mit einem ein Außengewinde aufweisenden Schaft (12) zur Einbringung in den Wirbelknochen und einem ringförmigen, zwei sich gegenüberliegende Stirnseiten (11, 13) aufweisenden Schraubenkopf (14) zur Aufnahme eines Stabes (25, 26), wobei im Schraubenkopf (14) ein in axialer Richtung offener Aufnahmeschlitz (20) ausgebildet ist, und wobei im Bereich der offenen Seite des Aufnahmeschlitzes (20) Mittel zur Aufnahme eines Befestigungsmittels zur Befestigung des Stabes (25, 26) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stirnfläche (11, 13) am Rand zum Aufnahmeschlitz (20) hin eine Nut (28) zur Aufnahme einer Feststellmutter (30) oder eines anderen Bauteiles ausgebildet ist.

2. Verankerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (28) um das geschlossene Ende des Aufnahmeschlitzes (20) herum verläuft und die Feststellmutter (30) in axialer Richtung formschlüssig umgreift.

3. Verankerungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei sich gegenüberliegenden Seiten eine gezahnte Klemmfläche (16) ausgebildet ist.

4. Verankerungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nut (28) zur Schraubenkopfmitte hin konisch verjüngt.

5. Feststellmutter für ein Verankerungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen stirnseitig ausgebildeten Vorsprung (32, 46).

6. Feststellmutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (32, 46) von der Mitte des Feststellmutter (38, 44) weg konisch verjüngend ausgebildet ist.

7. Feststellmutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (32) korrespondierend zur Nut (28) in der Pedikelschraube ausgebildet und dimensioniert ist.

8. Feststellmutter nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (46) einen ersten (48) und einen zweiten (50) konischen Abschnitt aufweist, wobei der erste konische Abschnitt (48) korrespondierend zur Nut (28) in der Pedikelschraube ausgebildet und dimensioniert ist, während der zweite konische Abschnitt (50) sich an den ersten konischen Abschnitt (48) anschließt und stärker als dieser konisch ausgebildet ist.