DE102004018621B4 - Elastic element e.g. for stabilizing device for bones and method of fabrication of such an elastic element, has a cylindrical body with two ends and flexible section between ends and section is made from two coil springs - Google Patents

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Abstract

The element has a cylindrical body with two ends and flexible section between the ends. The flexible section is made from two coil springs which are arranged coaxially. The turning (3) of the coil spring (7) runs in a section of the coil spring between the turnings (4) of the other coil springs (8). The coil springs have the same outside diameter and in one level, the center axle of the coil springs (7,8) are of the same cross section of the turnings. The coil springs are turned 180 degrees relative to the other one around their common center axle. - An INDEPENDENT CLAIM is included for a bone anchorage element with a shank, a rod-shaped element for connecting two bone anchorage elements, stabilization mechanism, and a method of fabrication of an elastic element

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Element zur Verwendung in Stabilisierungseinrichtungen für Knochen oder Wirbel, ein Knochenverankerungselement, ein stabförmiges Element und eine Stabilisierungseinrichtung jeweils mit einem solchen elastischen Element, sowie ein Herstellungsverfahren für ein solches elastisches Element.The The invention relates to an elastic element for use in stabilizers for bones or vertebrae, a bone anchoring element, a rod-shaped element and a stabilizer each having such an elastic Element, and a manufacturing method for such an elastic element.

Zur Fixierung von Knochenfrakturen oder zur Stabilisierung der Wirbelsäule sind Fixations- und Stabilisierungseinrichtungen bekannt, die aus wenigstens zwei im Knochen bzw. Wirbel verankerten und über eine Platte oder über einem Stab verbundenen Knochenschrauben bestehen. Derartige starre Systeme erlauben keine Bewegung der relativ zueinander fixierten Knochenteile oder Wirbel.to Fixation of bone fractures or for stabilization of the spine are Fixation and stabilization devices known from at least two anchored in the bone or vertebra and over a plate or over one Rod connected bone screws exist. Such rigid systems do not allow movement of the relatively fixed bone parts or vortex.

Für bestimmte Indikationen ist jedoch eine dynamische Stabilisierung wünschenswert, bei der die zu stabilisierenden Knochenteile und Wirbel eine kontrollierte begrenzte Bewegung zu einander ausführen können. Eine Möglichkeit für die Realisie rung der dynamischen Stabilisierungseinrichtung besteht in der Verwendung eines elastischen Elementes anstelle eines die Knochenverankerungselemente verbindenden starren Stabes.For certain Indications, however, a dynamic stabilization is desirable in which the parts of the bone and vertebrae to be stabilized are controlled can perform limited movement to each other. A possibility for the Realization of the dynamic stabilization device consists in the use of an elastic element instead of the bone anchoring elements connecting rigid rod.

Aus der US 2003/0109880 A1 ist eine dynamische Stabilisierungseinrichtung für Wirbel bekannt, die eine erste und eine zweite im Wirbel zu verankernde Schraube jeweils mit einem Aufnahmeteil zum Einlegen einer die Schrauben verbindenden Feder und eine solche Feder umfaßt. Die Feder selbst ist als Ganzes in Form einer Schraubenfeder mit dicht benachbarten Windungen nach Art einer Zugfeder ausgebildet und wird über Klemmschrauben in den Aufnahmeteilen fixiert. Es besteht hierbei jedoch die Gefahr, dass die Feder auf Grund ihrer Elastizität dem Druck der Klemmschraube ausweicht und somit die Fixierung zwischen der Knochenschraube und der Feder gelockert wird. Ein weiterer Nachteil der Vorrichtung besteht darin, dass die Elastizität der Feder bei ansonsten gleichen Federeigenschaften von der Länge der Feder abhängt. Ferner ist die Biegesteifigkeit der Feder insbesondere bei kurzen Baulängen relativ gering.Out US 2003/0109880 A1 is a dynamic stabilizer for vertebrae known to have a first and a second anchored in the vertebra Screw each with a receiving part for inserting a the screws connecting spring and such a spring comprises. The spring itself is as Whole in the form of a coil spring with closely adjacent turns designed in the manner of a tension spring and is about clamping screws in the receiving parts fixed. However, there is a risk that the spring up Reason for their elasticity Pressure of the clamping screw evades and thus the fixation between the bone screw and the spring is loosened. Another disadvantage the device is that the elasticity of the spring with otherwise identical spring properties of the length of Spring depends. Furthermore, the flexural rigidity of the spring is particularly short lengths relatively low.

Aus der US 6,162,223 ist eine Fixationseinrichtung für ein Gelenk, z.B. für ein Handgelenk oder ein Kniegelenk, bekannt, bei der ein an seinen Enden mit Knochenverankerungselementen verbundener Fixationsstab zweiteilig ausgebildet ist, wobei die zwei Teile des Fixationsstabs über ein flexibles Kupplungsteil miteinander verbunden sind und wobei die Fixationsstäbe um das Kupplungsteil außerhalb des Körpers angebracht sind. Die beiden Teile des Fixationsstabs sind mit dem Kupplungsteil nicht fest verbunden, sondern können sich entlang einer Bohrung in dem Kupplungsteil frei bewegen. Der Durchmesser des Kupplungsteil ist auf Grund der Art der Verbindung mit dem zweiteiligen Fixationsstab immer größer als der Durchmesser des Fixationsstabs. Diese bekannte Fixationseinrichtung ist auf Grund ihres komplizierten und voluminösen Aufbaus zum körperinternen Einsatz an der Wirbelsäule oder anderen Knochen nicht geeignet. Insbesondere die Realisierung eines solchen flexiblen Kupplungsteils mit hoher Biegesteifigkeit erfordert ein großes Bauvolumen.From the US 6,162,223 is a fixation device for a joint, for example for a wrist or a knee joint, known in which a connected at its ends with bone anchoring elements fixation rod is formed in two parts, wherein the two parts of the fixation rod are connected to each other via a flexible coupling part and wherein the fixation rods to the Coupling part are mounted outside of the body. The two parts of the fixation rod are not fixedly connected to the coupling part, but can move freely along a bore in the coupling part. The diameter of the coupling part is always larger than the diameter of the fixation rod due to the nature of the connection with the two-part fixation rod. This known fixation device is not suitable because of its complicated and voluminous structure for internal use on the spine or other bones. In particular, the realization of such a flexible coupling part with high bending stiffness requires a large volume of construction.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein elastisches Element bereit zu stellen, das eine hohe Biegesteifigkeit bei geringer Baulänge hat, sowie leicht zu handhaben ist bei gleichzeitig hoher Sicherheit im Einsatz, und welches mit anderen Elementen in möglichst vielfältiger Weise zu einer dynamischen Stabilisierungseinrichtung für Wirbel oder Knochen kombiniert werden kann. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für das elastische Element bereit zu stellen.It The object of the invention is to provide an elastic element, which has a high bending stiffness with a small overall length, as well as easy to handle is at the same time high security in use, and which with other elements in as many ways as possible to a dynamic stabilizer for vortices or bone can be combined. It is another object of the invention, a Manufacturing process for to provide the elastic element.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein elastisches Element nach dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen elastischen Elements nach dem Patentanspruch 12.The Task is solved by an elastic element according to claim 1 and a method for producing such an elastic element according to the claim 12th

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.further developments The invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass ein elastisches Element zugleich kompakt und mit hoher Biegesteifigkeit ausgebildet ist. Dies ist insbesondere für Anwendungen an der Wirbelsäule und dort insbesondere an der Halswirbelsäule von Bedeutung, wo der zu Verfügung stehende Platz im Vergleich zu Anwendungen an der Lendenwirbelsäule deutlich geringer ist.The Invention has the advantage that an elastic element at the same time is formed compact and with high bending stiffness. This is especially for Applications on the spine and there especially on the cervical spine of importance where the too disposal standing space compared to lumbar spine applications significantly is lower.

Ferner weist die Erfindung den Vorteil auf, dass ein elastisches Element wahlweise mit starren stabförmigen Elementen verschiedener Länge zu einem elastischen stabförmigen Element kombinierbar ist oder mit verschiedenen Schäften und/oder Köpfen zu einer Knochenschraube mit elastischen Eigenschaften kombinierbar ist. Das elastische stabförmige Element bzw. die Knochenschraube weisen dann in Abhängigkeit von dem verwendetem elastischen Element vorgegebene elastische Eigenschaften wie eine bestimmte Kompressions- und Extensionsfähigkeit in axialer Richtung, sowie eine bestimmte Biege- und Torsionssteifigkeit auf.Further the invention has the advantage that an elastic element optionally with rigid rod-shaped Elements of different lengths to an elastic rod-shaped Element is combinable or with different shafts and / or Heads to a bone screw with elastic properties combined is. The elastic rod-shaped Element or the bone screw then have in dependence predetermined elastic properties of the elastic element used such as a certain compressibility and extensibility in the axial direction, and a certain bending and torsional rigidity.

Insbesondere kann das elastisches Element mit stabförmigen Bauteilen verschiedener Dicke oder mit in der Wirbelsäulen- und/oder Unfallchirurgie zu verwendenden Platten unterschiedlicher Form und Länge verbunden werden.In particular, the elastic element with rod-shaped components of different thickness or in the spine and / or trauma surgery to using plates of different shape and length.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.Further Characteristics and expediencies from the description of embodiments with reference to Characters.

Von den Figuren zeigen:From show the figures:

1 ein elastisches Element mit einer Doppelschraubenfeder nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 an elastic member having a double helical spring according to a first embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung der Doppelschraubenfeder des elastischen Elements aus 1; 2 a schematic representation of the double helical spring of the elastic element 1 ;

3 ein elastisches Element mit einer Doppelschraubenfeder nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung 3 an elastic member with a double helical spring according to a second embodiment of the invention

4 ein elastisches Element mit einer Doppelschraubenfeder nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung; 4 an elastic member having a double helical spring according to a third embodiment of the invention;

5a ein stabförmiges Element mit dem erfindungsgemäßen elastischen Element; 5a a rod-shaped element with the elastic element according to the invention;

5b eine teilgeschnittene Explosionsdarstellung einer Polyxialknochenschraube mit dem erfindungsgemäßen elastischen Element; 5b a partially sectioned exploded view of a polyxal bone screw with the elastic element according to the invention;

5c eine teilgeschnittene Darstellung einer Monoaxialschraube mit dem erfindungsgemäßen elastischen Element; 5c a partially sectioned view of a monoaxial screw with the elastic element according to the invention;

5d eine Ansicht von oben auf einen aus einer Platte, dem erfindungsgemäßen elastischen Element und einen Stababschnitt bestehenden Teil einer Stabilisierungsvorrichtung für Knochen oder Wirbel, sowie einen Querschnitt durch die Platte; 5d a view from above of a consisting of a plate, the elastic element according to the invention and a rod portion part of a stabilizing device for bone or vertebra, and a cross section through the plate;

6 eine Anwendung des erfindungsgemäßen elastischen Elementes in einer Stabilisierungseinrichtung für die Wirbelsäule; 6 an application of the elastic element according to the invention in a stabilizing device for the spinal column;

7a–c Schritte einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen elastischen Elementes; und 7a C steps of an embodiment of a method for producing the elastic element according to the invention; and

8 ein erfindungsgemäßes elastisches Element mit einem halbkreisförmigen Auslauf an beiden Enden der Doppelschraubenfeder. 8th an inventive elastic element with a semicircular spout at both ends of the double helical spring.

In 1 ist ein elastisches Element 1 nach einer ersten Ausführungsform dargestellt.In 1 is an elastic element 1 shown according to a first embodiment.

Das elastische Element 1 ist als hohlzylindrisches Element mit einer durchgehenden koaxialen Bohrung 2 und einer spiralförmig mit einer vorbestimmten Steigung und über eine vorbestimmte Länge in Richtung der Zylinderachse in der Wandung verlaufenden ersten Ausnehmung 3, die in radialer Richtung in die Bohrung 2 mündet, ausgebildet. Weiter ist spiralförmig mit der gleichen Steigung wie die erste Ausnehmung 3 über die gleiche Länge in Richtung der Zylinderachse M in der Wandung zwischen den Windungen der ersten Ausnehmung 3 eine zweite Ausnehmung 4 vorgesehen, die in radialer Richtung in die Bohrung 2 mündet. Dadurch ist eine Doppelschraubenfeder aus zwei Schraubenfedern gebildet, wobei die Windungen der einen Schraubenfeder zwischen den Windungen der zweiten Schraubenfeder verlaufen. Bevorzugt sind die Windungen der einen Schraubenfeder relativ zu den Windungen der anderen Schraubenfeder um ihre gemeinsame Mittenachse um 180° gedreht, sodass sich die erste und die zweite Ausnehmung genau gegenüberliegen.The elastic element 1 is as a hollow cylindrical element with a continuous coaxial bore 2 and a first recess extending spirally at a predetermined pitch and over a predetermined length in the direction of the cylinder axis in the wall 3 in the radial direction in the hole 2 flows, educated. Next is spiral with the same pitch as the first recess 3 over the same length in the direction of the cylinder axis M in the wall between the turns of the first recess 3 a second recess 4 provided in the radial direction in the bore 2 empties. As a result, a double helical spring is formed from two helical springs, wherein the turns of the one helical spring extend between the turns of the second helical spring. Preferably, the turns of a coil spring are rotated relative to the turns of the other coil spring about its common center axis by 180 °, so that the first and the second recess are exactly opposite.

Die Länge L der spiralförmigen Ausnehmungen 3, 4 in Richtung der Zylinderachse, die Höhe H der Ausnehmungen, die Steigung α der Schraubenlinien, entlang denen die Ausnehmungen 3, 4 ausgebildet sind, und der Durchmesser D1 der koaxialen Bohrung 2 sind so gewählt, dass eine gewünschte Steifigkeit des elastischen Elements gegenüber axialen Kräften Fax, Biegekräften FB und Torsionskräften FT, die auf das elastische Element wirken, gegeben ist. Angrenzend an seine beiden freien Enden weist das elastische Element 1 jeweils einen Abschnitt mit einem sich über eine vorbestimmte Länge erstreckenden Innengewinde 5, 5' auf. Die Innengewindeabschnitte überlappen in axialer Richtung nicht mit dem Abschnitt, in dem die Ausnehmungen in der Wandung ausgebildet sind. Der Außendurchmesser des elastischen Elements 1 ist der jeweiligen Anwendung entsprechend gewählt.The length L of the spiral recesses 3 . 4 in the direction of the cylinder axis, the height H of the recesses, the pitch α of the helical lines along which the recesses 3 . 4 are formed, and the diameter D1 of the coaxial bore 2 are chosen so that a desired stiffness of the elastic element against axial forces F ax , bending forces F B and torsional forces F T , which act on the elastic element, is given. Adjacent to its two free ends, the elastic element 1 in each case a section with an internal thread extending over a predetermined length 5 . 5 ' on. The internal thread portions do not overlap in the axial direction with the portion in which the recesses are formed in the wall. The outer diameter of the elastic element 1 is chosen according to the respective application.

Das elastische Element ist aus einem körperfreundlichen Material wie z.B. Titan ausgebildet.The Elastic element is made of a body friendly material like e.g. Titanium formed.

2 veranschaulicht den Aufbau einer Doppelschraubenfeder 6 wie sie durch die Ausnehmungen 3, 4 in dem elastischen Element in 1 gebildet wird. 2 illustrates the construction of a twin coil spring 6 as they go through the recesses 3 . 4 in the elastic element in 1 is formed.

Die Doppelschraubenfeder 6 setzt sich zusammen aus zwei Schraubenfedern 7 und 8. Die beiden Schraubenfedern 7 und 8 sind identisch ausgebildet und besitzen insbesondere eine identische Steigung α, jedoch ist die erste Schraubenfeder 7 in der Doppelschraubenfeder 6 gegenüber der zweiten Schraubenfeder 8 um ihre gemeinsame Mittenachse um 180° gedreht. Die Windungen der ersten Schraubenfeder 7 verlaufen bei der Doppelschraubenfeder 6 daher in der Mitte zwischen den Windungen der zweiten Schraubenfeder 8 und umgekehrt.The twin coil spring 6 is composed of two coil springs 7 and 8th , The two coil springs 7 and 8th are identical and have in particular an identical pitch α, but the first coil spring 7 in the twin coil spring 6 opposite the second coil spring 8th turned by 180 ° around its common center axis. The turns of the first coil spring 7 run in the double helical spring 6 therefore in the middle between the turns of the second coil spring 8th and vice versa.

Bei einer vorgegebenen Baulänge eines elastischen Elementes ist die Steigung der Schraubenfeder dadurch begrenzt, dass mindestens eine ganze Windung vorhanden sein muss, um gute Elastizitätseigenschaften zu erhalten. Bei einer Doppelschraubenfeder ist für jeden der Schraubenfedern weniger als eine ganze Windung notwendig, um gute Elastizitätseigenschaften zu erhalten. Daher kann bei gleicher Baulänge die Steigung der Schraubenfeder im Vergleich zu einer Einfachschraubenfeder erhöht werden. Eine Erhöhung der Steigung der Schraubenfeder ergibt bei gleicher Baulänge und gleichen sonstigen Eigenschaften eine Erhöhung der Biegesteifigkeit. Daher ist es mit einer Doppelschraubenfeder gegenüber einer Einfachschraubenfeder möglich bei gleichen Abmessungen eine höhere Biegesteifigkeit zu erreichen.at a predetermined length an elastic element is the pitch of the coil spring characterized in that at least one whole turn be present needs to have good elasticity properties to obtain. With a twin coil spring is for each the coil springs less than a whole turn necessary to good elasticity properties to obtain. Therefore, with the same length, the slope of the coil spring in Compared to a single helical spring can be increased. An increase in the Increase of the coil spring results in the same length and same other properties an increase in bending stiffness. Therefore, it is with a double helical spring against one Single helical spring possible with the same dimensions, a higher To achieve flexural rigidity.

In 3 ist ein elastisches Element 11 nach einer zweiten Ausführungsform dargestellt.In 3 is an elastic element 11 shown according to a second embodiment.

Das elastische Element 11 nach einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem elastischen Element 1 nach einer ersten Ausführungsform dadurch, dass anstelle einer sich von dem ersten bis zu dem zweiten Ende 17' des elastischen Elementes erstreckenden Bohrung 2 eine an das erste Ende 17 des elastischen Elements angrenzende Sackbohrung 12 vorgesehen ist. Die Sackbohrung erstreckt sich dabei über die gesamte Länge L der Doppelschraubenfeder, die wie bei der ersten Ausführungsform durch eine erste und eine zweite Ausnehmung 13 und 14 in der Wandung eines hohlzylindrischen Abschnittes gebildet wird. An das erste Ende 17 angrenzend ist in der Sackbohrung ein Innengewinde 15 vorgesehen. An dem dem ersten Ende 17 gegenüberliegenden zweiten Ende 17' weist das elastische Element einen zylinderförmigen Ansatz 16 mit einem Außengewinde auf.The elastic element 11 according to a second embodiment differs from the elastic element 1 according to a first embodiment, characterized in that instead of a from the first to the second end 17 ' the elastic element extending bore 2 one to the first end 17 the elastic element adjacent blind hole 12 is provided. The blind bore extends over the entire length L of the double helical spring, which, as in the first embodiment by a first and a second recess 13 and 14 is formed in the wall of a hollow cylindrical section. At the first end 17 adjacent is in the blind bore an internal thread 15 intended. At the first end 17 opposite second end 17 ' The elastic element has a cylindrical extension 16 with an external thread on.

In 4 ist ein elastisches Element nach einer dritten Ausführungsform dargestellt.In 4 is shown an elastic element according to a third embodiment.

Das elastische Element 20 nach der dritten Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von den anderen Ausführungsformen, dass keine Bohrung koaxial zur Mittenachse M des elastischen Elementes 20 vorgesehen ist. Des weiteren ist sowohl an das erste Ende 22, als auch an das zweite Ende 22' angrenzend ein zylindrischer Ansatz 23, 23' mit einem Außengewinde vorgesehen. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden durch zwei Ausnehmungen 24, 25 zwei Schraubenfedern 26, 27 gebildet.The elastic element 20 according to the third embodiment differs from the other embodiments in that no hole coaxial with the center axis M of the elastic element 20 is provided. Furthermore, both at the first end 22 , as well as to the second end 22 ' adjacent a cylindrical approach 23 . 23 ' provided with an external thread. As in the embodiments described above are by two recesses 24 . 25 two coil springs 26 . 27 educated.

Abwandlungen des elastischen Elementes von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind möglich.modifications of the elastic element of the previously described embodiments possible.

So kann das elastische Element mehr als zwei Schraubenfedern beinhalten, wobei die Windungen einer Schraubenfeder jeweils zwischen den Windungen der anderen Schraubenfedern verlaufen.So the elastic element may include more than two coil springs, wherein the turns of a coil spring between each of the turns the other coil springs run.

In einer weiteren Abwandlung der zweiten Ausführungsform ist anstelle der Sackbohrung 12 eine sich über die gesamte Länge des elastischen Elementes erstreckende Bohrung vorgesehen, deren Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des zylindrischen Ansatzes 16 ist.In a further modification of the second embodiment, instead of the blind bore 12 an extending over the entire length of the elastic member extending bore whose diameter is smaller than the outer diameter of the cylindrical projection 16 is.

Alle Ausführungsformen wurden so beschrieben, dass das elastische Element die Form eines Zylinders bzw. Hohlzylinders aufweist, jedoch kann die äußere Form auch von der exakten Form eines Zylinders abweichen und z.B. eine ovale Querschnittsfläche haben oder tailliert ausgebildet sein. Das elastische Element hat damit eine richtungsabhängige Biegeelastizität.All embodiments were described so that the elastic element takes the form of a Cylinder or hollow cylinder, however, the outer shape also deviate from the exact shape of a cylinder and e.g. a oval cross-sectional area be formed or fitted. The elastic element has thus a directional Bending elasticity.

In einem ersten, in 5a gezeigten Anwendungsbeispiel ist das elastische Element 51 Bestandteil eines elastischen stabförmigen Elements 50. Das elastische stabförmige Element 50 besteht aus dem Federelement 1 und zwei zylindrischen Stabschnitten 51, 51', die an ihrem Ende jeweils einen nicht dargestellten zylindrischen Ansatz mit einem Außengewinde aufweisen, das jeweils mit einem Innengewinde 5 bzw. 5' des Federelements 1 zusammenwirkt. Die Stababschnitte 51, 51' und das Federelement 1 weisen in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen denselben Außendurchmesser auf. Die Länge der Stababschnitte 51, 51' und des Federelements 1 sind unabhängig voneinander im Hinblick auf eine gewünschte Anwendung wählbar. Das elastische stabförmige Element 50 dient beispielsweise zur Verbindung von Pedikelschrauben an der Wirbelsäule. Das so gebildete stabförmige Element 30 nimmt durch die elastischen Ei genschaften des Federelementes 1 in vorbestimmten Umfang Kompressions-, Extensions-, Biege- und Torsionskräfte auf.In a first, in 5a shown application example is the elastic element 51 Part of an elastic rod-shaped element 50 , The elastic rod-shaped element 50 consists of the spring element 1 and two cylindrical bar sections 51 . 51 ' , each having at its end a non-illustrated cylindrical projection with an external thread, each with an internal thread 5 respectively. 5 ' of the spring element 1 interacts. The bar sections 51 . 51 ' and the spring element 1 have substantially the same outer diameter in this embodiment. The length of the bar sections 51 . 51 ' and the spring element 1 are independently selectable with respect to a desired application. The elastic rod-shaped element 50 For example, it is used to connect pedicle screws to the spine. The rod-shaped element thus formed 30 takes by the elastic egg properties of the spring element 1 to a predetermined extent compression, extension, bending and torsional forces.

5b zeigt ein zweites Anwendungsbeispiel des elastischen Elementes 1. Das elastischen Element 1 ist hier Bestandteil eines Knochenverankerungselements, das als Polyaxial-Knochenschraube 60 ausgebildet ist. 5b shows a second example of application of the elastic element 1 , The elastic element 1 is here part of a bone anchoring element, called a polyaxial bone screw 60 is trained.

Die Polyaxialknochenschraube 60 weist ein Schraubenelement 61 auf, welches aus dem elastischen Element 1, einem Gewindeschaft 62 in diesem Ausführungsbeispiel mit einer nicht dargestellten Spitze und einem Schraubenkopf 63 besteht. Der Gewindeschaft 62 weist ein Knochengewinde 64 zum Einschrauben in den Knochen und einen nicht dargestellten zylinderförmigen Ansatz mit einem Außengewinde auf, das mit dem Innengewinde 5 des Federelementes 1 zusammenwirkt. Der Schraubenkopf 63 weist einen zylinderförmigen Abschnitt 65 und daran angrenzend wie der Gewindeschaft 62 einen nicht dargestellten zylinderförmigen Ansatz mit einem Außengewinde auf, das mit dem Innengewinde 5' des Federelementes 1 zusammenwirkt.The polyaxial bone screw 60 has a screw element 61 on which of the elastic element 1 , a threaded shaft 62 in this embodiment with a tip, not shown, and a screw head 63 consists. The threaded shaft 62 has a bone thread 64 for screwing into the bone and a cylindrical projection, not shown, with an external thread, which with the internal thread 5 of the spring element 1 interacts. The screw head 63 has a cylindrical section 65 and adjacent to it like the threaded shaft 62 egg NEN not shown cylindrical projection with an external thread, with the internal thread 5 ' of the spring element 1 interacts.

Das Schraubenelement 61 ist in einem Aufnahmeteil 66 in unbelastetem Zustand schwenkbar gehalten. Das Aufnahmeteil 66 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist an seinem einen Ende eine axialsymmetrisch ausgerichtete erste Bohrung 67 auf, deren Durchmesser größer als der des Gewindeschafts 62 und kleiner als der des Schraubenkopfs 63 ist. Ferner weist das Aufnahmeteil 66 eine koaxiale zweite Bohrung 68 auf, die auf dem der ersten Bohrung 67 gegenüberliegenden Ende offen ist und deren Durchmesser so groß ist, dass das Schraubenelement 61 durch das offene Ende mit dem Gewindeschaft 62 durch die erste Bohrung 67 hindurchführbar ist, bis der Schraubenkopf 63 am Rand der ersten Bohrung 67 anliegt. Das Aufnahme teil 66 weist eine sich vom freien Ende in Richtung der ersten Bohrung 67 erstreckende U-förmige Ausnehmung 69 auf, durch die zwei freie Schenkel 70, 70' gebildet sind. In einem Bereich angrenzend an ihr freies Ende weisen die Schenkel 70, 70' ein Innengewinde auf, welches mit einem entsprechenden Außengewinde einer Innenschraube 71 zum Fixieren eines Stabs 72 zusammenwirkt.The screw element 61 is in a recording part 66 pivotally held in the unloaded state. The recording part 66 is formed substantially cylindrical and has at its one end an axially symmetrical aligned first bore 67 on, whose diameter is greater than that of the threaded shaft 62 and smaller than that of the screw head 63 is. Furthermore, the receiving part 66 a coaxial second bore 68 on that on the first hole 67 opposite end is open and whose diameter is so large that the screw element 61 through the open end with the threaded shaft 62 through the first hole 67 is hindurchführbar until the screw head 63 at the edge of the first bore 67 is applied. The recording part 66 points from the free end towards the first hole 67 extending U-shaped recess 69 on, through the two free thighs 70 . 70 ' are formed. In a region adjacent to their free end, the legs 70 . 70 ' an internal thread, which with a corresponding external thread of an internal screw 71 for fixing a rod 72 interacts.

Es ist ferner ein Druckelement 73 zum Fixieren des Schraubenkopfs 63 in dem Aufnahmeteil 66 vorgesehen, das so ausgebildet ist, dass es an seiner dem Schraubenkopf 63 zugewandten Seite eine sphärische Ausnehmung 74 aufweist, deren Radius im wesentlichen gleich dem Radius des kugelsegmentförmigen Abschnitts des Schraubenkopfes 63 ist. Der Außendurchmesser des Druckelements 73 ist so gewählt, dass es in dem Aufnahmeteil 66 zu dem Schraubenkopf 63 hin verschiebbar ist. Das Druckelement 73 weist ferner eine koaxiale Bohrung 75 für den Zugriff auf eine nicht dargestellte Ausnehmung in dem Schraubenkopf 63 zum Ineingriffbringen mit einem Einschraubwerkzeug auf.It is also a pressure element 73 for fixing the screw head 63 in the receiving part 66 provided, which is designed so that it is at the screw head 63 facing side a spherical recess 74 whose radius is substantially equal to the radius of the spherical segment-shaped portion of the screw head 63 is. The outer diameter of the pressure element 73 is chosen so that it is in the receiving part 66 to the screw head 63 is displaceable. The pressure element 73 also has a coaxial bore 75 for accessing a not shown recess in the screw head 63 for engaging with a screwing on.

Im Betrieb wird in das Innengewinde 5 des elastischen Elementes 1 der Gewindeschaft 62 mit seinem nicht dargestellten zylinderförmigen Ansatz und in das Innengewinde 5' der Schraubenkopf 63 mit seinem nicht dargestellten zylinderförmigen Ansatz eingeschraubt, um das Schraubenelement 61 zu bilden. Danach wird das so gebildete Schraubenelement 61 mit dem Gewindeschaft 62 voran durch die zweite Bohrung 68 in das Aufnahmeteil 66 eingeführt, bis der Schraubenkopf 63 am Rand der ersten Bohrung 67 anliegt. Anschließend wird das Druckelement 73 mit der sphärischen Ausnehmung voran durch die zweite Bohrung 68 in das Aufnahmeteil 66 eingeführt. Dann wird das Schraubenelement 61 in den Knochen bzw. Wirbel eingeschraubt. Schließlich wird der Stab 72 in das Aufnahmeteil 66 zwischen die bei den freien Schenkel 70, 70' eingelegt, die Winkelstellung des Aufnahmeteils relativ zu dem Schraubenelement justiert und mit der Innenschraube 71 fixiert. Durch das elastische Element werden Bewegungen um die Ruhelage in begrenzter Weise ermöglicht.In operation, the internal thread 5 of the elastic element 1 the threaded shaft 62 with its not shown cylindrical projection and into the internal thread 5 ' the screw head 63 screwed with its not shown cylindrical projection to the screw member 61 to build. Thereafter, the thus formed screw element 61 with the threaded shaft 62 through the second hole 68 in the receiving part 66 introduced until the screw head 63 at the edge of the first hole 67 is applied. Subsequently, the pressure element 73 with the spherical recess leading through the second hole 68 in the receiving part 66 introduced. Then the screw element 61 screwed into the bone or vertebra. Finally, the staff 72 in the receiving part 66 between those at the free thighs 70 . 70 ' inserted, adjusted the angular position of the receiving part relative to the screw member and with the inner screw 71 fixed. By the elastic element movements are made possible around the rest position in a limited way.

Wenn das elastische Element 1 wenigstens teilweise mit seinem durch die Schraubenfedern gebildeten elastischen Abschnitt über die Knochenoberfläche hervorsteht kann das Federelement 1 Biegekräfte, sowie Zug- und Druckkräfte aufnehmen. Steht das elastische Element mit seinem durch die Schraubenfedern gebildeten elastischen Abschnitt nicht mehr über die Knochenoberfläche hervor, kann das Schraubenelement 61 trotzdem bei einer Bewegung des Knochens bzw. Wirbels etwas nachgeben. Damit wird verhindert, dass ungünstige Spannungen auftreten.If the elastic element 1 At least partially protruding with its formed by the coil spring elastic portion on the bone surface, the spring element 1 Bending forces, and absorb tensile and compressive forces. If the elastic element, with its elastic portion formed by the coil springs, no longer projects beyond the bone surface, the screw element can 61 Nevertheless, give in with a movement of the bone or vertebra something. This prevents unfavorable voltages from occurring.

Die Polyaxialschraube ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann auch jede beliebige andere Polyaxialschraube mit einem wie oben beschriebenen dreiteiligen Schraubenelement sein.The Polyaxial screw is not on the previously described embodiment limited, but also any other polyaxial screw with a be as described above three-piece screw element.

Die Stabfixierung ist nicht auf die in 5b gezeigte Innenschraube beschränkt, sondern es kann zusätzlich eine Außenmutter vorgesehen sein, oder jede bekannte Art der Stabfixierung kann eingesetzt werden.The rod fixation is not on the in 5b shown limited internal screw, but it may additionally be provided an outer nut, or any known type of rod fixing can be used.

Als ein drittes Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen elastischen Elements ist in 5c ein Knochenverankerungselement dargestellt, das als Monoaxialschraube 80 ausgebildet ist.As a third application example of the elastic element according to the invention is in 5c a bone anchoring element shown as a monoaxial screw 80 is trained.

Bei der Monoaxialschraube 80 ist der Schraubenkopf als Aufnahmeteil 81 ausgebildet. Zur Aufnahme des Stabes 82 ist an das erste freie Ende des Aufnahmeteils 81 angrenzend eine U- förmige Ausnehmung 83 vorgesehen. Die durch die U-förmige Ausnehmung gebildeten freien Schenkel 84, 84' weisen auf ihrer Innenseite ein Innengewinde auf, in das das Aussengewinde einer Innenschraube 85 eingreift. Der Stab 82 wird im zusammengebauten Zustand der Monoaxialschraube zwischen dem Boden der U-förmigen Ausnehmung 83 und der Innenschraube 85 festgeklemmt. Angrenzend an ein dem ersten freien Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Aufnahmeteils 81 ist ein nicht dargestellter zylindrischer Ansatz mit einem Außengewinde vorgesehen, der in das an das erste Ende des elastischen Elementes 1 angrenzende Innengewinde 5 eingreift. Angrenzend an das dem ersten Ende des elastischen Abschnittes 1 gegenüberliegende Ende weist die Monoaxialschraube einen Gewindeschaft 86 auf, der wie der oben beschriebene Gewindeschaft 62 der Polyaxialknochenschraube 60 ausgebildet ist und mit einem nicht dargestellten zylindrischen Ansatz mit einem Außengewinde in das Innengewinde 5' des elastischen Elements 1 eingreift.For the monoaxial screw 80 is the screw head as a receiving part 81 educated. For holding the rod 82 is at the first free end of the receiving part 81 adjacent a U-shaped recess 83 intended. The free legs formed by the U-shaped recess 84 . 84 ' have on their inside an internal thread into which the external thread of an internal screw 85 intervenes. The rod 82 is in the assembled state of the monoaxial screw between the bottom of the U-shaped recess 83 and the internal screw 85 clamped. Adjacent to a first free end opposite the second end of the receiving part 81 an unillustrated cylindrical projection is provided with an external thread which fits into the first end of the elastic element 1 adjacent internal thread 5 intervenes. Adjacent to the first end of the elastic section 1 opposite end, the monoaxial screw has a threaded shaft 86 on, like the threaded shaft described above 62 the polyaxial bone screw 60 is formed and with a cylindrical projection, not shown, with an external thread in the internal thread 5 ' of elastic element 1 intervenes.

Im Betrieb werden zunächst der Gewindeschaft 86 und das Aufnahmeteil in die beiden Innengewinde 5, 5' des elastischen Elements 1 eingeschraubt. Anschließend wird die Monoaxialschraube 80 in den Knochen oder den Wirbel eingeschraubt. Dann wird die U-förmige Ausnehmung 83 ausgerichtet und der Stab 82 eingelegt. Schließlich wird der Stab 82 mit der Innenschraube 85 fixiert.In operation, first the threaded shaft 86 and the receiving part in the two internal threads 5 . 5 ' of the elastic element 1 screwed. Subsequently, the monoaxial screw 80 screwed into the bone or the vertebra. Then the U-shaped recess 83 aligned and the staff 82 inserted. Finally, the staff 82 with the inner screw 85 fixed.

Als weiteres Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße elastische Element 1 ist in 5d eine Draufsicht auf ein Verbindungselement 90 zu sehen, das aus einem stabförmigen Abschnitt 91, einem Federelement 1 und einer Platte 92 besteht.As another example of application for the elastic element according to the invention 1 is in 5d a plan view of a connecting element 90 seen from a rod-shaped section 91 , a spring element 1 and a plate 92 consists.

Der stabförmige Abschnitt 91. weist einen nicht dargestellten zylindrischen Ansatz mit einem Außengewinde zum Einschrauben in das an das eine Ende des Federelementes 1 angrenzende Innengewinde 5 auf. Ebenso weist die Platte 92 einen nicht dargestellten zylindrischen Ansatz mit einem Außengewinde zum Einschrauben in das an das andere Ende des Federelementes 1 angrenzende Innengewinde 5' auf.The rod-shaped section 91 , has a cylindrical projection, not shown, with an external thread for screwing into the at one end of the spring element 1 adjacent internal thread 5 on. Likewise, the plate points 92 a cylindrical projection, not shown, with an external thread for screwing into the at the other end of the spring element 1 adjacent internal thread 5 ' on.

Die Platte besteht aus zwei in der Draufsicht kreisförmigen Abschnitten 93, 93', die über einen Stegabschnitt 94 miteinander verbunden sind. Die Breite B des Stegabschnittes 94 ist geringer als der Durchmesser D der kreisförmigen Abschnitte 93, 93'. Koaxial zu den kreisförmigen Abschnitten sind zwei Bohrungen 95, 95' für Senkschrauben durch die Platte vorgesehen.The plate consists of two circular in plan view sections 93 . 93 ' over a bridge section 94 connected to each other. The width B of the web section 94 is less than the diameter D of the circular sections 93 . 93 ' , Coaxial with the circular sections are two holes 95 . 95 ' provided for countersunk screws through the plate.

Wie in 5d zu sehen weist die erste Seite 96 der Platte eine konvexe Krümmung auf während die zweite Seite 97 der Platte eine konkave Krümmung zum Anliegen dieser Seite an einen Knochen aufweist. Durch die unterschiedlichen Krümmungsradien der beiden Seiten 96, 97 der Platte 92 verjüngt sich die Platte 92 zu den seitlichen Rändern 98, 98' hin. Dadurch kann die Platte stabil und gleichzeitig raumsparend sein. Die Bohrungen 95, 95' sind in ihrer Form zur Aufnahme von Senkschrauben angepasst.As in 5d to see the first page 96 the plate has a convex curvature while the second side 97 the plate has a concave curvature for abutment of this side to a bone. Due to the different radii of curvature of the two sides 96 . 97 the plate 92 the plate tapers off 92 to the side edges 98 . 98 ' out. This allows the plate to be stable and at the same time space-saving. The holes 95 . 95 ' are adapted in shape for receiving countersunk screws.

Abwandlungen der mit den 5a bis 5d beschriebenen Anwendungsbeispiele sind möglich. So wurde das stabförmige Element 50, die Polyaxialknochenschraube 60, die Monoaxialschraube 80 und das Verbindungselement 90 so beschrieben, dass das elastische Element 1 als separates Teil ausgebildet ist und mit den übrigen Teilen verschraubt ist. Es ist jedoch auch möglich, dass das erfindungsgemäße elastische Element als Abschnitt eines einstückigen stabförmigen Elementes, eines einstückigen Schraubenelementes, einer einstückigen Monoaxial schraube und eines einstückigen Verbindungselementes mit einem Stab- und einem Plattenabschnitt ausgebildet ist. Weiter ist es auch möglich das elastische Element mit Passsitz mit den anderen Elementen wie dem Gewindeschaft 62, dem Stababschnitt 51, 51', mit der Platte 92 oder dem Schraubenkopf 63 zu verbinden.Modifications of the with the 5a to 5d described application examples are possible. This is how the rod-shaped element became 50 , the polyaxial bone screw 60 , the monoaxial screw 80 and the connecting element 90 so described that the elastic element 1 is formed as a separate part and is bolted to the other parts. However, it is also possible that the elastic element according to the invention as a portion of a one-piece rod-shaped element, a one-piece screw element, a one-piece monoaxial screw and a one-piece connecting element is formed with a rod and a plate portion. Furthermore, it is also possible the elastic element snug fit with the other elements such as the threaded shaft 62 , the bar section 51 . 51 ' , with the plate 92 or the screw head 63 connect to.

In 6 ist eine Stabilisierungsvorrichtung 100 für die Wirbelsäule dargestellt, wobei zwei Knochenverankerungselemente 101, 101' und ein diese verbindendes elastisches stabförmiges Element 103 vorgesehen ist. Die Schraubenelemente 102, 102' der Knochenverankerungselemente 101 bzw. 101' und das elastische stabförmige Element 103 weisen jeweils ein erfindungsgemäßes elastisches Element 1 auf. Die beiden Schraubenelemente 102, 102' sind in Wirbel 103, 103' eingeschraubt, sodass zwischen diesen Wirbeln über die Stabilisierungsvorrichtung 100 eine dynamische Stabilisierung hergestellt wird.In 6 is a stabilization device 100 shown for the spine, with two bone anchoring elements 101 . 101 ' and an elastic rod-shaped member connecting them 103 is provided. The screw elements 102 . 102 ' the bone anchoring elements 101 respectively. 101 ' and the elastic rod-shaped element 103 each have an inventive elastic element 1 on. The two screw elements 102 . 102 ' are in vortex 103 . 103 ' screwed so that between these vertebrae over the stabilization device 100 a dynamic stabilization is produced.

Durch die Mehrteiligkeit des elastischen stabförmigen Elementes und der Schraubenelemente ist es möglich, durch die Kombination von nur wenigen Grundelementen Stabilisierungsvorrichtungen 100 mit verschiedenen Eigenschaften zu erhalten. Die Stabilisierungsvorrichtung muß nicht notwendigerweise Knochenverankerungselemente mit einem elastischen Element und ein stabförmiges Element mit dem elastischen Element beinhalten. Je nach Anwendungsgebiet ist es auch möglich, nur ein stabförmiges Element mit einem elastischem Element und Knochenverankerungselemente ohne elastisches Element mit starren Schraubenelementen vorzusehen.Due to the multi-part of the elastic rod-shaped element and the screw elements, it is possible by the combination of only a few basic elements stabilizing devices 100 to get with different properties. The stabilizing device need not necessarily include bone anchoring elements with a resilient element and a rod-shaped element with the resilient element. Depending on the field of application, it is also possible to provide only a rod-shaped element with an elastic element and bone anchoring elements without an elastic element with rigid screw elements.

Die Herstellung eines elastischen Elementes 1 nach der ersten Ausführungsform ist in den 7a, 7b, und 7c dargestellt.The production of an elastic element 1 according to the first embodiment is in the 7a . 7b , and 7c shown.

Zur Herstellung eines elastischen Elements 1 mittels Drahterodieren wird in einem Vollzylinder aus einem körperverträglichen Material, wie z. B. Titan, senkrecht durch die Mittenachse des Zylinders eine sich durch den gesamten Zylinder erstreckende erste Bohrung 110 erzeugt. Dann wird eine zweite Bohrung 111 koaxial zu der Mittenachse des Zylinders über dessen gesamte Länge gebildet, sodass ein Hohlzylinder 112 entsteht. Die Reihenfolge des Bildens der ersten und der zweiten Bohrung ist beliebig und kann auch umgekehrt sein. Anschließend wird durch die erste Bohrung 110 zum Drahterodieren ein Draht 113 durchgeführt. 7a deutet diesen Verfahrensschritt durch einen Pfeil P an.For producing an elastic element 1 By wire erosion is in a solid cylinder of a biocompatible material such. As titanium, perpendicular through the center axis of the cylinder extending through the entire cylinder first bore 110 generated. Then a second hole 111 formed coaxially with the center axis of the cylinder over its entire length, so that a hollow cylinder 112 arises. The order of forming the first and second bores is arbitrary and may be reversed. Subsequently, through the first hole 110 for wire eroding a wire 113 carried out. 7a indicates this process step by an arrow P.

Im nächsten Schritt wird mit dem Draht 113 Drahterodieren durchgeführt, während der Hohlzylinder 112 entlang der Mittenachse in Richtung X mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit relativ zum Draht verschoben und gleichzeitig mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um seine Mittenachse gedreht wird. Die Drehung ist in 7b durch einen Pfeil D angedeutet. Dabei kommt es allein auf eine Relativbewegung zwischen Draht und Hohlzylinder an. So kann entweder der Draht raumfest sein und der Hohlzylinder bewegt werden oder aber auch umgekehrt. Auf diese Art und Weise werden durch Drahterodieren gleichzeitig zwei Schraubenlinien mit gleicher Steigung und zwei Ausnehmungen 114, 115 in der Wandung des Hohlzylinders gebildet, die in radialer Richtung in die Bohrung 111 münden. 7c zeigt das elastische Element kurz vor dem Ende des Schrittes des Drahterodierens. Nachdem die Ausnehmungen in axialer Richtung über eine vorbestimmte Länge gebildet worden sind, wird der Vorschub und die Drehung des Hohlzylinders gestoppt.The next step will be with the wire 113 Wire EDM performed while the hollow cylinder 112 along the center axis in the direction X at a constant feed speed relative to the wire shifted and at the same ge constant angular velocity about its center axis ge is turned. The rotation is in 7b indicated by an arrow D. It depends solely on a relative movement between the wire and the hollow cylinder. So either the wire can be fixed in space and the hollow cylinder to be moved or vice versa. In this way, by wire EDM simultaneously two helices with the same pitch and two recesses 114 . 115 formed in the wall of the hollow cylinder, in the radial direction in the bore 111 lead. 7c shows the elastic element just before the end of the wire EDM step. After the recesses are formed in the axial direction over a predetermined length, the feed and the rotation of the hollow cylinder is stopped.

Wie in 8 dargestellt können zu Beginn des Drahterodierens und am Ende des Drahterodierens jeweils ein halbkreisförmiger Auslauf 120, 120' gebildet werde. Die Form des Auslaufs 120 bzw. 120' hat nicht zwingend die Form eines Halbkreises, sondern kann auch jede andere beliebige Form, wie die eines anderen Kreisabschnittes, haben, durch die Belastungsspitzen in dem Material am Übergang vom flexiblen Abschnitt zum festen Abschnitt im Betrieb gering gehalten werden.As in 8th At the beginning of the wire erosion and at the end of the wire erosion, a semicircular spout can be represented 120 . 120 ' be formed. The shape of the spout 120 respectively. 120 ' does not necessarily have the shape of a semicircle, but may also have any other arbitrary shape, such as those of another circle section, are kept low by the load peaks in the material at the transition from the flexible portion to the fixed portion in operation.

Der Vorteil des oben beschriebenen Verfahrens mit Drahterodieren liegt für die Erzeugung des Auslaufs darin, dass die Ausläufe der beiden Schraubenfedern jeweils in einem gemeinsamen Arbeitsschritt hergestellt werden können, ein zusätzliches Umschalten zwischen den Achsen der Drahterodiermaschine ist bei dieser Ausführungsform im Vergleich zur Herstellung einer Einfachschraubenfeder nicht notwendig.Of the Advantage of the method described above with wire EDM lies for the Generation of the outlet in that the outlets of the two coil springs can each be produced in a common step, a additional switching between the axes of the wire eroding machine is in this embodiment not necessary compared to the production of a single coil spring.

Schließlich wird in den zwei an die beiden Enden angrenzenden Endabschnitten der koaxialen Bohrung entlang der Mittenachse jeweils ein Innengewinde 5, 5' gebildet.Finally, in the two adjacent to the two ends of the coaxial bore end portions along the center axis in each case an internal thread 5 . 5 ' educated.

Alternativ kann das elastische Element 1 auch mittels Fräsen hergestellt werde. Dabei geht man wiederum von einem Zylinder mit einem vorbestimmten Außendurchmesser aus einem körperverträglichen Material, wie z.B. Titan, aus und fräst mit einem dünnen Scheibenfräser entlang einer ersten Schraubenlinie, deren Hauptachse kollinear zu der Hauptachse des Zylinders ist eine erste Ausnehmung. Dann wird in einem zweiten Schritt entlang einer zweiten Schraubenlinie, deren Windungen zwischen den Windungen der ersten Schraubenlinie verlaufen eine weitere Ausnehmung gebildet. Anschließend wird entlang der Hauptachse des Zylinders über die gesamte Länge des Zylinders eine Bohrung derart gebildet, dass die Ausnehmungen in diese Bohrung münden. Der Auslauf der Spirale am Übergang zwischen dem Spiralabschnitt und dem endseitigen Abschnitt des elastischen E lementes hat einen großen Einfluss auf die Stabilität des elastischen Elements 1. Daher wird mit einem Fingerfräser der Auslauf der Spirale an beiden Enden der Spirale derart nachbearbeitet, dass die scharfe Kante an der Innenseite der Bohrung entfernt wird. Dazu wird der Auslauf mit einem Fingerfräser in einem Winkel tangential zur Spiralkontur gefräst. Im Anschluss daran wird das Bauteil innen und außen entgratet.Alternatively, the elastic element 1 also produced by milling. This is again based on a cylinder with a predetermined outer diameter of a biocompatible material, such as titanium, and milled with a thin disc cutter along a first helix, the main axis collinear to the main axis of the cylinder is a first recess. Then, in a second step, a further recess is formed along a second helix whose turns run between the turns of the first helix. Subsequently, along the main axis of the cylinder over the entire length of the cylinder, a bore is formed such that the recesses open into this bore. The outlet of the spiral at the transition between the spiral section and the end-side section of the elastic element has a great influence on the stability of the elastic element 1 , Therefore, the end of the spiral at both ends of the spiral is reworked with a milling cutter so that the sharp edge is removed on the inside of the bore. For this purpose, the spout is milled with an end mill at an angle tangential to the spiral contour. Subsequently, the component is deburred inside and outside.

Schließlich wird wie bei dem zuvor beschriebenen Verfahren in den zwei Endabschnitten der koaxialen Bohrung entlang der Mittenachse jeweils ein Innengewinde 5, 5' gebildet.Finally, as in the previously described method, an internal thread is respectively formed in the two end portions of the coaxial bore along the center axis 5 . 5 ' educated.

Weitere alternative Herstellungsverfahren für das elastische Element sind die Laserbearbeitung oder die Wasserstrahlbearbeitung, wobei die Herstellung analog dem Drahterodieren erfolgt, jedoch anstelle des gleichzeitigen Bildens von zwei Ausnehmungen durch einen durch die erste Bohrung durchgeführten Draht durch einen durch die erste Bohrung geführten Laserstrahl oder Wasserstrahl erfolgt.Further alternative manufacturing methods for the elastic element are the laser processing or the water jet processing, wherein the Manufacture analogous to the wire EDM, but instead of the simultaneously forming two recesses by one through the first drilling carried out Wire through a guided through the first bore laser beam or water jet he follows.

In einer Abwandlung wird bei den obigen Verfahren anstelle zumindest eines der Innengewinde 5, 5' zu Beginn des Verfahrens durch Drehen ein zylinderförmiger Ansatz mit einem Außengewinde gebildet. In diesem Fall muss der Durchmesser der Bohrung 111 kleiner als der Durchmesser des zylinderförmigen Ansatzes sein.In a modification, in the above methods, instead of at least one of the internal threads 5 . 5 ' formed at the beginning of the process by turning a cylindrical neck with an external thread. In this case, the diameter of the hole 111 be smaller than the diameter of the cylindrical neck.

In einer weiteren Abwandlung des Herstellungsverfahrens wird das Federelement entsprechend der sechsten und siebten Ausführungsform ohne eine durchgehende Bohrung 111 hergestellt.In a further modification of the manufacturing method, the spring element according to the sixth and seventh embodiment without a through hole 111 produced.

Claims (14)

Elastisches Element (1, 11, 21) zur Verwendung in Stabilisierungseinrichtungen für Knochen oder Wirbel, welches als ein im wesentlichen zylinderförmiger Körper mit einem ersten Ende (9, 17, 22) und einem diesem gegenüberliegenden zweiten Ende (9', 17', 22') und mit einem elastischen Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Ende ausgebildet ist, wobei der elastische Abschnitt aus wenigstens zwei Schraubenfedern mit gleicher Steigung (α) gebildet ist, die koaxial derart angeordnet sind, dass die Windungen (3) der einen Schraubenfeder (7) zumindest in einem Abschnitt der Schraubenfeder zwischen den Windungen (4) der anderen Schraubenfeder (8) verlaufen.Elastic element ( 1 . 11 . 21 ) for use in stabilizing devices for bones or vertebrae, which is designed as a substantially cylindrical body with a first end ( 9 . 17 . 22 ) and a second end ( 9 ' . 17 ' . 22 ' ) and formed with an elastic portion between the first and the second end, wherein the elastic portion of at least two coil springs with the same pitch (α) is formed, which are coaxially arranged such that the turns ( 3 ) of a coil spring ( 7 ) at least in a portion of the coil spring between the turns ( 4 ) of the other coil spring ( 8th ). Elastisches Element (1, 11, 21) nach Anspruch 1, wobei die Schraubenfedern den gleichen Außendurchmesser aufweisen.Elastic element ( 1 . 11 . 21 ) according to claim 1, wherein the coil springs have the same outer diameter. Elastisches Element nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schraubenfedern (7, 8) in einer Ebene, die die Mittenachse der Schraubenfedern (7, 8) enthält, den gleichen Querschnitt der Windungen (3, 4) aufweisen.Elastic element according to claim 1 or 2, the coil springs ( 7 . 8th ) in a plane which is the center axis of the coil springs ( 7 . 8th ), the same cross-section of the turns ( 3 . 4 ) exhibit. Elastisches Element (1, 11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit zwei im wesentlichen gleichen Schraubenfedern, wobei jede der beiden Schraubenfedern (7, 8) relativ zur anderen um ihre gemeinsame Mittenachse um 180° gedreht ist.Elastic element ( 1 . 11 . 21 ) according to one of claims 1 to 3, with two substantially identical coil springs, each of the two coil springs ( 7 . 8th ) is rotated relative to the other about its common center axis by 180 °. Elastisches Element (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem elastischen Element koaxial zur Mittenachse (M) eine durchgehende dritte Bohrung (2) vorgesehen ist, die sich von dem ersten Ende (9) bis zu dem zweiten Ende (9') des zylinderförmigen Körpers erstreckt.Elastic element ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein in the elastic element coaxial with the central axis (M) has a continuous third bore ( 2 ) extending from the first end ( 9 ) to the second end ( 9 ' ) of the cylindrical body. Elastisches Element (1, 11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das elastische Element aus einem körperverträglichen Material, insbesondere Titan, besteht.Elastic element ( 1 . 11 . 21 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the elastic element consists of a biocompatible material, in particular titanium. Elastisches Element (1, 11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei an das erste Ende angrenzend ein erster zylindrischer Ansatz (16, 23, 23') mit einem Außengewinde oder eine erste Bohrung mit einem Innengewinde (5, 5', 15) vorgesehen ist zum Verbinden mit einem Schaft (62) oder mit einem Kopf (63) einer Knochenschraube (61), zum Verbinden mit einem Stababschnitt (51, 51') oder zum Verbinden mit einer Platte (92).Elastic element ( 1 . 11 . 21 ) according to any one of claims 1 to 6, wherein adjacent to the first end a first cylindrical projection ( 16 . 23 . 23 ' ) with an external thread or a first bore with an internal thread ( 5 . 5 ' . 15 ) is provided for connecting to a shaft ( 62 ) or with a head ( 63 ) a bone screw ( 61 ), for connecting to a rod section ( 51 . 51 ' ) or to connect to a plate ( 92 ). Elastisches Element nach Anspruch 7, wobei an das zweite Ende (22') angrenzend ein zweiter zylindrischer Ansatz (23') mit einem Außengewinde oder eine zweite Bohrung mit einem Innengewinde (5') vorgesehen ist zum Verbinden mit einem Schaft (62) oder mit einem Kopf (63) einer Knochenschraube (61), zum Verbinden mit einem Stababschnitt (51, 51') oder zum Verbinden mit einer Platte (92).Elastic element according to claim 7, wherein at the second end ( 22 ' ) adjacent a second cylindrical projection ( 23 ' ) with an external thread or a second bore with an internal thread ( 5 ' ) is provided for connecting to a shaft ( 62 ) or with a head ( 63 ) a bone screw ( 61 ), for connecting to a rod section ( 51 . 51 ' ) or to connect to a plate ( 92 ). Knochenverankerungselement (60, 80, 101, 101') mit einem Schaft (62, 86) zum Verankern im Knochen, wobei der Schaft einen Abschnitt mit einem elastischen Element (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist, der einstückig oder mehrstückig ausgebildet ist.Bone anchoring element ( 60 . 80 . 101 . 101 ' ) with a shaft ( 62 . 86 ) for anchoring in the bone, the shaft having a portion with an elastic element ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, which is formed in one piece or several pieces. Stabförmiges Element (50) zum Verbinden zweier Knochenverankerungselemente (60, 80, 101, 101') mit einem elastischen Element (1, 11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 8; und einem starren Stababschnitt (51, 51'), der an das eine Ende des elastischen Elements (1, 11, 21) angrenzt, wobei das stabförmige Element entweder einstückig oder mehrstückig ausgebildet ist.Rod-shaped element ( 50 ) for connecting two bone anchoring elements ( 60 . 80 . 101 . 101 ' ) with an elastic element ( 1 . 11 . 21 ) according to any one of claims 1 to 8; and a rigid rod section ( 51 . 51 ' ) which is attached to one end of the elastic element ( 1 . 11 . 21 ), wherein the rod-shaped element is formed either in one piece or in several pieces. Stabilisierungseinrichtung (100) zur dynamischen Stabilisierung von Knochen, Knochenteilen oder der Wirbelsäule mit zumindest zwei Knochenverankerungselementen (101, 101'), die über ein stabförmiges Element (103) oder eine Platte miteinander verbunden sind, wobei ein Abschnitt oder ein Element der Stabilisierungseinrichtung als ein elastisches Element (1, 11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.Stabilization device ( 100 ) for the dynamic stabilization of bones, bone parts or the spine with at least two bone anchoring elements ( 101 . 101 ' ), which via a rod-shaped element ( 103 ) or a plate, wherein a portion or an element of the stabilization device as an elastic element ( 1 . 11 . 21 ) is designed according to one of claims 1 to 8. Verfahren zur Herstellung eines elastischen Elements (1, 11, 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den Schritten: (a) Bereitstellen eines zylinderförmigen Körpers (112); (b) Bilden einer ersten Ausnehmung (114) von außen in den zylinderförmigen Körper (112) entlang einer ersten Schraubenlinie; (c) Bilden mindestens einer weiteren zweiten Ausnehmung (115) von außen in den zylinderförmigen Körper (112) entlang einer zweiten Schraubenlinie, wobei die Windungen der zweiten Schraubenlinie zumindest in einem Abschnitt zwischen den Windungen der ersten Schraubenlinie verlaufen.Process for producing an elastic element ( 1 . 11 . 21 ) according to any one of claims 1 to 8, comprising the steps of: (a) providing a cylindrical body ( 112 ); (b) forming a first recess ( 114 ) from the outside into the cylindrical body ( 112 ) along a first helix; (c) forming at least one further second recess ( 115 ) from the outside into the cylindrical body ( 112 ) along a second helical line, wherein the turns of the second helix extend at least in a portion between the turns of the first helix. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Bildung der Ausnehmungen mittels Drahterodieren, Wasserstrahlbearbeitung, Laserstrahlbearbeitung oder einem spanabtragenden Verfahren erfolgt.The method of claim 12, wherein the formation of the Recesses by wire erosion, water jet machining, laser beam machining or a chip removal process. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Erzeugung der ersten und der zweiten Ausnehmung in den Schritten (b) und (c) gleichzeitig erfolgt.The method of claim 12 or 13, wherein the generation the first and second recesses in steps (b) and (c) takes place simultaneously.
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