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Title:
SURGICAL BONE SCREW WITH CROSS-SECTIONAL AREA MODIFIABLE THROUGH THE USE OF A ROTATIONALLY ASYMMETRIC ADJUSTING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/136553
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention comprises a screw (1), in particular a surgical bone screw for use in osteosynthesis, comprising a main body (2) with an outer thread (3) extending along a thread axis, wherein the main body (2) is able to be transferred between a first state, in which the bone screw (1) is suitable for screwing into the bone structure and/or has a circular cross-sectional shape, and a second state, in which the cross-sectional shape is at least partially modified, in relation to the first state, in order to anchor the bone screw (1) in the bone structure. To increase the anchoring stability, provision is made according to the invention that the screw (1) comprises an adjusting device (6) which, by rotation relative to the main body (2), is adjustable between a first rotation position and a second rotation position, in order to transfer the main body (2) between the first state and the second state.

Inventors:
HAMANN ISABELL (DE)
BRAUN DENNIS (DE)
WERNER MICHAEL (DE)
LEIMERT MARIO (DE)
ROTSCH CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/087309
Publication Date:
June 30, 2022
Filing Date:
December 22, 2021
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GES FORSCHUNG (DE)
ASKLEPIOS ORTHOPAEDISCHE KLINIK HOHWALD (DE)
International Classes:
A61B17/86; A61B17/84
Domestic Patent References:
WO2008004057A22008-01-10
WO2017189716A12017-11-02
WO2018183833A12018-10-04
Foreign References:
US20140107713A12014-04-17
DE19835096A12000-01-27
US4013071A1977-03-22
EP2740428A12014-06-11
EP2451373B12017-06-07
US20130226251A12013-08-29
Attorney, Agent or Firm:
GRÜNECKER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE Schraube (1), insbesondere chirurgische Knochenschraube für den Einsatz in der Osteosynthese zur Erhöhung der Verankerungsstabilität in einer Knochenstruktur, umfassend: einen Grundkörper (2) mit einem sich entlang einer Gewindeachse erstreckenden Außengewinde (3), wobei der Grundkörper (2) zwischen einem ersten Zustand, in welchem die Knochenschraube (1) zum Einschrauben in die Knochenstruktur geeignet ist und/oder eine kreisförmige Querschnittsform aufweist, und einem zweiten Zustand, in welchem die Querschnittsform zur Verankerung der Knochenschraube (1) in der Knochenstruktur gegenüber dem ersten Zustand zumindest abschnittsweise verändert ist, überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (1) eine Stelleinrichtung (6) umfasst, die durch Drehung relativ zu dem Grundkörper (2) zwischen einer ersten und einer zweiten Drehstellung verstellbar ist, um den Grundkörper (2) zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand zu überführen. Schraube (1) nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (6) durch Drehung um die Gewindeachse zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellbar ist und/oder in axialer Richtung entlang der Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper (2) festgelegt ist, wobei vorzugsweise die Schraube eine Führungseinrichtung, insbesondere mit ineinandergreifenden Führungsabschnitten (13, 14), zur Führung der Drehbewegung der Stelleinrichtung (6) relativ zu dem Grundkörper (2) aufweist. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) zur Überführung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand zumindest abschnittsweise verformbar ist, vorzugsweise elastisch. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt ist, vorzugsweise einstückig, bevorzugt monolithisch. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) einen Kopf (11) und einen sich davon erstreckenden Schaft aufweist, wobei sich das Außengewinde (3) vorzugsweise ausgehend vom Kopf (11) zumindest abschnittsweise oder vollständig über den Schaft erstreckt, wobei der Schaft bevorzugt im ersten Zustand eine zylindrische Mantelfläche und ggf. einen konischen Endabschnitt aufweist. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) zumindest einen Schlitz (8) im Außengewinde (3) aufweist, der das Außengewinde (3) in verschiedene Gewindeabschnitte teilt, wobei die Gewindeabschnitte durch Überführen des Grundkörpers (2) zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand relativ zueinander bewegbar sind, wobei sich der Schlitz (8) vorzugsweise parallel und/oder radial zur Gewindeachse, bevorzugt diametral durch gesamten Querschnitt des Grundkörpers (2), erstreckt, besonders bevorzugt bis zum distalen Ende des Grundkörpers (2), sodass der Grundkörper (2) am distalen Ende wenigstens zwei freie Schenkel (5) aufweist. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (6) zumindest ein Stellelement (7) aufweist, das bei Verstellung der Stelleinrichtung (6) von der ersten in die zweite Drehstellung die Überführung des Grundkörpers (2) vom ersten in den zweiten Zustand bewirkt, wobei vorzugsweise das Stellelement (7) bzgl. einer Drehachse der Stelleinrichtung (6) rotationsasymmetrisch ausgebildet oder exzentrisch angeordnet ist. Schraube (1) nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) zumindest eine Aufnahme (8a) aufweist, in welcher das Stellelement (7) drehbar angeordnet ist, wobei die Aufnahme (8a) eine vorzugsweise konkave, insbesondere elliptische, Innenkontur aufweist, die in der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung (6) zu einer Außenkontur des Stellelements (7) komplementär ist. Schraube (1) nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (7) die Innenkontur der Aufnahme (8a) beim Verstellen der Stelleinrichtung (6) von der ersten in die zweite Drehstellung verändert, vorzugsweise verformt, bevorzugt derart, dass sich ein Innenumfang der Aufnahme (8a) und/oder ein Außenumfang des Grundkörpers (2) vergrößert/vergrößern. Schraube (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (7) zumindest abschnittsweise eine elliptische Querschnittsform aufweist. Schraube (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Stellelements (7) entlang der Drehachse der Stelleinrichtung (6) uneinheitlich ist, wobei vorzugsweise die Querschnittsfläche des Stellelements (7) zum distalen Ende der Schraube (1) zunimmt, wobei bevorzugt die Querschnittsform des Stellelements (7) zum distalen Ende der Schraube (1) hin von der Kreisform in eine Ellipsenform übergeht, bevorzugt kontinuierlich, besonders bevorzugt, indem lediglich ein Durchmesser der Hauptachse zunimmt. Schraube (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Radius des Stellelements (7) dem Radius des Außengewindes (3) im ersten Zustand des Grundkörpers (2) entspricht und/oder ein minimaler Radius des Stellelements (7) dem minimalen Radius der Aufnahme (8a) entspricht. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (1) eine Anzeigeeinrichtung aufweist, um anzuzeigen, ob sich die Stelleinrichtung (6) in der ersten oder in der zweiten Drehstellung befindet, und/oder ob sich der Grundkörper (2) im ersten oder im zweiten Zustand befindet. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (6) mechanisch oder berührungslos zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellbar ist, vorzugsweise durch ein Formgedächtniselement oder ein piezoelektrisches Element, bevorzugt durch Drehung der Stelleinrichtung (6) um 90° um die Gewindeachse. Schraube (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (1) eine Arretierung (12) aufweist, um die Stelleinrichtung (6) in der ersten und/oder in der zweiten Drehstellung zu arretieren.
Description:
Chirurgische Knochenschraube mit veränderbarer Querschnittsfläche durch den Einsatz einer rotationsasymmetrischen Stelleinrichtung

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um die Relativbewegungen zwischen Frakturteilen zu unterdrücken, ist eine hohe Verankerungsstabilität von Schrauben-Implantaten direkt nach dem Einbringen in den Knochen erforderlich. Speziell bei osteoporotischem Knochen ist jedoch die nötige Verankerungsstabilität aufgrund der strukturellen Schwächung und des begrenzten Platzes nicht in jedem Fall gewährleistet. Oftmals finden die Schauben-Implantate während der Operation keinen ausreichenden Halt im knöchernen Umfeld und erfordern, entgegen der ursprünglichen Planung, eine Anpassung der Positionierung und verwendeten Schraubengröße, was zu einer zusätzlichen Schädigung von intaktem Knochenmaterial führt. Darüber hinaus können postoperativ unter physiologischen Belastungen aseptische (nicht entzündliche) Auslockerungen auftreten, die auf Mikrobewegungen an der Knochen-Implantat- Schnittstelle infolge einer unzureichenden Implantatstabilität zurückzuführen sind.

Schlägt die Osteosynthese infolge der Auslockerung fehl, müssen die betroffenen Schrauben-Implantate im Rahmen einer Revisionsoperation ersetzt werden. Jedoch stellt insbesondere bei älteren Patienten jeder operative Eingriff ein erhebliches Risiko dar, bei dem schwerwiegende Begleitkomplikationen auftreten können. Aufgrund hoher Lebenserwartungen und der Zunahme von Revisionsoperationen, müssen die Risiken einer Folgeoperation und die zusätzliche Schädigung von intaktem Knochenmaterial vermieden und eine Verbesserung der Verankerungsstabilität von chirurgischen Schrauben direkt nach der Implantation ermöglicht werden.

Beschreibung des Stands der Technik

Chirurgische Knochenschrauben sind im Stand der T echnik bekannt. Eine Methode zur Erhöhung die Verankerungsstabilität ist der Einsatz von Revisionsschrauben. Der Unterschied zu Standardschrauben besteht meist in einer Vergrößerung des Außendurchmessers. Größere Schraubendurchmesser erhöhen die Menge des verdrängten Knochenmaterials und bewirken auf diese Weise eine zusätzliche Verdichtung des Knochens um das Implantat.

Eine Knochenschraube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der Patentschrift EP 2451373 B1 bekannt. Darin ist eine erweiterbare Fixierungsanordnung offenbart, die dazu dient Strukturen am Knochen und/oder Knochensegmente miteinander zu sichern. Ein Expansionselement kann koaxial durch mindestens einen Teil eines expandierbaren Fixierungskörpers, welcher in eine Lochbohrung eines Knochens eingesetzt wurde, bewegt werden. Dadurch wird eine Expansion des expandierbaren Fixationskörpers verursacht, so dass ein Gewinde des expandierbaren Fixationskörpers in die umgebende Struktur des Knochens eingreift, indem die Querschnittsfläche des expandierbaren Fixationskörpers vergrößert wird. Hierfür wird nach der Implantierung der Fixierungsanordnung das kreisförmige Expansionselement koaxial aus der Fixierungsanordnung herausgezogen, wobei der Außenumfang des Expansionselements größer ist als der Innendurchmesser der Fixierungsanordnung und somit die Umfangsfläche der Fixierungsanordnung nach außen gedrängt wird.

Oben beschriebene Fixierungsanordnung bringt allerdings auch einige Nachteile mit sich: Die Formänderung kann nur mittels großer Kraftausübung nach der Implantierung ausgeführt werden. Somit ist die Schonung des gesunden umliegenden Knochens nicht gegeben. Zudem ändert die Fixierungsanordnung irreversibel ihre Form, was eine etwaige Herausnahme der Schraube ohne weitere Gefährdung des umliegenden Knochens verhindert.

Ein weiteres Beispiel für eine Knochenschraube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist im Patentdokument US 20130226251 A1 offenbart. Darin ist ein Mechanismus beschrieben in dem sich innerhalb einer Schraube eine erste Oberfläche in Richtung einer zweiten Oberfläche bewegt. Ein expandierbares äußeres Element umfasst ein erstes Ende, das an der ersten Oberfläche anliegt, und ein zweites Ende, das an der zweiten Oberfläche eines proximalen Abschnitts anliegt. Durch Vorrücken der beiden Oberflächen zueinander wird das erste Ende des expandierbaren Elements zum zweiten Ende des expandierbaren Elements vorgeschoben. Das erweiterbare Element ist so konfiguriert, dass somit der Querschnitt abschnittsweise auf ein Doppeltes des vorherigen Querschnitts erweitert wird. Mindestens eines der Enden des expandierbaren Elements ist ein freies Ende, das sich unter einer der ersten oder zweiten Oberflächen erstreckt und so konfiguriert ist, dass es sich in Bezug auf eine an diese angrenzende Oberfläche dreht.

Durch die Verschiebung der Oberflächen beim Vorgang der Querschnittserweiterung wird die zweite Oberfläche, respektive die Spitze, der Knochenschraube verdreht, sowie teilweise aus dem Knochen herausgeführt, welches bereits bei der Querschnittserhöhung zu einer Herabsetzung der Verankerungsstabilität und somit zur Lockerung der Schraube im Knochen führen kann. Zudem ist die Zugänglichkeit des Mechanismus zur Querschnittserweiterung sehr eingeschränkt. Auch diese vorliegende Erfindung verändert den Querschnitt der Knochenschraube irreversibel und erschwert eine etwaige Herausnahme der Knochenschraube. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der T echnik bekannten Probleme zu lösen und eine Knochenschraube mit erhöhter Verankerungsstabilität bereitzustellen.

Zur Lösung der vorstehend definierten Aufgabe offenbart die vorliegende Erfindung eine Schraube nach Anspruch 1.

Die erfindungsgemäße Schraube dient insbesondere als chirurgische Knochenschraube für den Einsatz in der Osteosynthese zur Erhöhung der Verankerungsstabilität in einer Kn och en Struktur, und umfasst einen Grundkörper mit einem sich entlang einer Gewindeachse erstreckenden Außengewinde, wobei der Grundkörper zwischen einem ersten Zustand, in welchem die Knochenschraube zum Einschrauben in die Knochenstruktur geeignet ist und/oder eine kreisförmige Querschnittsform aufweist, und einem zweiten Zustand, in welchem die Querschnittsform zur Verankerung der Knochenschraube in der Knochenstruktur gegenüber dem ersten Zustand zumindest abschnittsweise verändert ist, überführbar ist, wobei die Schraube eine Stelleinrichtung umfasst, die durch Drehung relativ zu dem Grundkörper zwischen einer ersten und einer zweiten Drehstellung verstellbar ist, um den Grundkörper zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand zu überführen.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die erfindungsgemäße Schraube durch eine Änderung der Querschnittsform, beispielsweise eine Aufweitung der Querschnittsfläche, infolge der Verdrehung der Stelleinrichtung eine erhöhte Stabilisierung der Festigkeit im Knochen erreicht. Hierbei wird weder eine translatorische, noch eine rotatorische Bewegung der Umfangsfläche der Knochenschraube ausgeführt, welches die Verankerungsstabilität aufrechterhält. Zudem wird ein einfach zugänglicher, idealerweise reversibler Verstell- Mechanismus bereitgestellt. Die Änderung der Querschnittsform ist gegebenenfalls reversibel und kann daher bei Bedarf material- und knochengewebeschonend rückgängig gemacht werden. Somit eignet sich die vorliegende Knochenschraube ideal für Revisionsoperationen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Stelleinrichtung durch Drehung um die Gewindeachse zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellbar ist und/oder in axialer Richtung entlang der Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper festgelegt ist, wobei vorzugsweise die Schraube eine Führungseinrichtung, insbesondere mit ineinandergreifenden Führungsabschnitten, zur Führung der Drehbewegung der Stelleinrichtung relativ zu dem Grundkörper aufweist. Bei dieser Ausführung fällt die Drehachse der Stelleinrichtung mit der Gewindeachse zusammen. Dadurch kann die Stelleinrichtung besonders platzsparend und kompakt in dem Grundkörper angeordnet werden. Zudem erleichtert sich auch die Betätigung der Stelleinrichtung. Als Führungseinrichtung kommen insbesondere männliche und weibliche Führungsabschnitte, z.B. in Form von Rippen und Nuten infrage, die idealerweise dauerhaft ineinandergreifen. Beispielsweise weist die Stelleinrichtung am Außenumfang in Umfangsrichtung umlaufende Vertiefungen bzw. Nuten auf, in welche entsprechende Vorsprünge bzw. Rippen am Innenumfang des Grundkörpers eingreifen. Dadurch ist die Stelleinrichtung einerseits in axialer Richtung gegenüber dem Grundkörper festgelegt, andererseits in Umfangsrichtung gegenüber dem Grundkörper drehbar. Durch diese Führungseinrichtung kann eine ungewollte Relativbewegung zwischen der Stelleinrichtung und dem Grundkörper vermieden werden.

Es kann sich als nützlich erweisen, wenn der Grundkörper zur Überführung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand zumindest abschnittsweise verformbar ist, vorzugsweise elastisch. Der Grundkörper bildet im Rahmen der vorliegenden Erfindung den passiven Teil der erfindungsgemäßen Schraube und wird durch Einwirkung eines aktiven Teils, nämlich der Stelleinrichtung, zwischen dem ersten und zweiten Zustand überführt. Der Grundkörper weist hierbei das Außengewinde auf. Dieses Außengewinde stellt im bestimmungsgemäßen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Schraube die Schnittstelle zur Knochenstruktur dar. Durch Verformung des Außengewindes ist insbesondere ein Herausdrehen aus der Knochenstruktur stark erschwert, wenn nicht verhindert. In einer vorteilhaften Variante wird das Außengewinde durch Verformung bzw. Aufweitung des Grundkörpers in die Knochenstruktur eingedrückt und dabei zusätzlich verankert.

Es kann hilfreich sein, wenn der Grundkörper aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt ist, vorzugsweise einstückig, bevorzugt monolithisch. Derartige Materialien erweisen sich als kostengünstig, leicht verarbeitbar und in der Regel biokompatibel. Die letztgenannte Eigenschaft ist insbesondere für ein dauerhaftes Verweilen im menschlichen Körper eine bedeutende Voraussetzung. Grundsätzlich ist es möglich, dass der Grundkörper mehrere gelenkig verbundene Abschnitte aufweist, die durch Betätigung der Stelleinrichtung relativ zueinander bewegt werden. Bei der einstückigen Ausbildung des Grundkörpers sind die gelenkig verbundenen Abschnitte des Grundkörpers über Festkörpergelenke miteinander verbunden. Bei einer mehrteiligen Ausbildung des Grundkörpers können gesonderte Gelenke zwischen den gelenkig verbundenen Abschnitten des Grundkörpers angeordnet sein. Die einstückige, insbesondere monolithische Ausbildung des Grundkörpers hat unter anderem den Vorteil, dass die Anzahl der Bauteile und dementsprechend die Anzahl der Verbindungsstellen zwischen den Bauteilen verringert werden kann. Dadurch lassen sich Fehlfunktionen der erfindungsgemäßen Schraube auf ein Minimum reduzieren.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn der Grundkörper einen Kopf und einen sich davon erstreckenden Schaft aufweist, wobei sich das Außengewinde vorzugsweise ausgehend vom Kopf zumindest abschnittsweise oder vollständig über den Schaft erstreckt, wobei der Schaft bevorzugt im ersten Zustand eine zylindrische Mantelfläche und ggf. einen konischen Endabschnitt aufweist. Bei dieser Ausgestaltung ermöglicht der Kopf eine einfache Bedienung der erfindungsgemäßen Schraube. Der Schaft dient im Wesentlichen als Träger des Außengewindes und wird bestimmungsgemäß in eine Knochenstruktur eingeschraubt.

Es kann nützlich sein, wenn der Grundkörper zumindest einen Schlitz im Außengewinde aufweist, der das Außengewinde in verschiedene Gewindeabschnitte teilt, wobei die Gewindeabschnitte durch Überführen des Grundkörpers zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand relativ zueinander bewegbar sind, wobei sich der Schlitz vorzugsweise parallel und/oder radial zur Gewindeachse, bevorzugt diametral durch gesamten Querschnitt des Grundkörpers erstreckt, besonders bevorzugt bis zum distalen Ende des Grundkörpers, sodass der Grundkörper am distalen Ende wenigstens zwei freie Schenkel aufweist. Die geschützte Ausführung des Grundkörpers ermöglicht insbesondere die Ausbildung relativ zueinander bewegbarer, aufspreizbarer Schenkel am distalen Ende der Schraube. In einem ungespreizten Zustand (erster Zustand des Grundkörpers) liegen die durch den Schlitz geteilten Gewindeabschnitte beispielsweise unmittelbar aneinander und bilden einen durchgehenden, kontinuierlichen Gewindegang. In einem gespreizten Zustand (zweiter Zustand des Grundkörpers), sind die Schenkel am distalen Ende der Schraube unter Aufweitung des Schlitzes voneinander abgespreizt, sodass der Gewindegang des Außengewindes durch den wenigstens einen Schlitz unterbrochen ist. Durch Aufweitung des Schlitzes entstehen Kanten im Bereich des Außengewindes, die beim Rückdrehen der Schraube als Sperrelemente wirken und sich in der Knochenstruktur verkanten. Dadurch alleine ist ein Herausdrehen der Schraube aus dem eingeschraubten Zustand erheblich erschwert. Durch die Querschnittserweiterung des Außengewindes infolge der Spreizung der Schenkel am distalen Ende der Schraube erhöht sich zusätzlich der Kontaktdruck und damit die Reibung zur umliegenden Knochenstruktur, sodass ein Rückdrehen der Schraube aus dem eingeschraubten Zustand zusätzlich erschwert wird.

Es kann praktisch sein, wenn die Stelleinrichtung zumindest ein Stellelement aufweist, das bei Verstellung der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung die Überführung des Grundkörpers vom ersten in den zweiten Zustand bewirkt, wobei vorzugsweise das Stellelement bzgl. einer Drehachse der Stelleinrichtung rotationsasymmetrisch ausgebildet oder exzentrisch angeordnet ist. Dieses Stellelement bildet die Schnittstelle zwischen der Stelleinrichtung und dem Grundkörper, und ist spezifisch für den jeweiligen Einsatzzweck ausgelegt.

Es kann sich als sinnvoll erweisen, wenn der Grundkörper zumindest eine Aufnahme aufweist, in welcher das Stellelement drehbar angeordnet ist, wobei die Aufnahme eine vorzugsweise konkave, insbesondere elliptische, Innenkontur aufweist, die in der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung zu einer Außenkontur des Stellelements komplementär ist. In dieser Aufnahme im Inneren des Grundkörpers ist das Stellelement vor äußerlichen Einwirkungen weitgehend geschützt. Dadurch kann die Funktionalität des Stellelements auch unter erschwerten Umgebungsbedingungen, beispielsweise unter den beengten Platzverhältnissen im Rahmen eines operativen Eingriffs in eine Knochenstruktur, aufrechterhalten werden. Die komplementären Innen- und Außenkonturen von Stellelement und Aufnahme bzw. Grundkörper ermöglichen eine genaue Bestimmung der ersten und zweiten Drehstellung der Stelleinrichtung. Insbesondere ist in der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung zwischen dem Stellelement und der Aufnahme ein minimaler Kontaktdruck vorhanden. Aus dieser ersten Drehstellung kann die Stelleinrichtung - unabhängig von den jeweiligen Umgebungsbedingungen - somit leicht in die zweite Drehstellung überführt werden. Weil das Stellelement die Aufnahme in der ersten Drehstellung idealerweise vollständig ausfüllt, ist die erfindungsgemäße Schraube auch gegenüber den auf das Außengewinde einwirkenden Querkräften besonders stabil.

Es kann aber auch von Nutzen sein, wenn das Stellelement die Innenkontur der Aufnahme beim Verstellen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung verändert, vorzugsweise verformt, bevorzugt derart, dass sich ein Innenumfang der Aufnahme und/oder ein Außenumfang des Grundkörpers vergrößert/vergrößern. In der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung sind die beispielsweise elliptischen Innen- bzw. Außenkonturen der Stelleinrichtung und der Aufnahme zueinander komplementär, sodass der Außenumfang des Grundkörpers im entsprechenden Querschnitt kreisrund ist. Dabei füllt das Stellelement die Aufnahme vollständig aus und die Hauptachsen der elliptischen Querschnittsformen des Stellelements und der Aufnahme liegen übereinander.

Es kann von Vorteil sein, wenn das Stellelement zumindest abschnittsweise eine elliptische Querschnittsform aufweist. Das Überführen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung gelingt besonders gut bei der dargestellten Ausführung, in welcher das Stelleelement und die Aufnahme komplementäre elliptische Innen bzw. Außenkonturen aufweisen. Beim Überführen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung gleitet die Außenkontur des Stellelements in Umfangsrichtung an der Innenkontur der Aufnahme entlang und verdrängt bzw. verformt diese in radialer Richtung nach außen. Dadurch kann der Außenumfang des Grundkörpers von der ersten in die zweite Drehstellung kontinuierlich bis auf ein Maximum vergrößert werden. Somit treten keine sprunghaften Querschnittsänderungen auf. Der Kraftaufwand zum Überführen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung nimmt dabei kontinuierlich und stetig zu, weil der von der Aufnahme durch die zunehmende Komprimierung des Knochens bedingte, auf das Stellelement ausgeübte Widerstand im Einklang mit der Drehstellung des Stellelements in der Aufnahme entsprechend steigt.

Es mag aber auch praktisch sein, wenn die Querschnittsform des Stellelements entlang der Drehachse der Stelleinrichtung uneinheitlich ist, wobei vorzugsweise die Querschnittsfläche des Stellelements zum distalen Ende der Schraube zunimmt, wobei bevorzugt die Querschnittsform des Stellelements zum distalen Ende der Schraube hin von der Kreisform in eine Ellipsenform übergeht, bevorzugt kontinuierlich, besonders bevorzugt, indem lediglich ein Durchmesser der Hauptachse zunimmt. Bei dieser Ausführung spreizt sich der Grundkörper beim Überführen der Stelleinrichtung von der ersten in die zweite Drehstellung zum distalen Ende hin zunehmend auf und erreicht am distalen Ende die maximale Aufweitung. Bei dieser Ausführung lässt sich die Stelleinrichtung besonders einfach von der ersten in die zweite Drehstellung überführen.

Es kann auch nützlich sein, wenn ein maximaler Radius des Stellelements dem Radius des Außengewindes im ersten Zustand des Grundkörpers entspricht und/oder ein minimaler Radius des Stellelements dem minimalen Radius der Aufnahme entspricht. Bei dieser Ausführung ist eine maximale Aufweitung der Querschnittsfläche des Grundkörpers im zweiten Zustand möglich.

Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn die Schraube eine Anzeigeeinrichtung aufweist, um anzuzeigen, ob sich die Stelleinrichtung in der ersten oder in der zweiten Drehstellung befindet, und/oder ob sich der Grundkörper im ersten oder im zweiten Zustand befindet. Dadurch erleichtert sich für den Nutzer die Überführung der Stelleinrichtung in die gewünschte Drehstellung.

Es kann sinnvoll sein, wenn die Stelleinrichtung mechanisch oder berührungslos zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellbar ist, vorzugsweise durch ein Formgedächtniselement oder ein piezoelektrisches Element, bevorzugt durch Drehung der Stelleinrichtung um 90° um die Gewindeachse. Eine berührungslos verstellbare Stelleinrichtung kann idealerweise auch noch postoperativ und nicht-invasiv zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung verstellt werden, um die erfindungsgemäße Schraube an veränderte Umgebungsbedingungen anzupassen, wenn beispielsweise eine Operationsnaht bereits verschlossen ist. Dadurch kann die erfindungsgemäße Schraube auch nach dem Setzen der behandelten Knochenstruktur nachgestellt werden, um die Schraube sicher darin zu verankern.

Es kann sich als praktisch erweisen, wenn die Schraube eine Arretierung aufweist, um die Stelleinrichtung in der ersten und/oder in der zweiten Drehstellung zu arretieren. Dadurch wird ein ungewolltes Überführen der Stelleinrichtung in eine ungewünschte Drehstellung verhindert.

Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch Kombinationen der Merkmale, die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbart sind.

Kurze Beschreibung der Figuren

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Knochenschraube.

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines distalen Endes der Knochenschraube aus Fig. 1 mit einer vergrößerten Längsschnittansicht einer Führung innerhalb der Knochenschraube.

Fig. 3A eine schematische und perspektivische Ansicht des distalen Endes der erfindungsgemäßen Knochenschraube in einem ersten Zustand, in welchem ein mit Außengewinde versehener Grundkörper der Knochenschraube eine (exakt oder im Wesentlichen) kreisförmige Querschnittsform aufweist und die Knochenschraube zum Einschrauben in eine Knochenstruktur geeignet ist.

Fig. 3B eine Querschnittsansicht in der senkrecht zur Gewindeachse bzw. Längsachse ausgerichteten Ebene A der in FIG. 3A dargestellten Knochenschraube im ersten Zustand.

Fig. 4A eine schematische und perspektivische Ansicht des distalen Endes der erfindungsgemäßen Knochenschraube in einem zweiten Zustand, in welchem der Grundkörper der Knochenschraube eine gegenüber dem ersten Zustand unterschiedliche, näherungsweise elliptische Querschnittsform aufweist, um die Knochenschraube in der Knochenstruktur zu verankern und gegenüber Verdrehung zu sichern.

Fig. 4B eine Querschnittsansicht in der senkrecht zur Gewindeachse bzw. Längsachse ausgerichteten Ebene B der in FIG. 4A dargestellten Knochenschraube im zweiten Zustand.

Fig. 5 schematisch einen Querschnittsunterschied zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand der erfindungsgemäßen Knochenschraube.

Fig. 6A eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit spitzem Endabschnitt im ersten Zustand.

Fig. 6B eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit spitzem Endabschnitt im zweiten Zustand. Fig. 7A schematisch einen Schraubenkopf einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit Stelleinrichtung und Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Querschnittsform des distalen Endes in Abhängigkeit der Drehstellung der Stelleinrichtung.

Fig. 7B schematisch einen Schraubenkopf einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit Stelleinrichtung und Anzeigeeinrichtung zur Anzeige des Drehwinkels in Abhängigkeit von der Drehstellung der Stelleinrichtung.

Fig. 7C schematisch einen Schraubenkopf einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit Stelleinrichtung und Arretierung, um die Stelleinrichtung in der zweiten Drehstellung gegenüber dem Grundkörper der Schraube zu arretieren.

Fig. 8A schematisch einen Querschnitt des Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit einem Überdrehschutz im ersten Zustand.

Fig. 8B schematisch einen Querschnitt des Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit einem Überdrehschutz im zweiten Zustand.

Fig. 9 einen Längsschnitt eines Schraubenkopfs einer erfindungsgemäßen Knochenschraube mit einem schraubenbasierten Verstell-Mechanismus.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Knochenschraube 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Knochenschraube 1 umfasst einen Grundkörper 2, der sich in Längsrichtung der Knochenschraube 1 erstreckt (Erstreckungsrichtung). Der Grundkörper 2 weist am oberen Ende einen Schraubenkopf 11 mit Außensechskant und einen sich einseitig davon erstreckenden, näherungsweise zylindrischen Schaft auf. Die Knochenschraube 1 kann mittels einem dem Schraubenkopf 11 entsprechenden Werkzeug in einen zu behandelnden Knochen eingeschraubt werden. Die Knochenschraube 1 weist zudem auf der Umfangsfläche des Schafts des Grundkörpers 2 ein Außengewinde 3 auf. Die Gewindeachse des Außengewindes 3 erstreckt sich koaxial zur Längsrichtung der Knochenschraube 1. Eine Länge, ein Durchmesser und eine Gewindeform der Knochenschraube 1 können auf einen entsprechenden Anwendungsfall zugeschnitten gestaltet sein. Die der Erfindung zu Grunde liegenden Merkmale können zudem auf eine Pedikelschraube übertragen werden.

Der Grundkörper 2 weist in Erstreckungsrichtung ein Bohrloch 4 mit kreisförmigem Querschnitt auf, welches vorzugsweise von einem oberen Ende des Schraubenkopfs 11 bis zu einem distalen Ende des Schafts durchgängig ist. Das Bohrloch 4 durchdringt den Schraubenkopf 11, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Achse des Bohrlochs 4 erstreckt sich vorzugsweise koaxial zur Längsachse des Grundkörpers 2.

Der Grundkörper 2 weist zumindest eine schlitzförmige Öffnung 8 auf, die von der Umfangsfläche des Grundkörpers 2 bis zur Innenfläche des Bohrlochs 4 reicht. Die Öffnung 8 weist in Blickrichtung radial zur Gewindeachse vorzugsweise eine Rechteckform auf und verläuft vorzugsweise parallel zur Gewindeachse und bis zum distalen Ende des Grundkörpers 2. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird der Grundkörper 2 entlang der Erstreckungsrichtung somit zumindest einmalig geschlitzt und es ergeben sich am distalen Ende des Schafts mehrere freie Schenkel, die vorzugsweise elastisch ausgebildet sind und voneinander abgespreizt werden können. Diese freien Schenkel bilden einen Aufweitungsabschnitt 5, der dazu geeignet ist, sich radial nach außen aufzuweiten. Der Aufweitungsabschnitt 5 ist, wie in Fig. 1 dargestellt, derart geformt, dass sich durch die Öffnungen 8 zwei fingerartige Abschnitte bzw. Schenkel ergeben, welche das Bohrloch umschließen.

Die Knochenschraube 1 der vorliegenden Erfindung weist zudem eine Stelleinrichtung 6 auf, welche innerhalb des Bohrlochs 4 des Grundkörpers 2 angeordnet ist und durch Verdrehen um die Gewindeachse zwischen verschiedenen Drehstellungen verstellt werden kann. Die Stelleinrichtung 6 weist am distalen Ende zumindest abschnittsweise einen rotationsasymmetrischen Querschnitt auf und formt dabei zumindest abschnittsweise ein rotationsasymmetrisches Stellelement 7. Das rotationsasymmetrische Stellelement 7 ist derart im Grundkörper 2 angeordnet, dass es auf Höhe des Aufweitungsabschnitts 5 liegt. Dabei wird das Stellelement 7 in einer mit dem Bohrloch 4 und den Öffnungen 8 kommunizierenden Aufnahme 8a aufgenommen, so dass das Stellelement 7 durch Drehung eines am Schraubenkopf 11 angeordneten Stellglieds 9 um die Gewindeachse drehbar ist und in Abhängigkeit von seiner Drehstellung den Aufweitungsabschnitt 5 verformen kann, um die Querschnittsform des Grundkörpers 2 zu verändern.

Durch Verdrehen der Stelleinrichtung 6 um die Gewindeachse kann der Grundkörper 2 insbesondere von einem ersten Zustand, in welchem die Knochenschraube 1 zum Einschrauben in eine Knochenstruktur geeignet ist, und einen zweiten Zustand, in welchem die Knochenschraube 1 in der Knochenstruktur gegenüber Verdrehen und Herausziehen gesichert ist, überführt werden. Im Grundzustand ist der Querschnitt des Grundkörpers 2 (exakt oder im Wesentlichen) kreisförmig, da das rotationsasymmetrische Stellelement 7 so in der komplementär geformten Aufnahme 8a angeordnet ist, dass die konvexe, elliptische Außenkontur des Stellelements 7 der entsprechenden konkaven und elliptischen Innenkontur der Aufnahme 8a entspricht und sich die Querschnittsformen des Stellelements 7 und des Grundkörpers 2 zu einer Kreisform ergänzen. Zwischen Stellelement 7 und der Aufnahme 8a kann jedoch auch ein Spaltmaß vorgesehen sein. Das Spaltmaß ist variabel gestaltbar. Im ersten Zustand fällt die Hauptachse der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 mit der Hauptachse der elliptischen Querschnittsform der Aufnahme 8a im Grundkörper 2 zusammen. Dabei füllt das Stellelement 7 die Aufnahme 8a bzw. die Querschnittsfläche der zwischen den Schenkeln des Grundkörpers 2 gebildeten Aufnahme 8a vorzugsweise zu mehr als 90%, bevorzugt zu mehr 95%, besonders bevorzugt zu 100% aus. Dadurch entspricht die Umfangsfläche des Grundkörpers 2 der Umfangsfläche einer Schraube mit entsprechendem Außengewinde 3.

Im zweiten Zustand ist die Stelleinrichtung 6 bzw. das Stellelement 7 gegenüber dem ersten Zustand über einen gewissen Winkel von beispielsweise 90° um die Gewindeachse verdreht. Das rotationsasymmetrische Stellelement 7 drückt radial gegen die den Aufweitungsabschnitt 5 bildenden Schenkel am distalen Ende des Grundkörpers 2, wodurch sich die Schenkel radial zur Gewindeachse abspreizen. Somit ist der Querschnitt des Grundkörpers 2 im zweiten Zustand zumindest abschnittsweise größer als im ersten Zustand und weicht von einer Kreisform ab. Dabei liegt die Hauptachse der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 senkrecht zu der Hauptachse bzw. parallel zur Nebenachse der elliptischen Querschnittsform der Aufnahme 8a im Grundkörper 2. Durch die von der Kreisform abweichende Querschnittsform und den größeren Außendurchmesser ergeben sich eine Erhöhung der Verankerungsstabilität der Knochenschraube 1 im zu behandelnden Knochen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Grundkörper 2 durch Verdrehen der Stelleinrichtung 6 von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand überführt werden. Das Verdrehen der Stelleinrichtung 6 ist vorzugsweise ein reversibler Vorgang und kann jeweils in beiden Richtungen, gegen oder im Uhrzeigersinn, ausgehend von beiden Zuständen zueinander beliebig oft durchgeführt werden.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines distalen Endes der Knochenschraube 1 im ersten Zustand des Grundkörpers 2. Das darin angeordnete, rotationsasymmetrische Stelleelement 7 weist einen elliptischen Querschnitt auf. Im ersten Zustand fällt die Hauptachse des elliptischen Querschnitts des Stelleelement 7 mit der Hauptachse des elliptischen Querschnitts der Aufnahme 8a im Grundkörper 2 zusammen. Zudem weist das Stellelement 7 am Außenumfang zumindest eine umlaufende Vertiefung 13 auf, die einer Führung der Stelleinrichtung 6 im Bohrloch 4 dient.

Fig. 2 zeigt zudem eine vergrößerte und schematische Detailansicht der Führung der Stelleinrichtung 6 im Bohrloch 4. Eine der Anzahl der Vertiefungen 13 entsprechende Anzahl an Führungsvorsprüngen 14 ist am Innenumfang der Aufnahme 8a angeordnet. Die Vertiefungen 13 am Außenumfang des Stellelements 7 und die Führungsvorsprünge 14 am Innenumfang der Aufnahme 8a stehen jeweils in Eingriff, so dass das Stelleinrichtung 6 lediglich durch Drehung um die Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper 2 verstellbar ist und in axialer Richtung entlang der Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper 2 festgelegt ist. Somit kann verhindert werden, dass sich die Stelleinrichtung 6 sich beim Verdrehen um die Gewindeachse relativ zum Grundkörper 2 in axialer Richtung bewegt.

Fig. 1 und 2 zeigen zudem, dass die Querschnittsform der rotationsasymmetrischen Stelleinrichtung 6 entlang der Erstreckungsrichtung nicht einheitlich ist. Hierbei kann die Stelleinrichtung 6 mittig eine quadratische bzw. polygonale Querschnittsform aufweisen und vorzugsweise am oberen Ende eine kreisförmige Querschnittsform und am distalen Ende eine elliptische Querschnittsform. Somit ergibt sich am oberen Ende im Bereich des Bohrlochs 4 eine leichte Verdrehbarkeit und im mittleren Bereich eine gewichts- und platzsparende Form der Stelleinrichtung 6.

Fig. 3A zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht des distalen Endes der Knochenschraube 1 im ersten Zustand des Grundkörpers 2. Dabei erstreckt sich eine Hauptachse HA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 parallel zur Hauptachse der elliptischen Querschnittsform der komplementär geformten Aufnahme 8a im Inneren des Grundköpers 2 und verläuft durch (bzw. schneidet) die schlitzförmigen Öffnungen 8 in der Mantelfläche des Grundkörpers 2. Die Hauptachse HA des elliptischen Querschnitts ist vorzugsweise gleich wie oder kleiner als der Außendurchmesser des Grundkörpers 2. Insbesondere ist der Außendurchmesser der Stelleinrichtung 6 niemals größer als der Außendurchmesser des Grundkörpers 2. Im ersten Zustand des Grundkörpers 2 fällt eine Nebenachse NA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 mit einer Nebenachse der elliptischen Querschnittsform der komplementär geformten Aufnahme 8a im Inneren des Grundköpers 2 zusammen.

Im ersten Zustand des Grundkörpers 2 bilden die komplementär geformten Querschnittsformen des Stellelements 7 und der die Aufnahme 8a definierenden Schenkel des Grundkörpers 2 gemeinsam eine Kreisform. Somit ergibt sich am Außenumfang des Grundkörpers 2 eine kreisförmige Querschnittsform mit einem Durchmesser D1. Fig. 3B zeigt eine Querschnittsansicht gemäß einem Schnitt in der Ebene A in FIG. 3A der Knochenschraube 1 im ersten Zustand. Es sei darauf hingewiesen, dass die Darstellung der Hauptachse HA und der Nebenachse NA des elliptischen Querschnitts in Fig. 3A aufgrund der perspektivischen Ansicht verzerrt ist. In der Querschnittsansicht in Fig. 3B sind die Hauptachse HA und die Nebenachse NA perspektivisch korrekt dargestellt.

Fig. 4A zeigt eine schematische und perspektivische Ansicht des distalen Endes der Knochenschraube 1 im zweiten Zustand des Grundkörpers 2. Der zweite Zustand wird ausgehend vom ersten Zustand des Grundkörpers 2 durch Verdrehung der Stelleinrichtung 6 um 90° um die Gewindeachse erreicht. Dieser zweite Zustand entspricht einer maximalen Querschnittsvergrößerung des Grundkörpers 2.

Im zweiten Zustand des Grundkörpers 2 verläuft die Nebenachse NA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 durch die schlitzförmigen Öffnungen 8 in der Mantelfläche des Grundköpers 2. Die Hauptachse HA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 liegt quer in der Aufnahme 8a im Inneren des Grundkörpers 2 und verdrängt dabei die die Aufnahme 8a bildenden Schenkel des Grundkörpers 2 radial nach außen. Infolgedessen ergibt sich am Außenumfang des Grundkörpers 2 eine näherungsweise elliptische Querschnittsform mit einem einen maximalen Durchmesser D2.

Im zweiten Zustand des Grundkörpers 2 bilden das Stellelement 7 und die die Aufnahme 8a bildenden Schenkel 5 also eine Querschnittsform, die nicht kreisförmig ist. Fig. 4B zeigt eine Querschnittsansicht gemäß einem Schnitt in der Ebene B in FIG. 4A der Knochenschraube 1 im zweiten Zustand.

Auch hier sei darauf hingewiesen, dass die Darstellung der Hauptachse HA und der Nebenachse NA der elliptischen Querschnittsform des Stellelements 7 in 4A aufgrund der perspektivischen Ansicht verzerrt ist. In der Querschnittsansicht in Fig. 4B sind die Hauptachse HA und die Nebenachse NA perspektivisch korrekt dargestellt.

Fig. 5 zeigt einen Querschnittsunterschied zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand der Knochenschraube 1. Die maximale Querschnittserweiterung der Knochenschraube ergibt sich zu AD = D2-D1.

Fig. 6A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Knochenschraube 1 mit einem spitzen Endabschnitt 10 im ersten Zustand. Somit können die Vorteile einer herkömmlichen spitzen Schraube 1 auch bei der vorliegenden Knochenschraube 1 gewährleistet werden. Die Spitze 10 ist am distalen Ende der Stelleinrichtung 6 angeordnet und vorzugsweise einstückig mit der Stelleinrichtung 6 ausgebildet.

Fig. 6B zeigt die Knochenschraube 1 mit spitzem Endabschnitt 10 im zweiten Zustand. Die zwei fingerartigen Abschnitte 5 bzw. Schenkel 5 des Aufweitungsabschnitts 5 sind im zweiten Zustand, wie in Fig. 8B dargestellt, am distalen Ende der Schraube unter Aufweitung des Schlitzes voneinander abgespreizt.

Fig. 7A zeigt einen Schraubenkopf 11 mit einem Stellglied 9 und einer Anzeigeeinrichtung zur Darstellung der Drehstellung des Stellglieds 9 entsprechend dem zweiten Zustand des Grundkörpers 2, in welchem die Querschnittform des Grundkörpers 2 den größten Durchmesser aufweist. Der Schraubenkopf 11 weist einen Außensechskant auf, der mit einem entsprechenden Werkzeug in Eingriff genommen werden, um die Knochenschraube 1 in einen zu behandelnden Knochen einzuschrauben. Fig. 7A zeigt ein Stellglied 9 am oberen Ende der Stelleinrichtung 6, die am oberen Ende des Schraubenkopfs 11 freiliegt. Hier handelt es sich um eine einfache Schlitznut der beispielsweise mit einem Schlitzschraubenzieher betätigt werden kann.

Das Stellglied 9 kann zudem mit einem Verstell-Mechanismus ausgestattet sein, welcher ein Formgedächtniselement oder ein piezoelektrisches Element (jeweils nicht dargestellt) umfasst. Hierbei kann durch elektrische oder temperaturbedingte Einwirkung von außen die Stelleinrichtung 6 berührungslos gedreht werden. Somit ergibt sich der Vorteil, dass das Stelleinrichtung in einer bereits implantierten Knochenschraube 1 nachträglich verdreht werden kann, um nach Lockerung der Knochenschraube erst nach einer gewissen Zeit nach der Implantierung eine Querschnittserweiterung zu erwirken.

Mit der Anzeigeeinrichtung wird eine Drehstellung der Stelleinrichtung 6 angezeigt, die dem ersten oder zweiten Zustand der Knochenschraube 1 entspricht. Dies ist in Fig. 7A der Einfachheit halber durch einen Kreis und eine Ellipse dargestellt. In Fig. 7A steht die Anzeigeeinrichtung auf die Ellipse zeigend und die Stelleinrichtung 6 befindet sich demnach im zweiten Zustand.

Fig. 7B zeigt den Schraubenkopf 11 der Knochenschraube 1 mit einer Anzeigeeinrichtung zur Darstellung des Drehwinkels der Stelleinrichtung 6 gegenüber dem Grundkörper 2 am Stellglied 9. In der vorliegenden Erfindung entspricht ein Drehwinkel von 0° der ersten Drehstellung der Stelleinrichtung 6 und dem ersten Zustand des Grundkörpers 2, und ein Drehwinkel von 90° der zweiten Drehstellung der Stelleinrichtung 6 und dem zweiten Zustand des Grundkörpers 2.

Fig. 7C zeigt den Schraubenkopf 11 mit einer als Verdrehschutz dienenden Arretierung 12. Diese Arretierung 12 dient dazu, um die Stelleinrichtung 6 in einer bestimmten Drehstellung gegenüber dem Grundkörper 2 zu arretieren und um ein Überdrehen oder Zurückdrehen der Stelleinrichtung 6 zu verhindern. Die Arretierung 12 wird z.B. durch einen Schiebemechanismus gewährleistet. In diesem wird, wenn sich das Stellglied 9 in der zweiten Drehstellung - d.h. 90° verdreht gegenüber der ersten Drehstellung - befindet, ein Schieber an der Oberfläche des Schraubenkopfs 11 teilweise radial zur Gewindeachse nach innen in eine entsprechende Schlitznut des Stellglieds 9 geschoben. Hierdurch ergibt sich eine Verdrehblockade. Fig. 8A zeigt schematisch einen Querschnitt des Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Knochenschraube 1 mit einem Überdrehschutz 15 im ersten Zustand. Die Stelleinrichtung 6 weist im Bereich der Aufnahme 8a am Außenumfang eine keilförmige Ausbuchtung 15 auf. Im ersten Zustand liegt eine Seitfläche der keilförmigen Ausbuchtung 15 an einer Flanke eines ersten Schenkels 5 an und wird somit einseitig an einer Verdrehung gehindert.

Die keilförmige Ausbuchtung 15 ist vorzugsweise an einem Abschnitt der Stelleinrichtung 6 angeordnet, an der die Stelleinrichtung 6 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, welches einem Abschnitt in Erstreckungsrichtung nahe eines oberen Ende der Aufnahme 8a entspricht. Durch das Verstellen der Stelleinrichtung 6 von der ersten in die zweite Drehstellung verschiebt sich die keilförmige Ausbuchtung 15 von der Flanke des ersten Schenkels 5 in Richtung eines zweiten Schenkels 5.

Fig. 8B zeigt schematisch einen Querschnitt des Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Knochenschraube 1 mit einem Überdrehschutz 15 im zweiten Zustand. Fig. 8B zeigt den zweiten Zustand in dem die Stelleinrichtung 6 maximal verdreht ist. Eine zweite Seitfläche der keilförmigen Ausbuchtung 15 liegt im zweiten Zustand an der Flanke des zweiten Schenkels 5 an. Somit wird eine weitere Verdrehung der Stelleinrichtung 6 verhindert. Somit kann ein Überdrehen der Stelleinrichtung 6 vermieden werden.

Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt eines Schraubenkopfs 11 einer weiteren erfindungsgemäßen Knochenschraube 1 mit einem schraubenbasierten Verstell- Mechanismus 16. Über den schraubenbasierten Verstell-Mechanismus 16 kann die Knochenschraube 1 zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand verstellt werden. Im Unterschied zur in Fig. 2 dargestellten Knochenschraube 1 , wird die Stelleinrichtung 6 im Bohrloch 4 über ein Innengewinde 16a im Bohrloch 4 geführt. Durch das auf der Außenfläche der Stelleinrichtung 6 angeordnete Außengewinde 16b wird die Stelleinrichtung 6 in die Knochenschraube 1 eingeschraubt. Hierzu wird vorzugsweise ein Stellglied 9 in Form eines Innen-Sechskants verwendet.

Im schraubenbasierten Verstell-Mechanismus 16 kann durch die Länge des Innengewindes 16a festgelegt werden, wie tief die Stelleinrichtung 6 in die Knochenschraube 1 eingeschraubt werden kann bis das Außengewinde 16b der Stelleinrichtung 6 am unteren Ende des Innengewindes 16a ein weiteres Einschrauben blockiert. Somit kann innerhalb der Knochenschraube 1 sowohl ein Überdrehungsschutz als auch eine reibungsbedingte Arretierung aufwandsarm ermöglicht werden. Es sei darauf hingewiesen, dass in der in Fig. 9 dargestellten Knochenschraube 1 ein Festlegen der Stelleinrichtung 6 in axialer Richtung entlang der Gewindeachse relativ zu dem Grundkörper 2 nicht festgelegt ist.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Abänderungen und Variationen der Ausführungsbeispiele sind denkbar. So wären ein Ausführungsbeispiel mit einem Schraubenkopf mit einem Außen-Vierkant, Innen-Vierkant oder einer Flügelschraube, sowie Ausführungsbeispiele mit klinischen Köpfen, Schraube-Stab-Systemen oder U-Profilen möglich. Zudem kann das Stellglied 9 eine Kreuz- Nut aufweisen.

Zudem offenbart ist ein Ausführungsbeispiel, in dem die Öffnung 8 nicht bis zum distalen Ende der Knochenschraube 1 reicht. Somit ergibt sich im mittleren Abschnitt der Knochenschraube 1 ein Aufweitungsbereich 5, der sich in der zweiten Drehstellung der Stelleinrichtung 6 nach außen aufweitet und am distalen Ende der Knochenschraube 1 wieder in eine kreisförmige Querschnittform des Grundkörpers 2 übergeht. Durch eine solche Anordnung kann eine lokale Aufweitung der Knochenschraube 1 im mittleren Bereich ermöglicht werden. Dies ist vorteilhaft, wenn die Knochenschraube 1 dazu vorgesehen ist, den zu behandelnden Knochen zu durchdringen.

Des Weiteren offenbart ist ein Ausführungsbeispiel, in dem das Stellelement 7 nicht achsensymmetrisch wie eine Ellipse ausgebildet ist, sondern z.B. exzentrisch zur Gewindeachse angeordnet ist, um lediglich einen Querschnittsabschnitt der Knochenschraube 1 gezielt zu erweitern. Die Rotationsasymmetrie könnte sich zudem entlang der Erstreckungsrichtung verändern. Somit könnte bei entsprechenden Aussparungen und Aufweitungsabschnitten eine gezielte Ausbeulung an einer bestimmten Stelle entlang der Knochenschraube 1 ermöglicht werden.

Zudem sind verschiedene Varianten der Anzeigeeinrichtung zur Darstellung der Drehstellung der Stelleinrichtung möglich. Beispielsweise kann der Schraubenkopf derart beschriftet sein, dass der entsprechende Durchmesser der Knochenschraube 1 je nach Stellung des Stellglieds 9 anzeigt wird.

Obwohl die Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsformen für eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht auf diese Weise zu beschränken, sondern so auszulegen, dass sie alle Modifikationen und alternative Konstruktionen verkörpern, die einem Fachmann auf adäquate Weise einfallen können, welche in den Schutzbereich der Ansprüche fallen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.

Bezugszeichenliste

1 Schraube

2 Grundkörper

3 Außengewinde

4 Bohrloch

5 Schenkel bzw. Aufweitungsabschnitte

6 Stelleinrichtung

7 Stellelement

8 Schlitz bzw. Öffnung

8a Aufnahme

9 Stellglied

10 spitzer Endabschnitt

11 Sch rauben köpf

12 Arretierung (Verdrehschutz)

13 Weiblicher Führungsabschnitt bzw. Vertiefung

14 Männlicher Führungsabschnitt bzw. Führungsvorsprung

15 Keilförmige Ausbuchtung (Überdrehschutz)

16 Schraubenmechanismus

16a Innengewinde im Schraubenkopf

16b Außengewinde der Stelleinrichtung

HA Hauptachse

NA Nebenachse

D1 Durchmesser im ersten Zustand

D2 Durchmesser im zweiten Zustand