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1. WO2020114589 - ÉCARTEUR POUR UNE VIS D'OSTÉOSYNTHÈSE, SYSTÈME CHIRURGICAL ET PROCÉDÉ

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[ DE ]

Abstandshalter für eine Knochenschraube , chirurgisches System und Verfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abstandshalter für eine Knochenschraube, ein chirurgisches System mit Abstands halter und ein Verfahren zum Befestigen einer Knochenplatte an zumindest einem Knochen mithilfe eines Abstandshalters.

In der Knochenchirurgie werden oftmals Systeme mit Knochen platten und Knochenschrauben verwendet, wobei die Knochenplat ten eine oder mehrere Plattenöffnungen mit einer plattenseiti gen Verblockungsstruktur und die Knochenschrauben einen

Schraubenkopf mit einer schraubenseitigen Verblockungsstruktur aufweisen. Mittels der Verblockungsstrukturen kann eine Ver blockung der Knochenschraube in der Plattenöffnung erreicht werden, also eine Fixierung des Schraubenkopfes der Knochen schraube in der Plattenöffnung der Knochenplatte. Von besonde rem Vorteil ist dabei eine winkelvariable Verblockung, also die Möglichkeit, die Knochenschraube unter einem in einem ge wissen Bereich beliebigen Winkel relativ zur Knochenplatte zu fixieren. Derartige Verblockungsstrukturen sind beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung WO 2004/086990 Al be kannt .

Beispielsweise beim Einsatz von verblockten Unterkiefer-Über brückungsplatten wird oft an einer ersten Plattenöffnung vor einem Resektionsbereich bzw. einer Fraktur eine Schraube ohne Verblockungsstruktur verwendet, damit die Knochenplatte an den Knochen herangezogen werden kann. Dies wäre mit einer Verblo ckungsschraube nicht möglich, da deren Schraubenkopf beim Kon takt mit der plattenseitigen Verblockungsstruktur verblocken würde und dadurch keinen Zug aufbauen könnte. Um eine ausrei chend stabile, bevorzugt winkelstabile Versorgung zu erhalten, müsste jedoch die eingesetzte Schraube ohne Verblockungskontur anschliessend durch eine Verblockungsschraube ersetzt werden.

Dieses bekannte Verfahren ist allerdings äusserst aufwendig. Ausserdem können durch das sequentielle Einsetzen zweier Kno chenschrauben der Knochen und das Körpergewebe unnötig bean sprucht werden. Zudem wird die Zugschraube nur temporär einge setzt und kann anschliessend nicht nochmals verwendet werden. Zudem werden bei unterschiedlichen Gewindesteigungen der

Schraube ohne Verblockungsstruktur und der Verblockungsschrau be zwei Gewinde in den Knochen geformt. Dies kann die Veranke rung im Knochen schwächen. Diese Probleme können generell bei allen Verblockungssystemen auftreten, auch wenn sie in anderen Bereichen des menschlichen Skeletts eingesetzt werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik auszuräumen und insbesondere eine Möglichkeit bereitzustellen, das Heranziehen einer Kno chenplatte an einen Knochen und das anschliessende Verblocken einer Knochenschraube mit der Knochenplatte an der gleichen Stelle einfacher und für den Knochen und das Körpergewebe schonender zu gestalten.

Diese und weitere Aufgaben werden in einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch einen Abstandshalter für eine Knochen schraube, die einen in eine Plattenöffnung einer Knochenplatte einsetzbaren Schraubenschaft und einen Schraubenkopf aufweist, welcher in mindestens einer Plattenöffnung insbesondere win kelvariabel verblockbar ist. Der Abstandshalter weist einen Werkzeugkopf auf, der mindestens eine Aufnahmeöffnung enthält, in welcher die Knochenschraube in einer Abstandshalteposition aufnehmbar ist. In der Abstandshalteposition ist der Schrau benschaft in die Plattenöffnung eingesetzt. Allerdings hält der Abstandshalter den Schraubenkopf in einem derartigen Ab stand von der Plattenöffnung, dass der Schraubenkopf nicht in der Plattenöffnung verblockbar ist.

Der erfindungsgemässe Abstandshalter erlaubt es, durch Eindre hen der Knochenschraube in den Knochen die Knochenplatte mit- hilfe des Schraubenkopfes an den Knochen heranzuziehen. Der Abstandshalter überträgt dabei die axialen Zugkräfte zwischen dem Knochen, dem Schraubenschaft und dem Schraubenkopf. Auf grund des Abstandes zwischen Schraubenkopf und Plattenöffnung geraten die Verblockungsstrukturen des Schraubenkopfes und der Plattenöffnung nicht in Kontakt miteinander, so dass auch kei ne Verblockung eintreten kann. Nach Verlassen der Abstandshal-teposition, insbesondere durch Entfernen des Abstandshalters von der Knochenschraube oder durch Verschieben des Abstands halters relativ zur Knochenschraube, kann die Knochenschraube ohne zwischenzeitliches Austauschen einfach weiter in den Kno chen eingedreht werden, bis eine Verblockung zwischen dem Schraubenkopf und der Plattenöffnung erreicht ist. Das Verfah ren wird hierdurch wesentlich schneller und einfacher als das aus dem Stand der Technik bekannte, der Knochen und das Kör pergewebe werden geschont, und es wird keine zusätzliche Zug schraube benötigt. Ausserdem wird kein neues Gewinde geschnit ten, so dass der Halt der Schraube im Knochen weiter verbes sert wird. Weiterhin wird die Knochenplatte in derjenigen Po sition relativ zum Knochen durch die Verblockung fixiert, bis zu der die Platte zuvor mit dem Abstandshalter gebracht wurde.

Es versteht sich, dass der Abstandshalter selbst keine Verblo ckungsstruktur aufweisen sollte, in der eine mit ihm verwende te Knochenschraube in der Abstandshalteposition verblocken könnte .

Vorteilhafterweise ist der Schraubenkopf in einer Längsrich tung der Knochenschraube durch die Aufnahmeöffnung bewegbar. Auf diese Weise kann der Schraubenschaft in die Aufnahmeöff nung eingebracht werden. Somit ist der Abstandshalter derart relativ zu einer bereits teilweise in einen Knochen eingedreh ten Knochenschraube bewegbar, dass die Aufnahmeöffnung in Richtung des Schraubenschaftes über den Schraubenkopf oder der Schraubenkopf durch den Abstandhalter bewegt werden kann.

Alternativ dazu ist es natürlich auch denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Werkzeugkopf einen Spalt oder seitliche Öffnung aufweist, durch den der Schraubenschaft ei ner bereits teilweise in einen Knochen eingedrehten Knochen schraube in einer Richtung quer zur Längsrichtung der Knochen schraube in die Aufnahmeöffnung eingebracht werden kann, ohne dass der Schraubenkopf die Aufnahmeöffnung durchdringen muss.

Zweckmässigerweise enthält die Aufnahmeöffnung einen Durch gangsbereich, durch welchen der Schraubenkopf wie oben erläu tert in der Längsrichtung der Knochenschraube bewegbar ist, und einen mit dem Durchgangsbereich verbundenen Abstandshalte bereich, durch welchen der Schraubenkopf nicht in der Längs richtung der Knochenschraube bewegbar ist und in welchem die Knochenschraube in der Abstandshalteposition aufnehmbar ist. Aufgrund der Verbindung des Durchgangsbereichs mit dem Ab-standshaltebereich können Abstandshalter und Knochenschraube derart relativ zueinander bewegt werden, dass sich der Schrau benschaft vom Durchgangsbereich in den Abstandshaltebereich bewegt. In der somit erreichten Abstandshalteposition kann der Abstandshalter den Schraubenkopf in einem derartigen Abstand von der Plattenöffnung halten, dass der Schraubenkopf nicht in der Plattenöffnung verblockbar ist.

Die obige Funktion lässt sich beispielweise dadurch realisie ren, dass der Durchgangsbereich eine erste Breite aufweist und der Abstandshaltebereich eine zweite Breite aufweist, die kleiner als die erste Breite ist, und mit dem Durchgangsbe reich überlappt. Der Schraubenkopf einer Knochenschraube, des sen Durchmesser zwischen diesen beiden Breiten liegt, kann dann nur durch den Durchgangsbereich, nicht aber auch durch den Abstandshaltebereich hindurchdringen.

Eine besonders einfache Bauform lässt sich erreichen, wenn der Durchgangsbereich kreisförmig ist und einen Durchmesser auf weist und der Abstandshaltebereich langlochförmig ist, eine Breite aufweist, die kleiner als der Durchmesser des Durch gangsbereichs ist, und mit dem Durchgangsbereich überlappt.

Als nützlich erweist es sich auch, wenn ein den Abstandshalte bereich des Werkzeugkopfs umgebender Abstandshalteabschnitt eine Senkung aufweist, in welcher der Schraubenkopf in der Ab-standshalteposition aufnehmbar ist. Auf diese Weise kann näm lich ein kleinerer Abstand zwischen Schraubenkopf und Knochen platte erreicht werden. Folglich kann in der Abstandshaltepo-sition die Knochenschraube weiter in den Knochen eingedreht und somit sicherer damit verbunden sein. Zudem kann die Sen kung auch eine seitliche Abstützung des Schraubenkopfes bewir ken, beispielsweise wenn es sich um eine stufenförmige Senkung handelt .

Bevorzugt verjüngt sich die Senkung, was den Vorteil einer Zentrierung der Knochenschraube relativ zur Plattenöffnung zur Folge hat. Zudem kann im Fall einer sich verjüngenden Senkung der Schraubenkopf bei entsprechender Geometrie stabiler am Ab standshalter abgestützt werden.

In vielen Ausführungsbeispielen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Senkung beispielsweise sphärisch, elliptisch, parabo lisch, hyperbolisch, konisch oder gestuft ausgebildet ist.

Dies gilt unter anderem dann, wenn auch eine dem Schrauben schaft zugewandte Unterseite des Schraubenkopfes sphärisch ausgebildet ist. Eine derartige Form des Schraubenkopfes liegt insbesondere bei winkelvariabel verblockbaren Knochenschrauben vor .

Der Werkzeugkopf kann die Aufnahmeöffnung vollständig um-schliessen. Auf diese Weise ist der Abstandshalter im Bereich der Aufnahmeöffnung besonders stabil. Wie bereits beschrieben, kann der Werkzeugkopf alternativ einen Spalt oder eine seitli che Öffnung aufweisen, durch den der Schraubenschaft einer be reits teilweise in einer Knochen eingedrehten Knochenschraube in einer Richtung quer zur Längsrichtung der Knochenschraube in die Aufnahmeöffnung eingebracht werden kann.

Zur Erleichterung der Handhabung kann der Abstandshalter einen Haltegriff aufweisen, an dem der Abstandshalter einhändig er greifbar ist. Ein Chirurg kann dann mit einer Hand den Ab standshalter halten und mit der anderen Hand beispielsweise die Knochenschraube weiter in den Knochen eindrehen, um die Knochenplatte an den Knochen zu ziehen.

Zweckmässig ist es, wenn der Werkzeugkopf plattenförmig ausge bildet ist und der Haltegriff stielförmig ausgebildet ist und in einem Winkel relativ zum Werkzeugkopf angeordnet ist. Die ser Winkel kann im Bereich von 0° bis 90°, bevorzugt im Be reich von 15° bis 45° liegen. Je nach der vorgesehenen Verwen dung kann sich der Haltegriff unter dem genannten Winkel in einer Richtung vom Werkzeugkopf erstrecken, die mit der

Schraubenrichtung einer bestimmungsgemäss vom Abstandshalter aufgenommenen Knochenschraube einen spitzen Winkel bildet, wo bei die Schraubenrichtung vom Schraubenkopf zum Schrauben schaft dieser bestimmungsgemäss aufgenommenen Knochenschraube verläuft. Der Haltekopf kann auch abgekröpft sein.

In einer möglichen Ausführungsform kann der Durchgangsbereich an dem dem Haltegriff zugewandten Ende der Aufnahmeöffnung an geordnet sein. Dann kann der Schraubenschaft einer Knochen schraube durch Ziehen am Handgriff vom Durchgangsbereich in den Abstandshaltebereich bewegt werden und auch während des weiteren Eindrehens der Knochenschraube in den Knochen durch Zug gehalten werden. Natürlich ist es ebenso denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Durchgangsbereich an dem dem Haltegriff abgewandten Ende der Aufnahmeöffnung angeordnet ist. Dann kann der Schraubenschaft einer Knochenschraube durch Drücken am Handgriff vom Durchgangsbereich in den Abstandshal tebereich bewegt werden und auch während des weiteren Eindre hens der Knochenschraube in den Knochen durch Druck gehalten werden. Ebenfalls sind Anordnungen denkbar, bei denen die Be reiche unter spitzen, rechtwinkligen oder stumpfen Winkeln schräg zum Haltegriff stehen.

Als chirurgisches Instrument kann der Abstandshalter, insbe sondere sein Werkzeugkopf, ein biokompatibles Material enthal ten oder daraus bestehen, insbesondere Titan, eine Titan-Legierung, Implantatstahl , einen Kunststoff oder eine Keramik.

In einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung auch ein chi rurgisches System, welches mindestens einen erfindungsgemässen Abstandshalter sowie mindestens eine Knochenschraube mit einem in die Plattenöffnung einsetzbaren Schraubenschaft und einem Schraubenkopf, welcher in mindestens einer Plattenöffnung ins besondere winkelvariabel verblockbar ist, enthält. Die Verblo ckung kann durch eine am Schraubenkopf gebildete schraubensei tige Verblockungsstruktur erreicht werden. Der Abstandshalter und die Knochenschraube sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Knochenschraube in der Aufnahmeöffnung des Abstands halters in einer Abstandshalteposition aufnehmbar ist, in der der Schraubenschaft in die Plattenöffnung eingesetzt ist, aber der Abstandshalter den Schraubenkopf in einem derartigen Ab stand von der Plattenöffnung hält, dass der Schraubenkopf nicht in der Plattenöffnung verblockbar ist. Mit einem solchen chirurgischen System können die bereits oben dargelegten Vor teile erreicht werden.

Vorteilhafterweise enthält das chirurgische System weiterhin mindestens eine Knochenplatte mit mindestens einer Plattenöff nung, wobei die Knochenschraube in der Aufnahmeöffnung des Ab standshalters in einer Abstandshalteposition aufnehmbar ist, in der der Schraubenschaft in die Plattenöffnung eingesetzt ist, aber der Abstandshalter den Schraubenkopf in einem derar tigen Abstand von der Plattenöffnung hält, dass der Schrauben kopf nicht in der Plattenöffnung verblockbar ist. Mindestens eine Plattenöffnung kann eine plattenseitige Verblockungs- Struktur aufweisen, damit die erfindungsgemässen Vorteile zum Tragen kommen.

Der erfindungsgemässe Abstandshalter kann in einem Verfahren zum Befestigen einer Knochenplatte an zumindest einem Knochen verwendet werden, welches die folgenden Schritte enthält:

a) partielles Einsetzen, insbesondere partielles Eindrehen, des Schraubenschafts einer ersten Knochenschraube durch eine erste Plattenöffnung der Knochenplatte hindurch und in den Knochen hinein;

b) vor, während oder nach Schritt a) : Aufnehmen der ersten Knochenschraube in der Abstandshalteposition;

c) Eindrehen, insbesondere weiteres Eindrehen, der ersten Knochenschraube in den Knochen hinein, wobei der Ab standshalter ein Verblocken des Schraubenkopfs der ers ten Knochenschraube in der Plattenöffnung verhindert;

d) optional: Eindrehen mindestens einer weiteren Knochen schraube durch eine jeweilige weitere Plattenöffnung der Knochenplatte hindurch und in den Knochen hinein;

e) Bewegung des Abstandshalters aus der Abstandshalteposi tion heraus, insbesondere durch Entfernen des Abstands halters von der ersten Knochenschraube;

f) weiteres Eindrehen der ersten Knochenschraube in den

Knochen hinein, wodurch der Schraubenkopf der ersten Knochenschraube in der ersten Plattenöffnung verblockt wird .

Unter dem Aufnehmen der ersten Knochenschraube in der Ab standshalteposition im Schritt b) wird verstanden, dass die Knochenschraube und der Abstandshalter in dieser Relativposi tion gebracht werden. Im Schritt b) kann die erste Knochen schraube beispielsweise dadurch in die Abstandshalteposition gebracht werden, dass die Aufnahmeöffnung in Richtung des Schraubenschaftes über den Schraubenkopf bewegt oder der Schraubenkopf durch den Abstandhalter wird und anschliessend der Schraubenschaft vom Durchgangsbereich in den Abstandshal tebereich bewegt wird. Durch das Eindrehen der Knochenschraube im Schritt c) wird die Knochenplatte an den Knochen herangezo gen. Das optionale Eindrehen mindestens einer weiteren Kno chenschraube im Schritt d) kann eine Fixierung der im

Schritt c) erreichten Relativposition zwischen Knochenplatte und Knochen erreicht werden. Es kann wahlweise mit oder ohne Verwendung des Abstandshalters erfolgen. Der Abstandshalter kann im Schritt e) dadurch aus der Abstandshalteposition her ausbewegt werden, dass der Schraubenschaft der ersten Knochen schraube vom Abstandshaltebereich in den Durchgangsbereich be wegt wird und anschliessend die Aufnahmeöffnung über den

Schraubenkopf oder der Schraubenkopf durch den Abstandhalter bewegt wird. Um dies zu ermöglichen, kann es vor Schritt e) erforderlich sein, die erste Knochenschraube wieder ein klei nes Stück weit aus dem Knochen herauszudrehen.

Bevorzugt wird im Schritt c) durch das Eindrehen der ersten Knochenschraube der Abstandshalter zwischen dem Schraubenkopf der ersten Knochenschraube und der Knochenplatte eingeklemmt und vor Schritt e) die erste Knochenschraube teilweise aus dem Knochen gelöst, so dass der Abstandshalter nicht mehr zwischen dem Schraubenkopf der ersten Knochenschraube und der Knochen platte eingeklemmt ist.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungs beispiels und mehrerer Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen

Figur la: einen erfindungsgemässen Abstandshalter in ei ner perspektivischen Ansicht;

Figur lb: den Abstandshalter in einer seitlichen

Schnittansicht ;

Figur lc: den Abstandshalter in einer Draufsicht;

Figur ld: den Abstandshalter in einer seitlichen Ansicht mit zusätzlich angebogenem Griff;

Figur 2a-2f: eine Darstellung eines Verfahren zum Befestigen einer Knochenplatte an zumindest einem Knochen mithilfe des Abstandshalters.

Der in den Figuren la bis ld dargestellte erfindungsgemässe Abstandshalter 30 weist einen Werkzeugkopf 35 und einen ein händig ergreifbaren Haltegriff 34 auf, der sich unter einem Winkel = 30° vom Werkzeugkopf 35 erstreckt. Der Werkzeug kopf 35 enthält eine Aufnahmeöffnung 31 mit einem Durchgangs bereich 32 und einem Abstandshaltebereich 33. Der dem Halte griff 34 zugewandte Durchgangsbereich 32 ist kreisförmig und hat einen Durchmesser bzw. eine erste Breite d = bl = 3,3 mm, die etwas grösser als der Kopfdurchmesser der zugehörigen Schraube (beispielsweise 3 mm bis 4 mm) ist, wohingegen der Abstandshaltebereich 33 langlochförmig ist, eine Breite b2 = 2,05 mm aufweist, die somit kleiner als der Kopfdurchmesser sowie grösser als der Schaftdurchmesser der zugehörigen

Schraube (beispielsweise 2,05 mm) ist, und mit dem Durchgangs bereich 32 überlappt. Ein den Abstandshaltebereich 33 des Werkzeugkopfs 35 umgebender Abstandshalteabschnitt 37 weist eine sphärisch ausgebildete Senkung 39 auf, in welcher ein Schraubenkopf 22 einer Knochenschraube 20 in einer Abstands-halteposition A aufnehmbar ist (siehe dazu unten) .

Der Abstandshalter 30 kann ein biokompatibles Material enthal ten oder daraus bestehen, insbesondere Titan, eine Titan-Legierung, Implantatstahl , einen Kunststoff oder eine Keramik. Er kann beispielsweise durch Laserschneiden, Wasserstrahl schneiden, Fräsen, Stanzen aus einem flachen Blech und an schliessendes Biegen oder durch Spritzgiessen hergestellt wer den. Zur Erleichterung des Biegens enthält der Abstandshal ter 30 in einem den Handgriff 34 mit dem Werkzeugkopf 35 ver- bindenden Bereich eine hier dargestellte, jedoch optionale Einschnürung 40, die für eine bessere Einsicht sorgt.

Die Figuren 2a bis 2f zeigen schematisch ein Verfahren zum Be festigen einer Knochenplatte 10 an einem menschlichen Unter kiefer 50 mithilfe des Abstandshalters 30.

In einem ersten Schritt a) (Figur 2a) wird mithilfe eines Schraubendrehers 60 ein Schraubenschaft 21 einer als Verblo ckungsschraube 20 ausgebildeten ersten Knochenschraube durch eine erste Plattenöffnung 11 der Knochenplatte 10 hindurch in den Unterkiefer 50 eingedreht. Der Schraubenschaft 21 kann beispielsweise einen Durchmesser von 2 mm bis 3 mm haben, der kleiner ist als die Breite b des Abstandshaltebereichs 33 und der Durchmesser des Durchgangsbereiches 32. Der Schraubenkopf 22 der ersten Knochenschraube 20 kann einen Durchmesser von 3 mm bis 4 mm haben, der somit grösser als die Breite b des Abstandshaltebereichs 33, aber kleiner als der Durchmesser des Durchgangsbereiches 32 ist.

Die genannten Abmessungen erlauben es, dass in einem

Schritt b) (Figur 2b) die Aufnahmeöffnung 31 in Richtung des Schraubenschaftes 21, d. h. in einer Längsrichtung L, über den Schraubenkopf 22 bewegt und anschliessend durch Ziehen am Hal tegriff 34 des Abstandshalters 30 der Schraubenschaft 21 vom Durchgangsbereich 32 in den Abstandshaltebereich 33 bewegt werden kann. Auf diese Weise wird eine Abstandshalteposition A eingenommen, in der der Schraubenschaft 21 noch immer durch die Plattenöffnung 11 hindurch in den Unterkiefer 50 einge setzt ist, aber der Abstandshalter 30 den Schraubenkopf 22 in einem derartigen Abstand von der Plattenöffnung 11 hält, dass der Schraubenkopf 22 nicht in der Plattenöffnung 11 verblock-bar ist. Die erste Knochenschraube 20 wird in einem Schritt c) (Figur 2c) mit Hilfe des Schraubendrehers 60 weiter in den Un terkiefer 50 eingedreht, bis der Abstandshalter 30 zwischen dem Schraubenkopf 22 der ersten Knochenschraube 20 und der Knochenplatte 10 eingeklemmt ist und ein Verblocken verhin dert .

Anschliessend werden in einem Schritt d) (Figur 2d) mehrere weitere Knochenschrauben 20', bei denen es sich bevorzugt ebenfalls um Verblockungsschrauben handelt, durch eine jewei lige weitere Plattenöffnung 11' der Knochenplatte 10 hindurch und in den Unterkiefer 50 eingedreht. Diese fixieren die Kno chenplatte 10 relativ zum Knochen 50 in derjenigen Position, in die das System im vorausgehenden Schritt (Figur 2c) ge bracht wurde .

Zum Entfernen des Abstandshalters 30 in einem Schritt e) (Fi gur 2e) wird dieser aus der Abstandshalteposition A herausbe wegt, indem der Schraubenschaft 21 der ersten Knochenschrau be 20 vom Abstandshaltebereich 33 in den Durchgangsbereich 32 bewegt wird und anschliessend die Aufnahmeöffnung 31 über den Schraubenkopf 22 bewegt wird. Um dies zu ermöglichen, kann es vor Schritt e) erforderlich sein, die erste Knochenschraube 20 wieder ein kleines Stück weit aus dem Unterkiefer 50 herauszu drehen .

Daraufhin wird die in einem Schritt f) (Figur 2f) die erste Knochenschraube 20 weiter in den Knochen 50 eingedreht, wodurch der Schraubenkopf 22 der ersten Knochenschraube 20 in der ersten Plattenöffnung 11 verblockt wird, so dass die end gültige Position erreicht wird.