DE4106876C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine osteosynthetische Ankerschraube gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und deren Verwendung in einer Spannvorrichtung zum Fixieren abgebrochener Hüftgelenkköpfe.

Bei der osteosynthetischen Behandlung von sogenannten Schenkelhalsbrüchen, d. h. solchen Brüchen des Femur, bei denen der den Gelenkkopf mit dem restlichen Teil des Femur verbindende Hals abgebrochen ist, werden die Knochenfragmente durch eine temporär eingesetzte Spanneinrichtung miteinander verbunden. Diese aus der US 40 95 591 bekannte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus:

• - einer in den abgebrochenen Gelenkkopf einzuschraubenden Anker-Schraube, welche über einen kopflosen Schaft mit Innengewinde verfügt;
• - einer am Hauptteil des Femur festzuschraubenden Platte mit einer Buchse, welche zur Aufnahme des Anker-Schraubenschaftes dient; sowie
• - einer in das Innengewinde des Anker-Schraubenschaftes einschraubbaren Kompressionsschraube, deren Kopf auf der Schulterfläche der Buchse aufliegt.

Die Operationstechnik zur Implantation solcher Spannvorrichtun­ gen ist in den CH 6 34 741 und 6 34 742 beschrieben. Die Fixa­ tion der Vorrichtung geschieht dabei durch Verspannen der auf der Buchse abgestützten Kompressionsschraube gegenüber der Ankerschraube. Das Außengewinde des bekannten Anker- Schraubenschaftes weist ein für Knochenschrauben typisches, durchaus konventionelles Profil auf.

Solche konventionellen Profile bewirken, wegen ihres dem Schaftende zugewendeten, annähernd senkrechten Sägezahnprofils einen maximalen Widerstand gegen Zugkräfte, welche auf die Schraube wirken. Bei der hier interessierenden Indikation treten jedoch, wegen der Gleitmöglichkeiten der Ankerschraube in der Plattenbuchse, nur geringe Zugkräfte auf die Ankerschraube auf, so daß das konventionelle Profil unzweckmäßig ist.

Hingegen ist der Widerstand des konventionellen Profils gegen Druckkräfte, welche gerade beim bestimmungsgemäßen Gebrauch solcher Anker-Schrauben auftreten, eher gering.

Ein weiterer Nachteil der beschriebenen konventionellen Schrauben-Profile liegt darin begründet, daß sie wegen ihres scharf ausgebildeten Gewindes praktisch keinen Widerstand gegen seitliche Druckkräfte bieten. Gerade solche Seitenkräfte treten aber bei der bestimmungsgemäßen physiologischen Belastung des operierten Hüftgelenkkopfes auf.

Diese Seitenkräfte können bei porotischen Femurköpfen zu einer Penetration des Gewindes in das Gelenk führen. Der Grund dafür ist die zum Teil fehlende Spongiosa, so daß die Verankerung der Schraube nur in der dünnen Kortikalisschale des Femurkopfes erfolgt. Mit anderen Worten, tragen nur die Gewindespitzen die anfallende seitliche Belastung auf der Schraube.

Das Problem der Schraubenpenetration in das Hüftgelenk ist überaus relevant und beispielsweise von A.H.R.W. Simpson et al. im British Journal of Accident Surgery, Vol. 20, No. 4, July 1989 beschrieben. In dieser Abhandlung wird berichtet, daß bei einer Gesamtzahl von 223 erfaßten Fällen, bei 14 Schrauben eine Penetration in das Hüftgelenk erfolgte und daß bei 12 Fällen ein superiores Durchdringen des Hüftkopfes durch die Schraube vorlag.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine osteosynthetische Ankerschraube zu schaffen, welche möglichst knochenschonend zu implantieren ist und welche die physiologisch auftretenden Belastungen optimal aufnehmen kann. Außerdem soll eine Verwendung einer derartigen Ankerschraube angegeben werden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer osteo­ synthetischen Ankerschraube, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Eine Verwendung dieser Ankerschraube ist im Anspruch 6 angegeben.

Die Optimierung der Belastungsaufnahme kann dank der Erfindung, ohne Dimensionsvergrößerung der Ankerschraube erfolgen. Dies ist von eminenter Wichtigkeit, weil eine Vergrößerung des Schraubendurchmessers zu avaskulären Kopfnekrosen führen kann.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß dank der erfindungsgemäßen Ankerschraube, wegen ihres der Schaftspitze zugewendeten, annähernd senk­ rechten Sägezahnprofils (Trapezgewinde oder Sägengewinde), ein maximaler Widerstand gegen Druckkräfte resultiert, welche auf die Schraube wirken. Gerade solche Druckkräfte treten nämlich bei der Verwendung von Anker-Schrauben in Spannvorrichtungen zum Fixieren abgebrochener Hüftgelenkköpfe auf.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ankerschraube liegt in ihrem hohen Widerstand gegen seitliche Druckkräfte, wie sie ebenfalls bei der bestimmungsgemäßen physiologischen Belastung operierter Hüftgelenkköpfe auftreten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Ankerschraube gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ankerschraube;

Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch das Profil der Ankerschraube gemäß Fig. 2; und

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine im Femur implantierte erfindungsgemäße Ankerschraube als Element einer Spann­ vorrichtung zum Fixieren eines abgebrochenen Hüftgelenkkopfes.

Die in Fig. 1 dargestellte Ankerschraube gemäß dem Stand der Technik besteht im wesentlichen aus einem Schaft 1 vom Durchmesser d, welcher vorne ein Außengewinde 2 mit dem Außendurchmesser D und hinten ein Innengewinde 3 zur Aufnahme einer (nicht dargestellten) Kompressionsschraube aufweist.

Das konventionelle Profil des Außengewindes 2 besteht aus annähernd senkrecht zur Schraubenachse 6 stehenden gegen hinten - zum Schaft 1 gerichteten - Flanken 5 und konkaven nach vorn - zur Schraubenspitze gerichteten - Flanken 4 mit scharf ausgebildeten Spitzen 7. Dieses konventionelle Sägezahnprofil bewirkt einen maximalen Widerstand gegen Zugkräfte, welche auf die Schraube wirken. Bei der erfindungsgemäß interessierenden Indikation, bei der die Ankerschraube 1, 2 - wie in Fig. 4 dargestellt - beweglich in einer Plattenbuchse 8 angeordnet wird, treten jedoch, wegen der Gleitmöglichkeiten der Ankerschraube 1, 2 in der Plattenbuchse 8, nur geringe Zugkräfte auf, welche auf die Ankerschraube 1, 2 wirken, so daß das in Fig. 1 dargestellte konventionelle Profil unzweckmäßig ist.

Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Ankerschraube 1, 2 besteht ebenfalls aus einem Schaft 1 vom Durchmesser d, welcher vorne ein Außengewinde 2 mit dem Außendurchmesser D und hinten ein Innengewinde 3 zur Aufnahme einer (nicht dargestellten) Kompressionsschraube aufweist. Das Außengewinde D ist größer als der Schaftdurchmesser d.

Im Gegensatz zum in Fig. 1 dargestellten konventionellen Profil des Außengewindes 2 sind beim Außengewinde 2 der erfindungsgemäßen Ankerschraube - wie im vergrößerten Teilschnitt von Fig. 3 ersichtlich - die gegen vorne gerichteten Flanken 4 im wesentlichen senkrecht zur Schrauben­ achse 6 angeordnet, so daß ein maximaler Widerstand gegen axial von vorne auf die Ankerschraube wirkende Druckkräfte resultiert (Pfeil 9 in Fig. 4).

Die Spitzen 7 des Außengewindes 2 sind mit einer Abstumpfung e ausgebildet, welche zwischen 0,5 und 1,0 mm liegen kann und vorzugsweise 0,7 mm beträgt. Dadurch resultiert ein verbesserter Widerstand gegen seitlich auf die Ankerschraube wirkende Druckkräfte (Pfeil 10 in Fig. 4).

Wie aus Fig. 3 ersichtlich sind die gegen hinten gerichteten Flanken 5 des Außengewindes 2 mit einer Neigung α (zur Schraubenachse 6) im Bereich von 50-60° angeordnet. Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel α 55°.

Fig. 4 zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen Ankerschraube 1, 2 für eine Spannvorrichtung zum Fixieren abgebrochener Hüftgelenkköpfe, bei der die Anker-Schraube mit ihrem Außengewinde 2 in den abgebrochenen Gelenkkopf 11 eingeschraubt ist.

Die am Hauptteil des Femur 12 mittels zwei Schrauben 16 fixierte Platte 13 weist eine Buchse 8 auf, in welcher der Schaft 1 der Ankerschraube Aufnahme findet.

Mittels einer in das Innengewinde 3 des Schaftes 1 eingeschraubten Kompressionsschraube 14, deren Kopf auf der Schulterfläche 15 der Buchse 8 aufliegt kann die Ankerschraube sicher fixiert werden.

Claims (8)

1. Osteosynthetische Ankerschraube, mit einem Schaft (1) vom Durchmesser d, welcher vorne ein Außengewinde (2) mit Außendurchmesser D aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (4, 5) des Außengewindes (2) derart ausgebildet ist, daß ein möglichst großer Widerstand gegen axial von vorne und/oder seitlich auf die Ankerschraube wirkende Druckkräfte resultiert.

2. Ankerschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser D größer als der Durchmesser d ist.

3. Ankerschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) hinten ein Innengewinde (3) zur Aufnahme einer Kompressionsschraube aufweist.

4. Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Flanken (4) des Außengewindes (2) im wesentlichen senkrecht zur Schraubenachse (6) angeordnet sind.

5. Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Flanken (5) des Außengewindes (2) mit einer Neigung α von vorzugsweise 50-60° zur Schraubenachse (6) angeordnet sind.

6. Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (7) des Außengewindes (2) eine Abstumpfung e, vorzugsweise zwischen 0,5 bis 1,0 mm, aufweisen.

7. Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (2) ein Trapezgewinde oder ein Sägengewinde ist.

8. Verwendung der Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für eine Spannvorrichtung zum Fixieren abgebrochener Hüftgelenkköpfe, welche folgende Elemente umfaßt:

• a) die in den abgebrochenen Gelenkkopf (11) einzuschraubende Ankerschraube (1, 2);
• b) eine am Hauptteil des Femur (12) festzuschraubende Platte (13) mit einer Buchse (8), welche zur Aufnahme des Schaftes (1) dient; sowie
• c) eine in das Innengewinde (3) des Schaftes (1) einschraubbare Kompressionsschraube (14), deren Kopf auf der Schulterfläche (15) der Buchse (8) aufliegt.