Die Erfindung betrifft ein orthopädisches Haltesystem mit mindestens
einer Knochenschraube, die ein Kopfteil und einen schwenkbar an diesem gelagerten
Gewindeschaft aufweist, mit einem im Kopfteil gelagerten, von dessen Oberseite gegen
den Gewindeschaft andrückbaren und dadurch den Gewindeschaft relativ zum Kopfteil
festlegenden Klemmelement, mit einem in einer Aufnahme des Kopfteils angeordneten,
im wesentlichen quer zum Gewindeschaft verlaufenden Haltestab und mit einer Klemmeinrichtung
an der Oberseite des Kopfteils, durch die das Klemmelement und der Haltestab derart
in das Kopfteil hineingedrückt werden, dass der Gewindeschaft und der Haltestab
relativ zum Kopfteil festgelegt sind.
Orthopädische Haltesysteme dieser Art werden eingesetzt, um Knochen
und Knochenfragmente relativ zueinander zu fixieren, dazu werden Knochenschrauben
in die Knochen und Knochenfragemente eingeschraubt und dann mittels des Haltestabes
so miteinander verbunden, dass das die Knochenschrauben und den Haltestab umfassende
orthopädische Haltesystem in sich einen starren Körper bildet, der die
Knochen und Knochenfragmente relativ zueinander in ihrer Position fixiert. Dabei
ist es bekannt, das Kopfteil und den Gewindeschaft der Klemmschraube schwenkbar
zueinander auszubilden, sei es durch eine kugelige Verbindung in allen Richtungen
schwenkbar, sei es durch eine eingeschränkte Lagerung um eine quer zur Längsachse
des Gewindeschaftes verlaufende Achse verschwenkbar. Beim Einsetzen des orthopädischen
Haltesystems ist es daher möglich, das Kopfteil gegenüber dem Gewindeschaft
zu verschwenken und außerdem den Haltestab gegenüber dem Kopfteil zu verschieben,
erst durch Betätigung der Klemmeinrichtung werden dann diese Freiheitsgrade
eingeschränkt, das heißt durch Betätigung der Klemmeinrichtung wird
die Verschwenkbarkeit beseitigt und die freie Verschiebbarkeit des Haltestabes.
Bei bekannten Vorrichtungen (DE 10 2005
021 879 A1) erfolgt dies beispielsweise durch Einschrauben einer Klemmschraube
in das Kopfteil, die sich am Haltestab abstützt, der dann seinerseits an dem
Klemmelement anliegt. Auf diese Weise werden bei der Betätigung der Klemmeinrichtung
in jedem Falle die Verschiebbarkeit des Haltestabes und die Verschwenkbarkeit des
Gewindeschaftes gegenüber dem Kopfteil gleichzeitig aufgehoben.
Dies kann nachteilig sein, da zum Ausrichten des orthopädischen
Haltesystems bei diesen Anordnungen entweder sowohl der Haltestab frei verschieblich
als auch der Gewindeschaft verschwenkbar sind oder aber beide Bewegungsmöglichkeiten
sind blockiert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein orthopädisches Haltesystem
derart auszubilden, dass der Operateur die Möglichkeit hat, mit einfachsten
Mitteln einen Teil der Beweglichkeit von Kopfteil, Haltestab und Gewindeschaft herabzusetzen,
während ein anderer Teil der Beweglichkeit noch aufrechterhalten wird.
Diese Aufgabe wird bei einem orthopädischen Haltesystem der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Klemmeinrichtung
ein elastisch verformbares Andruckelement umfasst, das bei Betätigung der Klemmeinrichtung
im Kopfteil in Richtung auf dessen Unterseite in eine Klemmstellung verschoben wird
und sich dabei zunächst an dem Klemmelement und bei weiterer Verschiebung und
elastischer Verformung dann an dem Haltestab anlegt.
Bei einer solchen Ausgestaltung führt die Betätigung der
Klemmeinrichtung zunächst zur Anlage des elastischen Andruckelementes an dem
Klemmelement und damit zur Festlegung des verschwenkbaren Gewindeschaftes am Kopfteil,
während der Haltestab noch frei verschiebbar ist. Erst bei weiterer Betätigung
der Klemmeinrichtung wird dann auch nach elastischer Verformung des Andruckelementes
und durch Anlage dieses elastisch verformbaren Andruckelementes an dem Haltestab
dieser fixiert.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausgestaltung, dass die schrittweise Blockierung
der freien Beweglichkeiten durch ein- und dieselbe Klemmeinrichtung erfolgt, so
dass der Operateur mit nur einem Werkzeug zur Betätigung der Klemmeinrichtung
nacheinander die einzelnen Beweglichkeiten blockieren kann. Durch die Verwendung
eines elastischen Andruckelementes hat der Operateur weiterhin die Möglichkeit,
die Klemmkräfte so zu wählen, dass bei der Anlage des elastischen Andruckelementes
an dem Klemmelement zwar die Verschwenkbarkeit des Gewindeschaftes gegenüber
dem Kopfteil eingeschränkt, jedoch nicht vollständig aufgehoben wird.
Dies ermöglicht dem Operateur eine Verschwenkung des Gewindeschaftes gegenüber
dem Kopfteil unter Aufwendung einer bestimmten Kraft, die einmal eingestellte Stellung
bleibt jedoch im wesentlichen erhalten, wenn nicht der Operateur unter Aufbringung
dieser Kraft erneut eine Verstellung vornimmt. Dadurch wird die Justierung des Haltesystems
vereinfacht, da in dieser Phase die freie Verschwenkbarkeit eingeschränkt ist,
während die freie Verschiebbarkeit des Haltstabes noch gegeben ist.
Der Haltestab kann auf dem Kopfteil aufliegen und sich an diesem abstützen,
so dass bei Betätigung der Klemmeinrichtung das elastische Andruckelement das
Klemmelement gegen den Gewindeschaft und unabhängig davon den Haltestab gegen
das Kopfteil drückt und dadurch fixiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen,
dass der Haltestab auf dem Klemmelement aufliegt. Dies führt dazu, dass bei
der Verschiebung des elastisch verformbaren Andruckelementes in die Klemmstellung
dieses den Haltestab gegen das Klemmelement drückt und dieses dadurch gegen
den Gewindeschaft, das heißt bei dem vollständigen Betätigen der
Klemmeinrichtung stützt sich das elastische Andruckelement nicht nur am Klemmelement
ab, Sondern es übt auch über den Haltestab zusätzliche Klemmkräfte
auf das Klemmelement aus, so dass dadurch eine besonders sichere Fixierung gegen
alle Bewegungsarten möglich wird.
Die Klemmeinrichtung kann beispielsweise bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ein relativ zum Kopfteil verschiebbares, an dem elastischen Andruckelement angreifendes
und dieses in Richtung auf die Klemmstellung verschiebendes Betätigungselement
umfassen.
Vorzugsweise wird das Betätigungselement eine von der Oberseite
her in das Kopfteil einschraubbare Klemmschraube sein, hier sind jedoch auch andere
Betätigungselemente möglich, die an dem elastischen Andruckelement angreifen
und dieses verschieben und verformen.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass das elastische Andruckelement ein den Innenraum des Kopfteils überbrückender
elastischer Bügel ist, dessen Enden sich auf dem Klemmelement abstützen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass das elastische Andruckelement eine im Innenraum des Kopfteils angeordnete elastisch
verformbare Scheibe ist, deren Rand sich auf dem Klemmelement abstützt. Diese
Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sie rotationssymmetrisch ist und unabhängig
von einer Einbaurichtung des elastischen Andruckelementes eingesetzt werden kann.
Das Betätigungselement greift vorzugsweise im mittleren Bereich
des elastischen Andruckelementes an, so dass dieses sich zunächst mit seinem
äußeren Ende am Klemmelement abstützt und dann durch das Betätigungselement
bei dessen weiterer Betätigung im mittleren Bereich elastisch verformt wird
und sich dabei an den Haltestab anlegt.
Das elastische Andruckelement und das Betätigungselement können
einstückig ausgebildet sein.
Bei einer anderen Ausgestaltung ist jedoch vorgesehen, dass das Betätigungselement
und das elastische Andruckelement lösbar miteinander verbunden sind.
Die lösbare Verbindung kann beispielsweise eine elastische Rastverbindung
sein.
Es ist günstig, wenn das elastische Andruckelement und das Betätigungselement
um eine konzentrisch zur Längsachse des Kopfteiles verlaufende Achse verdrehbar
zueinander sind. Auf diese Weise kann das Betätigungselement, beispielsweise
eine Klemmschraube, um diese Achse verdreht werden, ohne dass das elastische Andruckelement
verdreht wird, dieses kann unverdrehbar auf dem Klemmelement aufliegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das
Klemmelement eine Hülse ist, die sich in ihrem unteren Rand am Gewindeschaft
abstützt und auf deren oberem Rand das elastische Andruckelement anliegt.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der
Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.
Es zeigen:
1: einen Wirbelkörper mit einem eingeschraubten
orthopädischen Haltesystem, welches eine Knochenschraube und einen an dieser
gehaltenen Haltestab umfasst;
2: eine perspektivische Ansicht des Kopfteiles des
orthopädischen Haltesystems der 1 mit einem teilweise
aufgeschnittenen Kopfteil;
3: eine Querschnittansicht des Kopfteiles der
2 mit gegenüber einer Schwenkung festgelegtem
Gewindeschaft und mit frei verschieblichem Haltestab und
4: eine Ansicht ähnlich 3
mit gegenüber einer Verschiebung festgelegtem Haltestab.
Das in der Zeichnung dargestellte orthopädische Haltesystem umfasst
eine Knochenschraube 1 mit einem Gewindeschaft 2 und einem Kopfteil
3. Der Gewindeschaft 2 ist mit einem vorzugsweise selbstschneidenden
Knochengewinde versehen und kann in einen Knochen eingeschraubt werden, im dargestellten
Ausführungsbeispiel der 1 in einen Wirbelknochen
4. Der Gewindeschaft 2 ist mit dem Kopfteil 3 in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel nach alten Seiten verschwenkbar verbunden.
Dazu weist das im wesentlichen die Form einer Zylinderhülse aufweisende Kopfteil
3 einen zylindrischen, sich am unteren Ende in Form einer Einschnürung
5 verengenden Innenraum 6 auf, in den von oben her der Gewindeschaft
2 eingeführt werden kann. Der Gewindeschaft 2 trägt
an seinem oberen Ende eine kugelförmige Verdickung 7, deren Außendurchmesser
dem Innendurchmesser des Innenraums 6 entspricht und der sich am unteren
Ende auf der Einschnürung 5
des Innenraumes 6 abstützt, so dass eine kugelgelenkige
Verbindung zwischen dem Gewindeschaft 2 und dem Kopfteil 3 gebildet
wird (3 und 4).
In den Innenraum 6 ist von oben her eine Klemmhülse
8 eingeschoben, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Innenraumes
6 entspricht und die sich mit ihrer an den Querschnitt der Verdickung
7 angepassten unteren Rand 9 auf der Oberseite der Verdickung
7 abstützt. Die Klemmhülse 8 trägt an einer Seite
eine radial vorstehende Rastnase 10, die radial nach innen elastisch eindrückbar
ist, so dass die Rastnase 10 innerhalb der Außenkontur der Klemmhülse
8 positioniert ist. In dieser Position der Rastnase 10 kann die
Klemmhülse 8 von oben her in den Innenraum 6 eingeschoben
werden, sobald sie an der Verdickung 7 anliegt, bewegt sich die Rastnase
10 unter der Wirkung der Eigenelastizität des Materials der Klemmhülse
8 radial nach außen und taucht in eine seitliche Öffnung
11 des Kopfteils 3 ein. Dadurch wird die Klemmhülse
8 im Innenraum 6 gegen ein unbeabsichtigtes Herausziehen zur Oberseite
hin gesichert. Die Rastnase 10 hat zu diesem Zweck an der Oberseite eine
quer zur Einschubrichtung der Klemmhülse 8 verlaufende obere Rastfläche
12 und an der Unterseite eine schräg verlaufende Aufgleitfläche
13, die sich beim Einschieben der Klemmhülse 8 an der Innenwand
des Kopfteils 3 anlegt und dadurch die Rastnase 10 elastisch nach
innen biegt.
Die Klemmhülse 8 weist auf gegenüberliegenden Seiten
U-förmige, zur oberen Seite hin offene Ausnehmungen 14 auf, deren
Rand eine Auflagefläche für einen zylindrischen Haltestab 15
bilden, der von oben her durch die Ausnehmung 14 in die Klemmhülse
8 eingelegt werden kann, so dass die Längsachse des Haltestabes
15 quer zur Längsachse der Klemmhülse 8 verläuft.
Im Kopfteil 3 sind zwei entsprechende, nach oben hin offene Durchbrechungen
vorgesehen, durch die der Haltestab 15 hindurchgreift, wenn er in die Aufnahmefläche
der Ausnehmung 14 eingelegt ist.
Auf den oberen Rand 16 des Kopfteils 3 ist ein Haltering
17 aufgesetzt, der mit einer Innenfläche 18 an der Innenseite
des Innenraums 6 anliegt und mit einer parallel dazu verlaufenden Außenfläche
19 an dessen Außenseite, die Innenfläche 18 und die
Außenfläche 19 sind durch eine ringförmige Stirnfläche
20 verbunden, die auf dem oberen Rand 16 des Kopfteils
3 aufliegt. Die Innenfläche 18 und die Innenwand des Innenraums
6 in dem von der Innenfläche 18 überdeckten Bereich
weisen umlaufende Umfangsnuten oder Umfangsrillen 21 beziehungsweise
22 auf, die formschlüssig ineinandergreifen und dadurch den Haltering
17 am Kopfteil 3 in axialer Richtung festlegen.
Der Haltering 17 umgibt eine Schraubhülse
23, die mit ihrer geringfügig konisch ausgebildeten und nach oben
hin einen geringeren Durchmesser aufweisenden Außenfläche 24
flächig an einer komplementär geformten Innenfläche 25 des
Halterings 17 anliegt. Die Schraubhülse 23 weist eine durchgehende
Innengewindebohrung 26 auf, in die von der Oberseite her eine Klemmschraube
27 eingeschraubt ist. Diese weist einen Innenmehrkant 28 zum Einsetzen
eines Drehwerkzeuges auf sowie eine sich an der Oberseite daran anschließende
Verlängerung 29, durch die das Einführen des Drehwerkzeugs in
den Innenmehrkant 28 erleichtert wird.
An ihrer Unterseite trägt die Klemmschraube 27 in ihrer
Mitte einen kugeligen Vorsprung 30, der in eine entsprechend kugelige Ausnehmung
31 eines Andruckelements 32 elastisch eingeschnappt ist, so dass
die Klemmschraube 27 und das Andruckelement 32 zwar dauerhaft
miteinander verbunden sind, jedoch gegeneinander frei verdrehbar.
Das Andruckelement 32 hat die Form eines elastisch verformbaren
Tellers oder einer Scheibe, die sich über den gesamte Innenraum 6
erstreckt und mit ihrem äußeren Rand 33 auf dem oberen Rand
34 der Klemmhülse 8 zur Anlage kommt, wenn die Klemmschraube
27 in die Schraubhülse 23 eingeschraubt wird. Durch diese
Anlage drückt das elastische Andruckelement 32 die Klemmhülse
8 gegen die Verdickung 7 des Gewindeschaftes 2, die dadurch
gegen die Einschnürung 5 gedrückt und gegenüber dem Kopfteil
3 verklemmt wird. Diese Andruckkraft schränkt die freie Verschwenkbarkeit
der Verdickung 7 im Kopfteil 3 ein, dies kann je nach Anpresskraft
zwischen einer geringfügigen Einschränkung und einer vollständigen
Blockierung liegen.
Das elastische Andruckelement 32 ist so geformt und angeordnet,
dass es beim ersten Anliegen am oberen Rand 34 der Klemmhülse
8 von dem in die Ausnehmung 14 der Klemmhülse 8
eingelegten Haltestab 15 einen Abstand einhält, so dass zunächst
beim Einschrauben der Klemmschraube 27 nur die Klemmhülse
8 nach unten verschoben wird und zu einer Klemmung der Verdickung
7 führt, wie dies in 3 dargestellt ist.
Beim weiteren Einschrauben der Klemmschraube 7 jedoch verformt
sich das elastische Andruckelement 32 derart, dass der mittlere Bereich
gegenüber dem äußeren Rand 33 nach unten verschoben wird
und sich an die Oberseite des Haltestabes 15 anlegt, wie dies in
4 dargestellt ist. Dadurch wird der Haltestab
15 in die Ausnehmung 14 der Klemmhülse 8 hineingedrückt
und damit gegenüber der Klemmhülse 8 verklemmt. Gleichzeitig
wird dadurch die Klemmhülse 8 zusätzlich kräftig gegen die
Verdickung 7 gedrückt, so dass auch die Klemmwirkung der Klemmhülse
8 gegenüber den allein durch das Andruckelement 32 hervorgehobenen
Andruckkräften erhöht wird. In dieser Position sind Kopfteil,
Gewindeschaft und Haltestab zu einer starren Einheit zusammengeklemmt.
Der Benutzer kann allein durch Verdrehen der Klemmschraube
27 zunächst eine schwache und dann eine zunehmende Festklemmung der
Verdickung 7 im Kopfteil 3 erzeugen, zunächst ohne Festlegung
des Haltestabes 15 und beim weiteren Eindrehen der Klemmschraube
27 auch unter Verklemmung des Haltestabes 15, bis bei der maximalen
Einschraubtiefe der Klemmschraube 27 eine Klemmstellung erreicht ist, die
die gesamte Anordnung gegen jegliche Bewegung verspannt.
Die beschriebene Anordnung ist so gewählt, dass der Haltering
17, die Schraubhülse 23 sowie die Klemmschraube
27 mit dem Andruckelement 32 als vormontierte Baueinheit von oben
her in das Kopfteil 3 eingeführt werden können, dabei muss natürlich
die Klemmschraube 27 so weit aus der Schraubhülse 23 herausgeschraubt
sein, dass noch keine Verklemmung der Klemmhülse 8 und des Haltestabes
15 erfolgt, wenn der Haltering 17 vollständig in den Innenraum
6 eingeschoben wird, bis sich dessen Stirnfläche 20 auf der
oberen Kante des Kopfteils 3 abstützt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Klemmschraube
27 über eine Konusklemmung im Haltering 17 gehalten, der
die radial nach außen gerichteten Kräfte aufnimmt und daher das Kopfteil
3 gegen unerwünschte Aufspreizung sichert.
Selbstverständlich wäre es auch möglich, eine abgewandelte
Anordnung zu verwenden, beispielsweise eine Klemmschraube 27, die in ein
Innengewinde des Innenraums 6 unmittelbar eingeschraubt ist und die in
der beschriebenen Weise ein elastisch verformbares Andruckelement 32 trägt.
Das elastisch verformbare Andruckelement 32 muss auch nicht
notwendigerweise mit der Klemmschraube 27 verbunden sein, es könnte
auch eine lose eingelegte Federscheibe sein, die sich auf dem oberen Rand
34 der Klemmhülse 8 abstützt und gegen deren Mitte die
Klemmschraube 27 von oben her drückt, wenn die Klemmschraube
27 eingeschraubt wird.