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    公开号:WO1988003781A1
    申请号:PCT/CH1987/000158
    申请日:1987-11-25
    公开日:1988-06-02
    发明作者:Joram Raveh；Franz Sutter
    申请人:Synthes Ag；
    IPC主号:A61B17-00
    专利说明:
    OSTEOSYNTHETISCHE VORRICHTUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine osteosynthetische Vorrichtung, insbesondere einen Fixateur interne, bestehend aus einer Osteosyntheseplatte mit mindestens zwei Schraubenlöchern und darin einsetzbaren Knochenschrauben. Fixationsvorrichtungen für die Osteosynthese sind schon seit langem bekannt. Die meisten Systeme ermöglichen jedoch keine rigide, funktionsstabile Fixation zwischen Kopf der Knochenschraube und Osteosyntheseplatte, was oft eine Knochenresorption an der Kontaktfläche zwischen Osteosyntheseplatte und Knochen zur Folge hat, mit nachfolgender Instabilität und Lockerung. Bei anderen, rigiden Systemen kann die relative Lage von Platte und Schrauben nicht variiert werde. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile eines Fixateur externe mit denjenigen der internen Plattenosteosynthese zu kombinieren und eine langfristig funktionsstabile Verankerung des Implantats zu erreichen, wobei die axiale Stellung der Knochenschrauben gegen über der Osteosyntheseplatte in einem grösseren Bereich variabel sein kann. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass dank der erfindungsgemässen Vorrichtung erstens die Stabilität des Implantats mit der Liegedauer und der Belastung zunimmt und zweitens die Stabilität der Osteosynthese nicht mehr durch das Andrücken der Platte an den Knochen, sondern durch die rigide Fixation der Schraube an die Platte erzielt werden kann. Zusätzliche Vorteile ergeben sich wegen der Rotierbarkeit des Schraubenkopfes, was die Anforderungen an die Richtungsgenauigkeitder Bohrungen für die Knochenschrauben herabsetzt. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich, wenn die Knochenkontaktflächen der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer bioinerten, porösen Schicht versehen sind, weil sich dann an der Kontaktfläche zwischen Knochen und Implantatoberfläche ein direkter, trennschichtfreier Verbund ausbildet. Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche zugleich das Funktionsprinzip erläutern, sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Fixateur interne dar; Fig. 2 stellt einen Querschnitt längs der Linie II-II in Figur 1 dar; Fig. 3 stellt einen Seitenriss der Osteosyntheseplatte der erfindungsgemässen Vorrichtung dar; Fig. 4 stellt eine Aufsicht auf die Osteosyntheseplatte dar; Fig. 5 stellt einen zu Figur 2 parallelen Schnitt, jedoch auf der Höhe einer Knochenschraube dar; Fig. 6 zeigt den Schraubenkopf aus Figur 5, mit dem bevorzugten, kontinuierlich abnehmenden Querschnitt, in vergrössertem Massstab; Fig. 7 stellt eine Aufsicht auf den Schraubenkopf aus Figur 6 dar; Fig. 8 stellt einen Querschnitt durch die für den Knochenkontakt besfiimstebioinerte poröse Oberfläche der Osteosyntheseplatte, bzw. der Knochenhohlschraube dar; Fig. 9 stellt das Gleichgewichtsdiagramm für das binäre Gemisch O-Ti dar; ; Fig. 10 stellt das Gleichgewichtsdiagramm für das binäre Gemisch N-Ti dar. Fig. 11 stellt eine perspektivische Ansicht von zwei mit einer erfindungsgemässen osteosynthetischen Vorrichtung verbundenen Teilen eines Unterkiefers dar; Figur 12 stellt einen Längsschnitt durch die Osteosyntheseplatte gemäss Figur 11 dar; Fig. 13 stellte eine perspektivische Ansicht des als Einsatz dienenden, geschlitzten Hohlzylinders dar; Fig. 14 stellt einen Querschnitt analog zu Figur 5 dar mit einem Hohlzylinder gemäss Figur 13; Fig. 15 stellt einen Querschnitt analog zu Figur 5 dar ohne Hohlzylinder gemäss Figur 13; Fig. 16 stellt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einem zylindrischen Schraubenkopf und einer Spreizschraube mit konischem Aussengewinde dar; Fig. 17 stellt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einem zylindrischen Schraubenkopf und einer Spreizschraube mit glattem Aussenkonus dar; ; Fig. 18 stellt einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einer zusätzlichen, nicht spreizbaren Knochenschraube dar; Fig. 19stellt die erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss Fig. 18 dar, wobei der Kopf der zusätzlichen, nicht spreizbaren Knochenschraube im Querschnitt dargestellt ist; Fig. 20 stellt einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einem geschlitzten Kugelschraubenkopf dar; Fig. 21 zeigt weitere Details der Spreizschraube gemäss Fig. 20 im Querschnitt; Fig. 22 - 25 zeigen diverse Querschnitte durch Schraubenlöcher von Vorrichtungen gemäss der Erfindung; Fig. 26 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einem geschlitzten Kugelschraubenkopf in einem Schraubenloch gemäss Fig. 24; ; Fig. 27 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einem geschlitzten Kugelschraubenkopf in einem Schraubenloch gemäss Fig. 25; Fig. 28 stellt einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einem konischen Plattenloch und einem kugelschichtförmigenSchraubenkopf dar; Fig. 29 stellt die erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss Fig. 28 dar mit einer gegenüber der Vertikalen geneigten Schraubenachse. In Figur 1 sind verschiedene Aspekte eines erfindungsgemässen Fixateur interne dargestellt. In die Schraubenlöcher 2 der Osteosyntheseplatte 1 werden die Knochenschrauben 3 , wie im zweiten Schraubenloch von links gezeigt, mit ihrem-Schaft 9 in den Knochen 4 eingeschraubt. Der Schraubenkopf 7 ist wie in Figur 6 und 7 dargestellt mit Längsschlitzen 10 und einer Bohrung 25 versehen, so dass der als Spreizschraube mit einem Aussengewinde 14 ausgestaltete Einsatz 11 in die mit einem Innengewinde 13 versehene Bohrung 25 unter Aufweitung des Schraubenkopfes 7 eingeschraubt werden kann. Das Einschrauben erfolgt zweckmässigerweisemittels eines in die Längsschlitze 12 des Einsatzes 11 eingreifenden Instrumentes. Dabei verkeilt sich die konvexe Mantelfläche 18 des Schraubenkopfes 7 mit der konkav ausgebildeten Bohrwandung 8 des Schraubenloches 2, wodurch sich eine äusserst rigide Verbindung zwischen Osteosyntheseplatte 1 und Schraube 3 ergibt. Da der Bohrungsdurchmesser d der Schraubenlöcher 2 in der unteren der Knochenkontaktfläche 4 benachbarten Zone kontinuierlich abnimmt ergibt sich eine Querschnittsverengung 5 die als axialer Anschlag 6 für den Kopf 7 der Knochenschraube 3 dient. Bedingt durch die sphärische Ausgestaltung der Bohrwandung 8 und der Mantelfläche 18 kann der Schraubenkopf innerhalb gewisser Grenzen im Schraubenloch 2 eine variable Stellung einnehmen. Im zweiten Schraubenloch von rechts in Figur 1 ist ein solcher Fall dargestellt, bei dem die Schraubenachse gegenüber der Schraubenlochachse 24 geneigt ist. Wie die Figuren 2 bis 4 zeigen, weist die Osteosyntheseplatte 1 im wesentlichen keine planaren Oberflächenpartien auf. Das zwischen den Schraubenlöchern 2 liegende Profil 17 ist allseitig verjüngt und erlaubt damit eine einfachere Deformation der Osteosyntheseplatte anlässlich deren Anpassung an die Knochenoberfläche 4. Vorzugsweise ist dabei das Biegemoment des zwischen den Schraubenlöchern 2 liegenden Profils 17 kleiner oder gleich gross wie dasjenige des durch die Schraubenlöcher 2 verlaufenden Profils Die konkave Ausgestaltung der Bohrwandung 8 kann entweder, wie in den Figuren 1, 5 und 15 dargestellt, durch entsprechende Ausformung der Schraubenlöcher 2 realisiert werden oder auch, wie in Figuren 13 und 14 dargestellt, durch Einschub eines entsprechend ausgestalteten Hohlzylinders 19 in die zylindrische Bohrung 20 der Osteosyntheseplatte 1, wobei der axiale Einschub des Hohlzylinders 19 durch einen gegenüber dem Durchmesser der Bohrung 20 überdimensionierten Rand 21 begrenzt und gesichert ist. Die Rohlzylinder19 können entweder aus Metall, z.B. Titan bestehen oder auch aus einem, unter der Wirkung des in das Schraubenloch 2 eingeschraubten und verspreizten Kopfes 7 der Knochenschraube 3, deformierbaren Material, z.B. einem Kunststoff wie Polyaethylen (HMPE), bestehen. Die Mantelfläche 22 der Hohlzylinder 19 weist, wie in Figur 13 dargestellt, in der unteren der Knochenkontaktfläche 4 benachbarten Zone einen oder mehrere Schlitze 23 auf und ist im Durchmesser gegenüber der zylindrischen Bohrung 20 der Osteosyntheseplatte 1 leicht unterdimensioniert. Die Schlitze 23 können aber auch in der oberen, dem Rand 21 benachbarten Zone angebracht sein. Die eigentliche Operationstechnik soll nun anhand der Figur 11erläutert werden. In Figur 11ist ein Unterkiefer 4 dargestellt, aus dem wegen eines Tumors ein Stück reseziert werden musste. Dabei wurde der Unterkiefer in zwei Teile 4a,4b getrennt. Die beiden Teile 4a,4b sind durch eine Osteosyntheseplatte 1 miteinander verbunden, welche mit einen Vollkernschaft 9 aufweisenden Knochenschrauben 3 durch die Schraubenlöcher 2 mit dem Knochen 4 verschraubbar ist, wobei die aus Reintitan bestehende Osteosyntheseplatte 1 mit den üblichen chirurgischen Instrumenten manuell gebogen und an das Knochenrelief 4 adaptiert werden kann. Die Osteosyntheseplatte 1 weist im wesentlichen keine planaren Oberflächenpartien auf und das zwischen den Schraubenlöchern 2 liegende Profil 17 ist allseitig verjüngt. Die Anbringung der Bohrungen im Knochen 4 für die Knochenschrauben 3 erfolgt gemäss der üblichen Operationstechnik, zweckmässigerweise unter Verwendung einer Bohrlehre. Wie aus Figur 12 ersichtlich ist, weist das Schraubenloch 2 in Richtung der Knochenkontaktfläche 4 eine Querschnittsverengung 5 auf, welche als Anschlag 6 für die Knochenschraube 3 ausgebildet ist und eine exakte axiale Positionierung und Sicherung erlaubt. Wie aus Figur 7 ersichtlich kann das Eindrehen der Knochenschrauben 3 mittels eines in die Längsschlitze 10 und Bohrung 25 des Schraubenkopfes 7 eingreifenden Instrumentes erfolgen. Nachdem die Osteosyntheseplatte 1 mit einer genügenden Anzahl Schrauben 3 an den Knochen 4 festgeschraubt worden ist, erfolgt das Einschrauben der konischen Gewinde-Spreizbolzen 11, welche am äusseren, grösseren Ende Längsschlitze 12 aufweisen, welche zur Aufnahme des Eindrehinstrumentes (Schraubenzieher) dienen. Das vorzugsweise konische Innengewinde 13 des Schraubenkopfs 7 entspricht dabei dem Aussengewinde 14 des Einsatzes 11. Durch das Einschrauben der Einsätze 11 erfolgt eine Aufspreizung und Verklemmung des längsgeschlitzten Schraubenkopfes 7 gegen die Innenwandung 8 des Schraubenlochs 2 wodurch sich eine äusserst rigide Verbindung zwischen Osteosyntheseplatte 1 und Schraube 3 ergibt. Nach erfolgter Osteosynthese kann die Osteosyntheseplatte 1 wieder entfernt werden, wobei zuerst die Einsätze 11herausgeschraubt werden und danach die Knochenschrauben 3. Bei der Verwendung des erfindungsgemässen Fixateur interne zur Fixierung eines Implantates, insbesondere einer Gelenkendoprothese, beispielsweise einer Kiefergelenkprothese verbleiben die Knochenschrauben 3 und die Osteosyntheseplatte 1, an die sich dann das Implantat anschliesst, dauernd im Körper des Patienten. Die Knochenschrauben 3 können für Langzeit-Implantate, wie in Figur 14 und 15 dargestellt, als Hohischraubenausgebildet sein um das Einwachsen von Knochengewebe zu fördern. Diejenigen Oberflächen der Knochenschrauben 3, welche für den Kontakt mit dem Knochen 4 bestimmt sind, weisen eine bioinerte, poröse Schicht 16 auf. Diese poröse Schicht kann entweder , wie in Figur 8 gezeigt, aus Titan oder dessen Legierungen bestehen, welche mit einem Plasmaspray- oder ähnlichen Verfahren aufgebracht wird oder auch durch Sandstrahlung, beispielsweise mit Aluminiumoxidpartikel, erzeugt werden. Auch elektrolytische Oberflächenverfahren oder die Beschichtung mit Keramik (Apatit) sind geeignete Mittel die Oberfläche knochenfreundlich zu gestalten. Als wichtig für den angestrebten Erfolg hat sich die Erzielung einer porösen Titanschicht mit einer Haftfestigkeit von mindestens 9,5 kp/mm2, vorzugsweise von mindestens 12,0 kp/mmZ auf dem vorzugsweise metallischen Substrat erwiesen. Mit neuesten Verfahren können sogar Haftfestigkeiten von mindestens 20 kp/mm2, vorzugsweise von mindestens 40 kp/mm2 erzielt werden. Ein geeignetes Verfahren zur Erzielung solcher Haftfestigkeiten ist das Plasmaflamm-Verfahren, doch sind auch andere chemische Verfahren geeignet. Die Beschichtung des erfindungsgemässen Fixateur interne mit der bioinerten, porösen Schicht kann beispielsweise durch Aufsprühen von Titanpulver einer Korngrössenverteilung von etwa 0,05 - 0,1 mm in einem unter hohem Druck ausströmenden Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff im elektrischen Bogen bei einer Temperatur von 15'000 bis 20'000 0Cerfolgen. Bei diesem Verfahren erreichen die in einem inerten Gasträger, beispielsweise Argon zugeführten Titanhydridpartikel innerhalb der 15 bis 20 cm langen Beschleunigungsstrecke eine Geschwindigkeit von etwa 600 m/s mit der sie auf die zu beschichtende Metalloberfläche auftreffen und dort je nach Dauer des Vorgangs eine 0,01 - 0,50 mm, vorzugsweise 0,03 - 0.06 mm dicke, bioinerte, poröse Schicht bilden. Zweckmässigerweise erfolgt die Beschichtung derart, dass die entstehenden Poren einen Durchmesser von etwa 30 - 200> ,vorzugsweise von etwa 40 - 70 paufweisen. Die verschiedenen je nach Verwendungszweck des erfindungsgemässen Fixateur interne benötigten Variationen der Beschichtungsqualität können durch Regelung der Verfahrensparameter erzielt werden, wobei jedoch eine Plasmaenthalpie von über 20 Millionen Joule/kg beibehalten werden sollte.Für die bioinerten Eigenschaften der Beschichtung ist auch deren chemische Zusammensetzung von Bedeutung. Als vorteilhaft haben sich solche porösen Oberflächenschichten erwiesen, welche neben dem Grundmaterial (Titan, Ti-6Al-4V u.ä.) einen Kohlenstoffgehalt von#wenigerals 0,5 t(vorzugsweise weniger als 0,3dz,einen Stickstoffgehalt von weniger als 4 t(vorzugsweise weniger als 3*)und einen Sauerstoffgehalt zwischen 8 - 10taufweisen (alle Angaben verstehen sich in Gew. *). Das Titan in der Titanplasrnaschichtliegt zweckmässigerweise mindestens in Form des hexagonal koordinierten a-Ti und des kubisch koordinierten a-Tiound 8-TiN vor, vorzugsweise mit einem Anteil von 76 -87 Ges.*des hexagonal koordinierten a-Ti. Die entsprechenden Phasen sind aus den beiden in den Figuren 9 und 10 dargestellten Gleichgewichtsdiagrammen für die binären Legierungen O-Ti (Fig. 9; Quelle: T.H.Schofieldund A.E.Bacon, J.Inst. Metals, i955/6A84,47) und N-Ti (Fig. 10; Quelle: A.E. Pally et al. Trans.Amer.Soc.Met., 1954, 46, 312) ersichtlich. Statt des im Beispiel angegebenen bevorzugten Materials (Titan) können auch andere bioinerte Materialien verwendet werden, wie beispielsweise Titanlegierungen, Zirkon, Niob, Tantal oder Platin. Für Applikationen bei denen es auf die vollständige Entfernbarkeit der Knochenschrauben 3 ankommt ist es auch möglich diese als Vollkernschraubenauszubilden und mindestens diejenigen Oberflächen der Knochenschrauben 3, welche für den Kontakt mit dem Knochen 4 bestimmt sind, glatt zu polieren.Nach erfolgter Osteosynthese kann die Osteosyntheseplatte 1 wieder entfernt werden, wobei zuerst die Einsätze 11 herausgeschraubt werden und danach die Knochenschrauben 3. Bei der Verwendung des erfindungsgemässen Fixateur interne zur Fixierung eines Implantates, insbesondere einer Gelenkendoprothese, beispielsweise einer Kiefergelenkprothese, verbleiben die Knochenschrauben 3 und die Osteosyntheseplatte 1 an die sich dann das Implantat anschliesst dauernd im Körper des Patienten. Als Osteosyntheseplatte 1 für den erfindungsgemässen Fixateur interne sind auch bioinerte, vorzugsweise verstärkte Kunststoffmaterialien verwendbar, beispielsweise in Form von verformbaren, polymerisierbaren Kompositstrukturen wie sie in der Schweizer Patentanmeldung Nr. 03 428/86-1 beschrieben sind. Der erfindungsgemässe Fixateur interne eignet sich insbesondere in der Kieferchirurgie und für die Fixation von Endogelenkprothesen und Wirbelplatten. Für die Anbringung des erfindungsgemässen Fixateur interne im Mittelgesicht, am Jochbein und der Kalotte (Neurochirurgie), sowie für Gesichtskorrekturenhaben sich Osteosyntheseplatten mit den üblichen Dimensionen als ungeeignet erwiesen. Als besonders vorteilhaft für diese Zwecke haben sich Osteosyntheseplatten 1 erwiesen, welche folgende Dimensionen aufweisen: - in Richtung der Achse 24 der Schraubenlöcher 2 eine Ausdehnung von mindestens 1,1 mm, vorzugsweise mindestens 1,5 mm; - eine Breite von 4 - 7 mm, vorzugsweise von 5 - 6 mm ; und - einen Durchmesser der Schraubenlöcher 2 von 0,9 - 1,6 mm, vorzugsweise von 1,1 - 1,4 mm.Da bei diesen kleinen Dimensionen (Miniplatten) der Schraubenkopf 7 der zu verwendenden Knochenschrauben 3 ebenfalls sehr klein ist, sind die beiden Gewinde 13,14 mindestens im oberen, von der Knochenkontaktfläche 4 abgewandten Teil durchgehend ausgebildet, damit unmittelbar beim Einschrauben des Einsatzes 11 eine Verspreizung des Kopfes 7 erfolgt. Insbesondere bei diesen Miniplatten, aber auch bei normal dimensionierten Platten hat sich eine Form des Schraubenkopfes 7 gemäss Figur 6 als besonders zweckmässig erwiesen. Dabei ist die Mantelfläche 18 des Kopfes7 nur in der unteren, der Knochenkontaktfläche 4 benachbarten Zone, zunehmend konvex ausgestaltet, währenddem der obere Teil praktisch in eine zylindrische Form ausläuft. Zusammen mit einer entsprechend ausgestalteten Bohrwandung 8 des Schraubenlochs 2 ergibt sich eine optimale, rigide und funktionsstabile Verbindung zwischen Osteosyntheseplatte 1 und Knochenschraube 3. Eine weitere Variante des Schraubenkopfes 7 ist in Figur 16 dargestellt. Der zylindrisch ausgebildete Schraubenkopf 7 passt in di-eentsprechende zylindrische Partie der Bohrwandung 8 des Schraubenlochs 2. Die Kraftübertragungfindet dabei zwischen dem Schraubenkopf 7 und dem als Verjüngung ausgebildeten axialen Anschlag 6 in der Bohrung 2 der Osteosyntheseplatte 1 statt Weitere Varianten dieser Druckauf lagesind in den Figuren 22 24 dargestellt. Der Vorteil dieser Varianten liegt in der maxiamalen seitlichen und axialen Belastbarkeit. Der Einsatz 11 ist als konische Spreizschraube mit einem Aussengewinde 14 ausgebildet, welches zum Innengewinde 13 des mit tängsschlitzen10 versehenen Schraubenkopfs 7 passt.Die in Figur 17 dargestellte Variante des Schraubenkopfs 7 entspricht weitgehend der Ausführung gemäss Figur 16 mit Ausnahme des Einsatzes 11, der hier als Konus mit glatter Mantelfläche 27 ausgebildet ist, welcher mittels des zylindrischen Schraubenansatzes 28 mit der ebenfalls glatten Mantelfäche 26 der konischen Bohrung 25 im Schraubenkopf 7 verklemmt werden kann. Wie in den Figuren 18 und 19 dargestellt ist es auch möglich, in das Schraubenloch 2 einer erfindungsgemässen Osteosyntheseplatte 1, bzw. den in Fig. 22 - 24 gezeigten Varianten davon, reguläre oder sogenannte Standard-Knochenschrauben 3 einzuführen. Obwohl hier keine Verspreizung des normalen Schraubenkopfs 29 stattfindet ist es damit möglich beispielsweise zusätzliche Knochenfragmente zu befestigen. Die in den Figuren 20 und 21 dargestellte Variante eines geschlitzten Kugelschraubenkopfes7 hat einen weiteren wesentlichen Vorteil, der darin besteht, dass neben der rigiden und wieder lösbaren Verbindung zwischen Knochenschraube 3 und Osteosyntheseplatte 1, eine Neigung der Schraubenachse 30 um den Winkel a bis zu 300 zur Schraubenlochachse 24 möglich ist. In jeder Position der Schraube 3 innerhalb des ca. 600 betragenden Kegels 24,30 kann der mit Längsschlitzen 10 versehene Kugelschraubenkopf 7 mittels der als Spreizschraube ausgebildeten Einsatzes 11 verspreizt und rigide fixiert werden.Die Figuren 22 bis 25 zeigen erfindungsgemässe Varianten der Schraubenlochbohrungen 2 mit diversen Ausführungsformen der ringförmigen Verjüngspartie 6. In Figur 22 besteht diese in einem treppenförmigen Absatz 31 der sich an den zylindrische Teil der Bohrungswand 8 anschliesst; gegen die Knochenkontaktfläche hin erweitert sich dann die Bohrung 2 wieder. Figur 23 zeigt eine Variante der Ausführung gemäss Figur 22, die darin besteht, dass die stufenförmige Verjüngung 6 nach unten geneigt ist. In Figur 24 ist eine zu Figur 5 analoge Schraubenlochbohrung 2 dargestellt, welche sich jedoch unterendem Knochen zugewandten Teil wieder erweitert. Schliesslich ist in Figur 25 eine sphärisch ausgebildete Bohrlochwandung 8 dargestellt, welche sich insbesondere für Sugelschraubenköpfe7 gemäss Figuren 26 und 27 eignet. Die in den Figuren 26 und 27 dargestellten Varianten entsprechen im wesentlichen der in Figur 21gezeigten Ausführungsform, jedoch mit einer Schraubenlochbohrung 2 gemäss Figur 24,bzw. 25 und einem als Konusschraubenbolzen ausgebildeten Einsatz 11. Die Schlitze 10 des Schraubenkugelkopfes 7 sind dabei kreuzweise geschlitzt und so tief gefräst, dass zwar eine genügende mechanische Festigkeit vorhanden ist, der Schraubenkugelkopf7 sich jedoch ohne Mühe in eine der verschiedenenSchraubenlochbohrungen 2 gemäss Figuren 22 bis 25 einpressen lässt. Auch bei diesen Varianten ist nebst einer rigiden Verankerung eine axiale Abweichung der Schraubenachse bis zu 300 möglich. Als weiterer zusätzlicher Vorteil ist die Möglichkeit einer zwangsläufigen Vor- und Rückwärtsbewegung der Schrauben-Plattenverbindung anzusehen. Die in den Figuren 27 und 28 dargestellte Variante zeigt eine osteosynthetische Platte 1 mit einer als Konus ausgebildeten Bohrlochwandung 8 des Loches 2, wobei der Konuswinkel sszwischen 2-60,vorzugsweise zwischen 3 und 50 liegt und beispielsweise 40 beträgt. Die für dieses Loch 2 vorgesehene Schraube 3 weist einen im wesentlichen als Kugelschicht mit Schlitzen 10 ausgebildeten Kopf 7 auf, in den eine Spreizschraube 7 einschraubbar ist. Bedingt durch die Innenform der Bohrlochwandung 8 und der Aussenform des Schraubenkopfes 7 ist eine Abweichung der Schraubenachse 30 um den Winkel a gegenüber der Lochachse 24 bei gleichbleibend guter Halterung möglich, was die Applikationsbreite der erfindungsgemässen Vorrichtung wesentlich erweitert.
    权利要求:
    Claims
    Patent ansprüche
    1. osteosynthetische Vorrichtung, insbesondere Fixateur interne bestehend aus einer Osteosyntheseplatte (1) mit mindestens zwei Schraubenlöchern (2) und darin einsetzbaren Knochenschrauben (3), dadurch gekennzeichnet dass die Schraubenlöcher (2) mindestens in der unteren der Knochenkontaktfläche (4) benachbarten Zone eine Querschnittsverengung (5) aufweisen und dass mindestens zwei Knochenschrauben (3) einen spreizbaren Schraubenkopf (7) aufweisen, der gegen die Innenwandung (8) der Schraubenlöcher (2) verklemmbar ist, so dass durch die Verspreizung eine starre Verbindung zwischen Knochenschrauben (3) und Osteosyntheseplatte (1) realisierbar ist.
    2*Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Bohrwandung (8) der Schraubenlöcher (2) mindestens in der unteren der Knochenkontaktfläche (43benachbarten Zone eine konkave Oberfläche und der Kopf (7)der Knochenschrauben (3) eine konvexe, auf die konkave Oberfläche (8) abgestimmte Mantelfläche (18) aufweist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Querschnittsverengung (5)als Anschlag (6) für den Kopf (7) der Knochenschraube (3) ausgebildet ist, vorzugsweise in Form einer Abstufung.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Oberflächen der Osteosyntheseplatte (1), welche für den Kontakt mit dem Knochen (4) bestimmt sind, eine bioinerte, poröse Schicht (16) aufweisen, welche vorzugsweise aus Titan oder dessen Legierungen besteht 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenschrauben (3) als Hohlschrauben ausgebildet sind und mindestens diejenigen Oberflächen der Knochenschrauben (3), welche für den Kontakt mit dem Knochen (4) bestimmt sind, eine bioinerte, poröse Schicht (16) aufweisen, welche vorzugsweise aus Titan oder dessen Legierungen besteht.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise aus Titan bestehende Schicht (16) eine Haftfestigkeit auf dem vorzugsweise aus Titan bestehenden Substrat (15) von mindestens 9,5 kp/mm2, vorzugsweise von mindestens 12,0 kp/mm2 aufweist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise aus Titan bestehende Schicht (16) eine Haftfestigkeit auf dem vorzugsweise aus Titan bestehenden Substrat (15) von mindestens 20 kp/mm2, vorzugsweise von mindestens 40 kp/mm2aufweist.
    8Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Titan in der Schicht (16) mindestens in Form des hexagonal koordinierten a-Ti und des kubisch koordinierten 8-TiO und 6-TiN vorliegt, vorzugsweise mit einem Anteil von 76 - 87 Gew,des hexagonal koordinierten a-Ti.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenschrauben (3) als Vollkernschrauben ausgebildet sind und mindestens diejenigen Oberflächen der Knochenschrauben (3), welche für den Kontakt mit dem Knochen (4) bestimmt sind, glatt poliert sind.
    10.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrungsdurchmesser d der Schraubenlöcher (2) mindestens in der unteren der Rnochenkontaktfläche(4) benachbarten Zone kontinuierlich, vorzugsweise in zunehmendem Masse, abnimmt und die dadurch ausgebildete Querschnittsverengung (5) als axialer Anschlag (6)für den Kopf der Knochenschraube (3) dient.
    11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die eine konkave Oberfläche aufweisende Bohrwandung (8) der Schraubenlöcher (2) durch Einschub entsprechend ausgestalteter Hohlzylinder (19) in vorzugsweise zylindrische Bohrungen (40)der Osteosyntheseplatte (1) realIsIertist, wobei der axiale Einschub der Hohlzylinder (19) vorzugsweise durch einen gegenüber dem Durchmesser der Bohrungen (20,'überdimensionierten Rand (21) begrenzt und gesichert ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlzylinder (19) aus einem, unter der Wirkung des in das Schraubenloch (2) eingeschraubten und verspreizten Kopfes (7) der Knochenschraube (3), deformierbaren Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff, bestehen.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (22) der Hohlzylinder (19) in der unteren der Knochenkontaktfläche (4) benachbarten Zone, oder der oberen dem Rand (21) benachbarten Zone, einen oder mehrere Schlitze (23) aufweist und vorzugsweise im Durchmesser gegenüber der zylindrischen Bohrung (20) der Osteosyntheseplatte (1) unterdimensioniert ist.
    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Osteosyntheseplatte (1) im wesentlichen keine planaren Oberflächenpartien aufweist und dass das zwischen den Schraubenlöchern (2) liegende Profil (17) vorzugsweise allseitig verjüngt ist.
    15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegemoment des zwischen den Schraubenlöchern (2) liegenden Profils (17) kleiner oder gleich gross ist wie dasjenige des durch die Schraubenlöcher (2) verlaufenden Profils.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Osteosyntheseplatte (1) folgende Dimensionen aufweist: - in Richtung der Achse (24) der Schraubenlöcher (2) eine Ausdehnung von mindestens 1,1 mm, vorzugsweise mindestens 1,5 mm; - eine Breite von 4 - 7 mm, vorzugsweise von 5 - 6 mm ; und - einen Durchmesser der Schraubenlöcher (2) von 0,9 - 1,6 mm, vorzugsweise von 1,1 - 1,4 mm.
    17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (7) der Knochenschrauben (3) Längsschlitze (10) aufweist und eine mit einem Innengewinde (13) versehene Bohrung t25)aufweist, in welche eine Spreizschraube (11) mit entsprechendem Aussengewinde (14) einschraubbar ist, wobei die beiden Gewinde (13,14)mindestens im oberen, von der Knochenkontaktfläche (4) abgewandten Teil durchgehend ausgebildet sind.
    18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrwandung (8) der Schraubenlöcher (2) in Richtung der unteren der Knochenkontaktfläche (4) zugewandten Zone konisch verjüngt ausgebildet ist.
    19.Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel ssder Bohrwandung i8) zwischen 2-6 ,vorzugsweise zwischen 3 und 50 liegt.
    20.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Osteosyntheseplatte (1)im wesentlichen aus Reintitan besteht und vorzugsweise derart dimensioniert ist, dass sie mit den üblichen chirurgischen Instrumenten durch manuelle Deformation an die Knochenanatomie anpassbar ist.
    21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von makroskopischer Oberfläche MAO zu Volumen V des im Knochen zu verankernden teils der Knochenschrauben (3) MAO/V im Bereich von 1 - 5 mm, vorzugsweise von 3,5 bis 4,25 mm liegt und dass das Verhältnis von mikroskopischer Oberfläche MIO zu Volumen V des im Knochen zu verankernden Teils der Knochenschrauben (3) MIO/V im Bereich von15 - 35 mm, vorzusweisavon 20 - 30 mm liegt.
    22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die bioinerte poröse Schicht eine 2 c1sevon 0,01 - 0,50 mm, vorzugsweise von 0,03 - 0.06 mm aufweist.
    23. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die bioinerte, poröse Schicht (16)durch Sandstrahlen erzielt wird.
    24. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die bioinerte, poröse Schicht (16) durch ein Plasmasprayverfahren aufgebracht wird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0293411A1|1988-12-07|
    JPH02500490A|1990-02-22|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-06-02| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1988-06-02| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1988-07-08| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987907409 Country of ref document: EP |
    1988-12-07| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987907409 Country of ref document: EP |
    1996-03-01| WWR| Wipo information: refused in national office|Ref document number: 1987907409 Country of ref document: EP |
    1996-05-13| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1987907409 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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