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Title:
CLAMPING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/013840
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clamping device for clamping a longitudinal fixing element (2), in particular a Kirschner wire. Said device consists of a screw (3) of height H, at least partially configured from a truncated cone and comprising a cone axis (4) and a conical outer surface (5) with a thread (6), a continuous bore (7) that is coaxial with the cone axis (4) and that houses the longitudinal fixing element (2), a rear end (8) containing means (9) for turning the screw (3) and a front end (1). The front end (1) of the screw (3) is provided with at least one longitudinal slot (10) of length L, which extends radially into the continuous bore (7) in such a way that the screw (3) can be at least partially compressed in a radial direction.

Inventors:
NIEDERBERGER ALFRED (CH)
SCHLAEFLI CHRISTOPH (CH)
GICQUEL PHILIPPE (FR)
Application Number:
PCT/CH2003/000538
Publication Date:
February 17, 2005
Filing Date:
August 08, 2003
Export Citation:
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Assignee:
MATHYS MEDIZINALTECHNIK AG (CH)
NIEDERBERGER ALFRED (CH)
SCHLAEFLI CHRISTOPH (CH)
GICQUEL PHILIPPE (FR)
International Classes:
A61B17/60; A61B17/80; A61B17/86; F16B2/06; F16B9/02; (IPC1-7): A61B17/86; F16B2/06
Domestic Patent References:
WO2001091660A12001-12-06
WO2001091660A12001-12-06
Foreign References:
US0904341A1908-11-17
US4095914A1978-06-20
GB2031731A1980-04-30
US0630428A1899-08-08
US4848953A1989-07-18
GB2031731A1980-04-30
Attorney, Agent or Firm:
Lusuardi, Werther (Kreuzbühlstrasse 8, Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Klemmvorrichtung zum Festklemmen eines longitudinalen Fixationselementes (2) insbesondere eines Kirschnerdrahtes, bestehend aus einer mindestens teilweise kegelstumpfförmig ausgebildeten Schraube (3) der Bauhöhe H mit einer Kegelachse (4) und einer kegelförmigen Mantelfläche (5) mit einem Gewinde (6), einer koaxial zur Kegelachse (4) verlaufenden Durchgangsbohrung (7) zur Aufnahme des longitudinalen Fixationselementes (2), einem hinteren Ende (8) mit Mitteln (9) zum Eindrehen der Schraube (3) und einem vorderen Ende (1), dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende (1) der Schraube (3) mit mindestens einem Längsschlitz (10) der Länge L versehen ist, welcher radial bis in die Durchgangsbohrung (7) verläuft, so dass die Schraube (3) mindestens teilweise radial komprimierbar ist.
2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (6) doppelgängig ausgebildet ist.
3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende (1) der Schraube (3) mit drei oder vier Längsschlitzen (10) versehen ist, welche vorzugsweise in gleichmässigen Abständen angeordnet sind.
4. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Klemmring (11) umfasst, der eine Zentralachse (12) und eine koaxial zur Zentralachse (12) verlaufende, kegelförmige Bohrung (13) umfasst, welche geeignet ist die Schraube (3) aufzunehmen und mindestens in Bereich des vorderen Endes (1) radial zu komprimieren.
5. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge L der Längsschlitze (10) kleiner ist als die Bauhöhe H der Schraube (3) und vorzugsweise L < 0,8 H gilt.
6. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand der Durchgangsbohrung (7) der Schraube (3) aufgerauht oder makroskopisch strukturiert ist.
7. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Knochenplatte (14) mit mehreren Plattenbohrungen (15) umfasst, wobei mindestens eine der Plattenbohrungen (15) eine kegelförmige Bohrung (13) aufweist, welche geeignet ist die Schraube (3) aufzunehmen und mindestens in Bereich des vorderen Endes (1) radial zu komprimieren. GEÄNDERTE ANSPRÜCHE [beim Internationalen Büro am 14. April 2004 (14.04. 04) eingegangen ursprüngliche Ansprüche 17. durch geänderte Ansprüche 16 ersetzt (2 Seiten)] Patentansprüche 1. Klemmvorrichtung zum Festklemmen eines longitudinalen Fixationselementes (2) insbesondere eines Kirschnerdrahtes, bestehend aus einer mindestens teilweise kegelstumpfförmig ausgebildeten Schraube (3) der Bauhöhe H mit einer Kegelachse (4) und einer kegelförmigen Mantelfläche (5) mit einem Gewinde (6), einer koaxial zur Kegelachse (4) verlaufenden Durchgangsbohrung (7) zur Aufnahme des longitudinalen Fixationselementes (2), einem hinteren Ende (8) mit Mitteln (9) zum Eindrehen der Schraube (3) und einem vorderen Ende (1), wobei das vordere Ende (1) der Schraube (3) mit mindestens einem Längsschlitz (10) der Länge L versehen ist, welcher radial bis in die Durchgangsbohrung (7) verläuft, so dass die Schraube (3) mindestens teilweise radial komprimierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung eine Knochenpiatte (14) mit mehreren Plattenbohrungen (15) umfasst, wobei mindestens eine der Plattenbohrungen (15) eine kegelförmige Bohrung (13) aufweist, welche geeignet ist die Schraube (3) aufzunehmen und mindestens im Bereich des vorderen Endes (1) radial zu komprimieren.
8. 2 Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (6) doppelgängig ausgebildet ist.
9. 3 Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende (1) der Schraube (3) mit drei oder vier Längsschlitzen (10) versehen ist, welche vorzugsweise in gleichmässigen Abständen angeordnet sind.
10. 4 Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Klemmring (11) umfasst, der eine Zentralachse (12) und eine koaxial zur Zentralachse (12) verlaufende, kegelförmige Bohrung (13) umfasst, welche geeignet ist die Schraube (3) aufzunehmen und mindestens in Bereich des vorderen Endes (1) radial zu komprimieren.
11. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge L der Längsschlitze (10) kleiner ist als die Bauhöhe H der Schraube (3) und vorzugsweise L < 0,8 H gilt.
12. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand der Durchgangsbohrung (7) der Schraube (3) aufgerauht oder makroskopisch strukturiert ist.
Description:
Klemmvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der Pädiatrie besteht ein Bedürfnis Knochenfrakturen nahe der Wachstumsfuge zu versorgen, ohne dass dabei die Wachstumsfuge verletzt wird, da sonst der Knochen nicht mehr weiter wachsen kann. Statt den in der Osteosynthese üblichen Knochenschrauben verwendet man deshalb für diesen Zweck gerne sogenannte Kirschnerdrähte. Sie haben einen sehr geringen Durchmesser und verursachen deshalb-falls überhaupt eine Verletzung der Wachtumsfuge auftritt-nur einen marginalen Schaden. Der Nachteil dieser Operationstechnik besteht aber darin, dass mit einem Kirschnerdraht allein keine Kompression der Knochenfraktur erzeugt werden kann. Es sind deshalb Implantate konstruiert worden, bei denen auf dem implantierten Kirschnerdraht eine kleine Kugel mittels einer Madenschraube quer zum Kirschnerdraht auf diesem fixiert wird, so dass die Endposition des Kirschnerdrahtes gesichert wird.

Die in der Kugel befindliche Madenschraube wird mittels eines-über eine Sollbruchstelle fest mit der Madenschraube verbundenen-Instrumentes angezogen, welches bestimmungsgemäss nach erfolgter Fixation abbricht, so dass die vorgenommene Fixierung und Positionierung der Kugel nicht mehr rückgängig gemacht werden kann.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmvorrichtung zum reversiblen Festklemmen eines longitudinalen Fixationselementes, insbesondere eines Kirschnerdrahtes zu schaffen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Klemmvorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile besteht darin, dass die Klemmvorrichtung mit dem Klemmring zusammen in der Lage ist, einen Kirschnerdraht in ihren Durchgangsbohrungen axial verschiebbar aufzunehmen. Der Kirschnerdraht kann dann in der gewünschten Lage positioniert werden und durch Eindrehen der in ihrem vorderen Bereich kompressibel ausgestaltete Klemmvorrichtung in den Klemmring gesichert werden. Dies kann auch-im Gegensatz zu den Vorrichtungen gemäss dem Stand der Technik-mehrmals wiederholt werden, falls man mit der Position des Kirschnerdrahtes noch nicht zufrieden ist. Der Vorteil liegt also darin, das keine laterale Verklemmung mit einer separaten winzigen Madenschraube erfolgt, sondern ohne zusätzliche Bauelemente eine direkte axiale Verklemmung erfolgt die zudem reversibel ist.

Ein weiterer Vorteil im Vergleich zum Stand der Technik ist der Umstand, dass das Verklemmen entlang der Achse des Kirschnerdrahtes erfolgen kann. Beim Stand der Technik ist es nötig quer zum Kirschnerdraht die Madenschraube einzudrehen was die Operationstechnik und die Handhabung kompliziert.

Das Anwendungsgebiet der Klemmvorrichtung ist aber nicht auf die Pädiatrie beschränkt, sonder universell, so z. B. auch auf den proximalen Humerus.

Bei einer besonderen Ausführungsform ist das Gewinde der Schraube doppelgängig ausgebildet. Dies erleichtert das Eindrehen der Schraube da sie in der kegelförmigen Bohrung und dessen komplementärem Innengewinde schneller greift als dies bei eingängigen Gewinden der Fall wäre.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das vordere Ende der Schraube mit drei oder vier Längsschlitzen versehen, welche vorzugsweise in gleichmässigen Abständen angeordnet sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Klemmvorrichtung einen Klemmring, der eine Zentralachse und eine koaxial zur Zentralachse verlaufende, kegelförmige Bohrung umfasst, welche geeignet ist die Schraube aufzunehmen und mindestens in Bereich des vorderen Endes radial zu komprimieren.

Bei einer besonderen Ausführungsform ist die Länge L der Längsschlitze kleiner als die Bauhöhe H der Schraube und es gilt vorzugsweise L < 0,8 H.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Innenwand der Durchgangsbohrung der Schraube aufgerauht oder makroskopisch strukturiert. Dadurch erzielt man eine verbesserte Klemmwirkung.

Die Klemmvorrichtung lässt sich auch zusammen mit einer Knochenplatte verwenden, welche mehrere Plattenbohrungen umfasst, wobei mindestens eine der Plattenbohrungen eine kegelförmige Bohrung aufweist, welche geeignet ist die Schraube der Klemmvorrichtung aufzunehmen und mindestens in Bereich des vorderen Endes radial zu komprimieren. Statt einer Knochenschraube kann somit auch ein Kirschnerdraht durch das Plattenloch geführt und darin fixiert werden.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Klemmvorrichtung mit einem Klemmring vor dem Verklemmen ; Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Klemmvorrichtung mit einem Klemmring nach Fig.

1 ; Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Klemmvorrichtung mit einem darin eingesetzten Kirschnerdraht nach dem Verklemmen im Klemmring ; und.

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Klemmvorrichtung mit einer Knochenplatte und einem Kirschnerdraht.

In Fig. 1 und 2 ist eine Ausführungsform der Klemmvorrichtung dargestellt, welche eine teilweise kegelstumpfförmige Schraube 3 mit einer Kegelachse 4 und einen Klemmring 11 mit einer Zentralachse 12 umfasst. Die Schraube 3 ist auf der Mantelfläche 5 mit einem konischen Gewinde 6 versehen, zur Kegelachse 4 koaxial von einer Durchgangsbohrung 7 durchdrungen und mittels vier zur Kegelachse 4 im wesentlichen parallel verlaufenden Längsschlitzen 10 auf einem vorderen Segment der Länge L radial elastisch ausgestaltet. Die Längsschlitze 10 weisen vom vorderen Ende 1 der Schraube 3 gemessen eine Länge L auf, sind am vorderen Ende 1 der Schraube 3 offen und dringen radial von der Mantelfläche 5 her bis in die Durchgangsbohrung 7 ein.

Die Längsschlitze 10 sind in einer zur Kegelachse 4 orthogonalen Querschnittsfläche der Schraube 3 betrachtet symmetrisch auf der kreisringförmigen Wand der Schraube 3 verteilt.

Ferner umfasst die Schraube 3 am hinteren Ende 8 ein kreiszylindrisches Segment wo die Mittel 9 zum Eindrehen der Schraube 3 angebracht sind, welche zur Kegelachse 4 koaxial vom hinteren Ende 8 der Schraube 3 her eindringen. Die Mittel 9 zum Eindrehen der Schraube 3 sind hier als Innensechsrund ausgestaltet, können aber jede beliebige geeignete Form aufweisen.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist der zusammen mit der Schraube 3 zu verwendende Klemmring 11 aussen koaxial zu seiner Zentralachse 12 kreiszylindrisch ausgestaltet und umfasst eine kegelförmige Bohrung 13, welche ein zum Gewinde 6 der Schraube 3 komplementäres Innengewinde 16 aufweist. Beim Einschrauben der Schraube 3 in den Klemmring 11 wird diese durch die kegelstumpfförmige Ausgestaltung der Schraube 3 und der dazu komplementär ausgestalteten, kegelförmigen Bohrung 13 auf ihrem radial elastischen Segment der Länge L radial komprimiert, wobei auch der zur Kegelachse 4 orthogonale Querschnitt der Durchgangsbohrung 7 verringert wird, so dass ein in der Durchgangsbohrung 7 eingespanntes Fixationselement 2 (Fig. 3), beispielsweise ein Kirschnerdraht in der Schraube 3 fixiert wird.

In Fig. 4 ist eine kegelstumpfförmige Schraube 3 zusammen mit einer Knochenplatte 14 und einem Fixationselement 2, beispielsweise einem Kirschnerdraht dargestellt. Die Schraube 3 unterscheidet sich nicht von der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform. Anstelle des Klemmringes 11 (Fig. 1-3) umfasst die Klemmvorrichtung gemäss dieser Ausführung eine Knochenplatte 14, welche mehrere kegelförmige Plattenbohrungen 15 mit konischen Innengewinden 20 enthält. Die konischen Innengewinde 20 sind komplementär zum Gewinde 6 auf der Mantelfläche 5 der Schraube 3 ausgestaltet, so dass je eine Schraube 3 in eine Plattenbohrung 15 einschraubbar ist. Genau wie bei der in den Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsform der Klemmvorrichtung wird beim Einschrauben einer Schraube 3 in eine Plattenbohrung 15 durch die kegelstumpfförmige Ausgestaltung der Schraube 3 mit der dazu komplementär ausgestalteten, kegelförmigen Plattenbohrung 15 die Schraube 3 auf ihrem radial elastischen Segment der Länge L radial komprimiert.

Geeignete Bereiche der Abmessungen für die Schraube 3 und die dazu korrespondierenden Strukturen am Klemmring 11, bzw. an der Knochenplatte 14 für verschiedene Ausführungsformen sind nachfolgend aufgeführt : - Höhe H der Schraube : 3 mm-7 mm ; - Länge der Längsschlitze : 2,5 mm-4,5 mm ; - Breite der Längsschlitze 0,3 mm-1,2 mm ; - Dicke des Schraubenmantels : konisch wachsend von 0,8 mm bis 4,0 mm - Durchmesser der Durchgangsbohrung 1,0 mm-3,0 mm ; - Spiel zwischen Durchgangsbohrung und Kirschnerdraht 0 bis 0,1 mm ; -Konizität 15°-25 ° ; - Steigung eines zweigängigen Gewindes 0,6-1, 1 mm, typischerweise 0,8 mm.