Die Erfindung betrifft eine polyaxial verschraubbare Knochenplatte sowie ein

Knochenfixationssystem, das eine Knochenschraube mit einem

Knochenschraubenkopf mit einem Außengewinde und einem

Knochenschraubenschaft sowie eine Knochenplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite umfasst, wobei in der Knochenplatte mindestens eine von der Oberseite zur Unterseite durchreichende Durchgangsbohrung zur Aufnahme der

Knochenschraube eingerichtet ist und die Knochenschraube mit einem wählbaren Winkel in die Durchgangsbohrung einbringbar und in der Durchgangsbohrung in dem gewählten Winkel winkelstabil fixierbar ist.

Aus dem Stand der Technik sind derartige Knochenfixationssysteme zur Behandlung von Frakturen bekannt, bei der die Knochenschraube zur Fixierung der

Knochenplatte am Knochen unter polyaxialen Winkelbedingungen in die

Durchgangsbohrung eingeführt und darin winkelstabil festgesetzt werden kann. Die Festlegung des Winkels zwischen Knochenschraube und Knochenplatte erfolgt bei diesen Systemen während des Verschraubens der Knochenschraube im Knochen.

Aus der DE 43 43 1 17 C2 ist ein polyaxiales Fixationssystem bekannt, bei dem sowohl das Gewinde des Knochenschraubenkopfes als auch das Gewinde in der Durchgangsbohrung zueinander beabstandete Gewindesegmente aufweisen kann, deren Abstandsbereiche das Eindringen eines Gegengewindes unter verschiedenen Einschraubwinkeln begünstigen.

Die EP 1 935 359 B1 offenbart eine Knochenplatte, die mindestens zwei

Durchgangsbohrungen aufweist. Die Durchgangsbohrungen sind zueinander versetzt angeordnet und schneiden einander derart, dass sich Schnittlinien und/oder

Schnittflächen in Richtung der Dicke der Platte ergeben, wobei die Schnittlinien mit dem Gewinde des Knochenschraubenkopfes zusammenwirken. Während des Einschraubens findet eine plastische Verformung zwischen dem

Knochenschraubenkopf der eingedrehten Knochenschraube und den

Schnittlinien/Schnittflächen statt, die zu einem Kraft- und Formschluss zwischen Platte und Knochenschraube führen. Darüber hinaus beschreibt der Stand der Technik Lösungen, bei denen die

Durchgangsbohrungen konisch oder doppeltkonisch ausgebildet sind.

In der DE 10 2010 048 052 A1 ist ein Knochenplatte offenbart, bei der die

Durchgangsbohrung doppeltkonisch ausgebildet ist und im Bereich des kleinsten Durchmessers ein doppeltkonisches Gewinde oder einen doppeltkonischen

Gewindestern aufweist. Die Knochenschraube kann mit einer Klemmhülse mit einem sphärischen Anteil eines Außengewindes versehen sein, mittels derer eine polyaxiale Ausrichtung der Knochenschraube im Bereich des Gewindes der

Durchgangsbohrung erfolgt.

Die EP 1 919 385 B1 beschreibt eine polyaxiale Knochenfixierungsanordnung, bei der in der Durchgangsbohrung der Knochenplatte eine Vielzahl herausragender Rippen angeordnet sind, die biegsam sind, und mit denen das Gewinde einer Knochenschraube zusammenwirkt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes polyaxiales

Knochenfixationssystem für eine winkelstabile Fixation einer Knochenplatte mit mindestens einer Knochenschraube anzugeben, das zudem einfach herzustellen ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein polyaxiales Knochenfixationssystem aufweisend eine Knochenschraube mit einem Knochenschraubenkopf mit einem Außengewinde und einem Knochenschraubenschaft sowie eine Knochenplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite angegeben, bei dem in der Knochenplatte mindestens eine von der Oberseite zur Unterseite durchreichende Durchgangsbohrung zur Aufnahme der Knochenschraube eingerichtet ist, wobei die Knochenschraube in einem polyaxialen Winkel in die Durchgangsbohrung einbringbar und in der Durchgangsbohrung in dem gewählten Winkel winkelstabil fixierbar oder festsetzbar ist.

Um eine Durchgangsbohrung herum sind randnah an deren Umfangsrand mehrere von der Oberseite zur Unterseite der Knochenplatte reichende

Materialaussparungsöffnungen derart eingerichtet, dass zwischen der

Durchgangsbohrung und jeder Materialaussparungsöffnung jeweils ein Steg ausgebildet ist, der durchgehend von der Oberseite zur Unterseite der Knochenplatte verläuft. Wesentlich ist, dass ein jeder Steg eine in die Durchführungsbohrung hineinragende und in Längsrichtung der Durchführungsbohrung verlaufende

Aufwölbung bildet. Zudem ist jeder Steg derart ausgebildet, dass sich dieser beim Verschrauben der Knochenschraube in einem polyaxialen Winkel mit der Durchgangsbohrung plastisch verformt.

Mit dem Begriff„plastische Verformbarkeit" ist im Gegensatz zur elastischen

Verformbarkeit eine dauerhafte Umformung des Materials bezeichnet.

Als„Durchgangsbohrung" ist eine von der Oberfläche zur Unterseite der

Knochenplatte durchgehende Bohrung bezeichnet, die zur Aufnahme einer

Knochenschraube unter polyaxialen Bedingungen hergerichtet ist, so dass die Knochenschraube in einem von der Längsachse der Durchgangsbohrung

abweichenden Winkel winkelstabil in der Durchgangsbohrung festsetzbar ist. Die Durchgangsbohrung kann in Längsrichtung zylindrisch, konisch oder doppelt konisch ausgebildet sein.

Der die Polyaxialität beschreibende Winkel bezeichnet denjenigen Winkel zwischen der Längsachse der Durchgangsbohrung und der Längsachse der in die

Knochenplatte eingesetzten Knochenschraube, wenn die Knochenschraube schräg zur Längsachse der Durchgangsbohrung in der Durchgangsbohrung festgesetzt wird.

Als Fixierungsbereich ist ein Bereich in der Durchgangsbohrung bezeichnet, in welchem der Knochenschraubenkopf in der Durchgangsbohrung festgesetzt wird.

Die durchgangbohrungsseitige Wandung des Stegs bildet eine Teilfläche der

Innenfläche der Durchgangsbohrung. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Durchgangsbohrung auf mindestens einem Umfangsinnenflächenabschnitt der Innenfläche, vorzugsweise auf deren gesamten Umfangsinnenfläche, mit einem durchgehenden Innengewinde ausgestattet, mit dem das Außengewinde am

Knochenschraubenkopf der Knochenschraube zusammenwirkt. Definitionsgemäß umfasst der Begriff„Innenfläche der Durchgangsbohrung" die in die

Durchgangsbohrung hineinragenden durchgangbohrungsseitigen Wandungen der Stege, so dass sich das Innengewinde dann auch über die Wandungen der Stege erstreckt.

Als„Materialaussparungsöffnung" ist eine von der Oberseite zur Unterseite der Knochenplatte durchgehende Aussparung, Spalt oder Bohrung bezeichnet, die in einem geringen Abstand zum Umfangsrand der Durchgangsbohrung eingerichtet ist, die die Durchgangsbohrung jedoch nicht schneidet, so dass zwischen einer

Materialaussparungsöffnung und Durchgangsbohrung ein Steg verbleibt, der durchgehend von der Oberseite zur Unterseite der Knochenplatte verläuft und der die Durchgangsbohrung von der Materialaussparungsöffnung abgrenzt.

Die Längsachsen der Materialaussparungsöffnungen sind in einer bevorzugten Ausgestaltung parallel zur Längsachse der Durchgangsbohrung ausgerichtet. Die Querschnittsform einer Materialaussparungsöffnung ist vorzugsweise kreisförmig oder ellipsoid, kann aber auch anderweitige Querschnittformen wie beispielsweise einen rechteckigen oder einen polygonen Querschnitt aufweisen. Die

Ausgestaltungsform einer Materialaussparungsöffnung kann von der

Ausgestaltungsform einer weiteren Materialaussparungsöffnung verschieden sein. Ebenso kann die Querschnittsform über die Länge einer Materialaussparungsöffnung variieren.

Der Steg ist durchgangsbohrungsseitig als eine in die Durchgangsbohrung hineinragende Aufwölbung ausgebildet, so dass im Bereich einer Aufwölbung der Radius bzw. der Randabstand zum Mittelpunkt der Durchgangsbohrung verringert oder verkürzt ist. Radius und Randabstand werden im weiteren Kontext synonym verwendet.

Eine Materialaussparungsöffnung weist vorzugsweise einen kreisförmigen

Querschnitt auf. In alternativen Ausgestaltungsformen kann der Querschnitt der Materialaussparungsöffnung ebenso eine polygone Geometrie wie eine drei- oder rechteckige Querschnittsform besitzen. In weiteren Ausgestaltungen kann die Materialaussparungsöffnung ellipsoide oder gar geometrisch unregelmäßige

Querschnittsformen aufweisen.

In der bevorzugten Ausgestaltungsform bleiben die Querschnittsform und/oder deren Außenmaße der Materialaussparungsöffnung über deren Verlauf von der Oberseite zur Unterseite der Knochenplatte konstant. In alternativen Konstruktionen kann die Materialaussparungsöffnung konisch oder anderenfalls auch pyramidal (in Form eines Pyramidenstumpfes) zulaufend ausgestaltet sein. Die maximale

Querschnittsweite einer Materialaussparungsöffnung ist grundsätzlich um ein

Vielfaches kleiner als die maximale Querschnittsweite der Durchgangsbohrung.

Mit der Anordnung einer oder mehrerer Materialaussparungsöffnungen im randnahen Bereich der Durchgangsbohrung wird dort eine Deformationszone erzeugt, die eine plastische Verformung des Stegs in einen Hohlraum hinein zulässt. Durch die plastische Verformbarkeit einer oder mehrerer Stege kann die Form des Fixierungsbereichs an die für das Verschrauben der Knochenplatte im oder am Knochen benötigte Winkelposition der Knochenschraube angeformt werden, indem ein Steg oder mehrere Stege durch die Krafteinwirkung beim Einschrauben der Knochenschraube in die Durchgangsbohrung mindestens in einem Teilbereich in Richtung der hinter einem Steg befindlichen Materialaussparungsöffnung eingedrückt werden.

Wird nun die Knochenschraube schräg in die Durchgangsbohrung eingesetzt und darin verschraubt, wird mit der plastischen Verformung des Stegs ein Form- und Kraftschluss zwischen Knochenschraube und dem Fixierungsbereich in der

Durchgangsbohrung ausbildet, der die Winkelstabilität der Verschraubung

gewährleistet. Vorzugsweise kann die Knochenschraube in der Durchgangsbohrung in einem Winkel 0° bis 15° winkelstabil festgesetzt werden.

Der Grad der plastischen Verformbarkeit eines Stegs bestimmt sich insbesondere durch dessen lokale Wanddicke und/oder durch die Härte des

Knochenplattenmaterials. In einer besonderen Ausgestaltung nimmt die Wanddicke eines Stegs über die Länge der Durchgangsbohrung zu einer Seite der

Knochenplatte zu. Auch können in Längsrichtung der Durchgangsbohrung

alternierende Bereiche mit dickerer und dünnerer Wanddicke eingerichtet sein.

Durch die in die Durchgangsbohrung hineinreichende Aufwölbung wird der Radius der Durchgangsbohrung im Vergleich zu Umfangsbereichen, hinter denen keine Materialaussparungsöffnung eingerichtet ist, verringert.

In einer Ausgestaltungsform kann die in die Durchgangsbohrung hineinragende Aufwölbung gebildet sein, indem der Steg eine in radialer Richtung zur Längsachse der Durchgangsbohrung weisende und sich über die gesamte Länge der

Durchgangsbohrung erstreckende konvexe Biegung aufweist.

In einer alternativen Ausgestaltungsform wird die Aufwölbung durch eine in Richtung der Längsachse der Durchgangsbohrung weisende Materialverdickung im Steg gebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kreisdurchmesser zwischen den innersten Punkten mindestens zweier Stege gleich dem größten Kerndurchmesser des Knochenschraubenkopfes. In einer weiteren Ausführungsform sind einige, vorteilhafterweise alle

Materialaussparungsöffnungen auf einer gemeinsamen Kreisbahn angeordnet, deren Mittelpunkt in der Längsachse der Durchgangsbohrung liegt. Die

Materialaussparungsöffnungen, die auf einer gemeinsamen Kreisbahn angeordnet sind, sind in einer Ausgestaltungsform gleichmäßig zueinander beabstandet eingerichtet.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltungsform sind mindestens zwei der

Materialaussparungsöffnungen achssymmetrisch zur Längsachse der

Durchgangsbohrung angeordnet.

Eine erfindungsgemäße Knochenplatte des erfindungsgemäßen

Knochenfixationssystems wird vorzugsweise mittels eines Herstellungsverfahrens hergestellt, welches mindestens die nachstehenden Herstellungsschritte umfasst:

- Bohren oder Fräsen einer Durchgangsbohrung von der Oberseite zur Unterseite durch die Knochenplatte;

- Festlegen des Ortes und des Durchmessers einer Materialaussparungsöffnung nahe des Umfangsrandes der Durchgangsbohrung, ohne dass die

Materialaussparungsöffnung die Durchgangsbohrung schneidet.

- Bohren oder Fräsen der Materialaussparungsöffnung durch die Knochenplatte unter Ausbildung eines dünnwandigen Steges zwischen Materialaussparungsöffnung und Durchgangsbohrung, wobei während des Bohr- bzw. Fräsvorganges der

dünnwandige Steg derart verformt wird, dass dessen durchgangsbohrungsseitige Wandung unter Ausbildung einer Aufwölbung in die Durchgangsbohrung hineinragt.

Insofern die Umfangsinnenfläche bzw. ein Umfangsinnenflächenabschnitt der Innenfläche der Durchgangsbohrung mit einem Gewinde ausgestattet wird, wird das Gewinde nach dem Bohren oder Fräsen einer Durchgangsbohrung durch die

Knochenplatte in die Umfangsinnenfläche oder den Umfangsinnenflächenabschnitt geschnitten, bevor die von der Oberseite zur Unterseite durch die Knochenplatte durchgehenden Aussparungsöffnungen randnah zum Umfangsrand der

Durchgangsbohrung gefertigt werden.

Dieses einfache Herstellungsverfahren ermöglicht insbesondere die Herstellung kleinbauteiliger polyaxial verschraubbarer Knochenfixationssysteme, die in der Kleinkinderchirurgie oder auch in der Veterinärmedizin zur chirurgischen Frakturbehandlung bei Kleintieren eingesetzt werden können.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße polyaxiale Knochenfixationssystem anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 : eine zweidimensionale Darstellung eines Knochenplattenabschnitts mit einer Durchgangsbohrung und vier darum angeordneten Materialaussparungsöffnungen,

Fig. 2: Ansicht des Knochenplattenabschnitts gemäß Fig. 1 im Schnitt A-A,

Fig. 3: Ansicht des Knochenplattenabschnitts gemäß Fig. 1 im Schnitt B-B und

Fig. 4: eine dreidimensionale Darstellung eines Knochenplattenabschnitts gemäß Fig. 1 mit einer Durchgangsbohrung und vier darum angeordneten Materialaussparungsöffnungen.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen einen Knochenplattenabschnitt einer Knochenplatte 1 mit einer von der Oberseite 2 zur Unterseite 3 durchreichenden Durchgangsbohrung 4 und vier um die Durchgangsbohrung 4 herum angeordneten

Materialaussparungsöffnungen 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4, wobei jede

Materialaussparungsöffnung 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 durchgehend von der Oberseite 2 zur Unterseite 3 der Knochenplatte 1 verläuft und randnah zum Umfangsrand der Durchgangsbohrung 4 eingerichtet ist. Wesentlich ist, dass keine der

Materialaussparungsöffnungen 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 die Durchgangsbohrung 4 nicht schneidet.

Zwischen jeder Materialaussparungsöffnung 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 und der

Durchgangsbohrung 4 ist jeweils ein dünnwandiger Steg 6.1 , 6.2, 6.3 und 6.4 ausgebildet, die in die Durchgangsbohrung 4 hineinragen und jeweils eine

Auswölbung 9.1 , 9.2, 9.3 und 9.4 bilden, wodurch im Bereich der in die

Durchführungsbohrung hineinragenden Aufwölbungen 9.1 , 9.2, 9.3 und 9.4 jeweils der Radius der Durchführungsbohrung 4 verringert ist.

Die jeweiligen zur Durchführungsbohrung weisenden Wandungen 7.1 , 7.2, 7.3 und 7.4 der Stege 6.1 , 6.2, 6.3 und 6.4 bilden jeweils einen Abschnitt der Umfangsinnenfläche 8 der Durchgangsbohrung 4. Jede Wandung 7.1 , 7.2, 7.3 und 7.4 weist eine in radialer Richtung zur Längsachse der Durchgangsbohrung 4 weisende und sich über die gesamte Länge der Durchgangsbohrung 4 erstreckende konvexe Krümmung auf.

Alle vier Materialaussparungsöffnungen 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 sind im Querschnitt kreisförmig und in Längsrichtung zylinderförmig ausgebildet und deutlich kleiner als die Durchgangsbohrung ausgestaltet. Deren Längsachsen verlaufen parallel zur Längsachse der Durchgangsbohrung 4, die orthogonal zur Oberfläche 2 des

Knochenplattenabschnitts ausgerichtet ist. Zudem sind jeweils zwei

Materialaussparungsöffnungen 5.1 und 5.3 bzw. 5.2 und 5.4 achssymmetrisch zur Längsachse der Durchgangsbohrung 4 angeordnet. Die vier

Materialaussparungsöffnungen 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 sind mit ihren

Mittelpunktsachsen zudem auf einer gemeinsamen Kreisbahn, deren Mittelpunkt in der Längsachse der Durchgangsbohrung liegt, eingerichtet.

Jede Materialaussparungsöffnung 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 bildet mit deren jeweiligen Steg 6.1 , 6.2, 6.3 und 6.4 eine Deformationszone im Randbereich der

Durchgangsbohrung 4, so dass in Abhängigkeit des bestimmbaren Einsetzwinkels der Knochenschraube einer oder mehrere der Stege 6.1 , 6.2, 6.3 und 6.4 zumindest in Teilbereichen plastisch verformt werden können, wodurch die geforderte

Winkelstabilität der eingeschraubten Knochenschraube erreicht wird.