Betrachtungen zur optimierung der mechanischen eigenschaften osteosynthefischer schrauben

Abstract

Die in übereinstimmenden Normen festgelegten Anforderungen für Knochenschrauben sehen einen Mindestwert für das maximale Drehmoment und einen Verdrehwinkel von mindestens 180 ° bei Erreichen dieses Drehmomentes vor. Dabei wurde anscheinend übersehen, daß die in beiden Normen festgelegte Formulierung auch Stähle mit sehr niedriger Dehngrenze zuläßt, welche erst durch die beim Verdrehversuch aufgebrachte Kaltverfestigung das geforderte Bruchdrehmoment erreichen. Versuche mit Kortikalisschrauben verschiedener Festigkeit lassen erkennen, daß sich das Maximum des Drehmomentes selbst bei weitgehend gleichem Verlauf der Verdrehkurve innerhalb weiter Bereiche des Verdrehwinkels verschieben kann. Diese Feststellung macht die in den beiden Normen getroffene Festlegung eines extrem hohen Verdiehwinkels in diesem Maximum problematisch. Es wird daher eine Formulierung vorgeschlagen, welche sowohl ein für den Einsatz der Knochenschrauben entscheidendes hohes Drehmoment im Bereich der Dehngrenze als auch eine ausreichende Verformungsarbeit im plastischen Bereich als Sicherheit gegen sprödes Verhalten gewährleistet.

Abstract

According to two agreeing standards, the mechanical requirements for bone screws consist of a minimum breaking torque and of the minimum angle of rotation to failure of 180 °. Apparently it has been overlooked that these requirements admit austenitic steels with a very low yield strength, which reach the required torque at fracture only by the work-hardening brought about during the torsion test. As a high yield strength is a prerequisite of a stable fixation, a formulation is proposed which guarantees not only a high elastic torque but also an adequate work of deformation in the plastic state as an insurance against embrittlement.