DE60209732T2

DE60209732T2 - System zur osteosynthese an der wirbelsäule und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE60209732T2
Application number: DE60209732T
Authority: DE
Inventors: Jacques Beaurain; Joel Delecrin; Michel Onimus; Isabelle Koenig; Alain Ducolombier; Marc Pierunek; Herve Chataigner; Marielle Derosi; Agnes De Postel
Original assignee: LDR Medical SAS
Current assignee: LDR Medical SAS
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2022-04-04
Also published as: CA2443215A1; ATE319381T1; US8430915B2; JP4245352B2; KR20030087050A; MXPA03009106A; ATE400227T1; US20090182381A1; DE60209732D1; RU2288667C2; BR0208659A; US20140148855A1; DK1372503T3; JP2004524123A; EP1656898B1; DE60227579D1; CN1298294C; ES2310328T3; US20040172020A1; DK1656898T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Osteosynthese-Vorrichtung, insbesondere zum Stützen bzw. Korrigieren der Wirbelsäule, die vor allem zur inneren Implantation verwendet werden kann.
Zum Stützen bzw. Korrigieren der Wirbelsäule wird eine Vorrichtung mit einem oder mehreren Stützstäben verwendet, die entlang der Wirbelsäule positioniert sind und durch Implantate an bestimmten Wirbeln befestigt sind. Diese Implantate sind an einem Ende an den Stäben und am anderen Ende an den Wirbeln durch Knochenverankerungsmittel befestigt, die aus einem auf einem Wirbel gelagerten Haken oder aus einem in den Wirbel selbst, zum Beispiel am Pediculus, eingeschraubten Gewindeabschnitt bestehen.
Bei solchen Vorrichtungen werden bekanntlich Stäbe verwendet, die über eine Öffnung in den Körper des Implantats eingeführt sind, entweder einfach durch das Implantat hindurch oder über einen auf einer Seite mündenden Kanal, wobei der Kanal möglicherweise auf der Seite oder hinten (auf der Oberseite des Implantats) mündet.
Bei einem Implantat vom geschlossenen Typ muss das Einführen des Stabes sehr häufig nach dem Fixieren der Implantate erfolgen, wozu der Stab vorsichtig verformt werden muss, wenn er in die verschiedenen Implantate eingeführt wird.
Bei einem Implantat mit einer seitlich oder hinten befindlichen Öffnung kann man die Fixierung von Stab und Implantat mit Hilfe eines als Klemme bezeichneten dazwischen liegenden Abschnitts erreichen. Diese Klemme ist aus einem Ring gebildet, der um den Stab herum eingeführt wird und durch eine Klemmschraube daran befestigt wird, wobei die Klemme wiederum in Längsrichtung entlang der Achse des Stabes in die Öffnung des Implantats eingeführt wird. Sobald die Klemme in Längsrichtung in das Implantat eingeführt ist, wie in dem Patent FR 2 545 350 , wird die Klemmung durch einen konischen Schaft erreicht und durch einen als Sicherheitsschloss bezeichneten zusätzlichen Abschnitt gesichert. Ohne Sicherheitsschloss, wie in dem Patent EP 0 392 927 , wird die Klemmung durch zwei zusätzliche Schrauben gesichert, die über die Klemme und den Körper des Implantats auf den Stab geklemmt sind.
Das Patent US 5 603 714 (Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf diesem Dokument.) offenbart ein Gerät mit einer durch einen Stab verbundenen Wirbelschraube, wobei jede Wirbelschraube eine mit einem Dorn versehene Wirbelplatte durchquert. Der Stab wird dank einer in einen Gewindeabschnitt der Wirbelschraube eingeschraubten Stellschraube in einem Loch jeder Wirbelschraube gehalten. Der Stab hat auf seiner Außenseite ein rautenförmiges Rändelmuster, um zu vermeiden, dass er rutscht. Die Längsebene des Stabes, die Achse des Gewindeabschnitts des Körpers der Wirbelschraube und die Achse des Kopfes der Wirbelschraube sind parallel und/oder gehen ineinander über. Es gibt keine transversale Lagerfläche an dem Stab.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Stab direkt in ein Implantat mit einem hinten offenen Kanal einzuführen, wie in dem Patent FR 2 680 461 , und diesen Stab mit einem Gewindebolzen festzuklemmen, der den Stab mittels einer gekrümmten Schaufel festhält, um eine zufrieden stellende Kontaktfläche bereitzustellen.
In beiden Fällen soll mit dieser Montage mehrerer Teile eine zuverlässige Klemmung sichergestellt werden, doch ergibt dies eine Komplexität und Größe, bei der die Implantation eher vorsichtig durchzuführen ist, insbesondere am Übergang der Lumbal- und Sakralbereiche, wo aufgrund der anatomischen Gegebenheiten nur wenig Platz zur Verfügung steht. Das Vorhandensein kleiner zu montierender Teile während der Operation hat den Nachteil, dass vorsichtiger vorgegangen werden muss, und beinhaltet die Gefahr, dass diese kleinen Teile im Operationsgebiet verstreut werden.
Das Ziel der vorliegenden Vorgehensweise besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben, indem eine Osteosynthese-Vorrichtung vorgeschlagen wird, die eine leichtere Einstellung am Operationsort und eine raschere Implantation erlaubt.
Ein weiteres Ziel besteht darin, eine kompaktere Osteosynthese-Vorrichtung vorzuschlagen.
Ein weiteres Ziel besteht darin, eine Osteosynthese-Vorrichtung mit einer geringeren Zahl von Einzelteilen während der Implantation vorzuschlagen.
Ein weiteres Ziel besteht darin, eine Osteosynthese-Vorrichtung vorzuschlagen, bei der die Klemmung bzw. Befestigung eine verbesserte Zuverlässigkeit zeigt.
Die Erfindung mit ihren Merkmalen und Vorteilen wird bei der Lektüre der Beschreibung anhand der beigefügten Figuren besser ersichtlich; darin zeigen:
1 eine Rückansicht des Dorns einer Osteosynthese-Vorrichtung gemäß der Erfindung bei Pediculusschraubenimplantaten;
2 eine partielle Seitenansicht des Bereichs mit der Fixierung eines Stabes an einem Implantat in dem Stadium, wo der Stab am Eingang der Öffnung des Implantats hervortritt und wo die Klemmschraube in dem Implantat vormontiert wird;
3a und 5 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Achse eines Implantats bei einer Ausführungsform, bei der ein Stab mit einem einzigen flachen Abschnitt verwendet wird, und für zwei unterschiedliche Stärken des Stabes;
3b eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Achse eines Implantats bei einer Ausführungsform mit einer mehrachsigen Klemmschraube;
4a eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Achse eines Implantats bei einer Ausführungsform, bei der ein Stab mit zwei flachen Abschnitten verwendet wird;
4b eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Achse eines Implantats bei einer Ausführungsform, bei der ein Stab mit einem flachen Abschnitt und ein Implantat mit einer geneigten ebenen Oberfläche verwendet wird;
6 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Implantats von der Seite und von oben bei einer Ausführungsform, bei der ein Stab mit einem Ende ohne flachen Abschnitt im Falle eines Schraubenimplantats verwendet wird;
7 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Achse eines Implantats bei einer Ausführungsform, bei der eine Klemmschraube mit Kugelkopf verwendet wird, die einen Stab mit einer Ausnehmung oder einer zu der Klemmfläche komplementären Nut mit kreisrundem Querschnitt festklemmt;
8 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Achse eines Implantats bei einer Ausführungsform, bei der eine Klemmschraube mit Kugelkopf verwendet wird, die einen Stab mit einer Ausnehmung oder einer Nut mit kreisrundem Querschnitt festklemmt, deren Radius größer ist als der Radius der Klemmfläche.
Die erfindungsgemäße Osteosynthese-Vorrichtung nutzt die Prinzipien des Standes der Technik, was die mögliche Anwendung angeht. Sie kann an Schrauben- oder Hakenimplantate angepasst werden und wird hier im Falle von Schrauben- bzw. Pediculusschraubenimplantaten vorgestellt. Eine Vorrichtung dieser Art kann auch noch weitere Bauteile umfassen, wie zum Beispiel transversale Verbindungsstäbe, die hier nicht beschrieben werden, in der erfindungsgemäßen Vorrichtung aber enthalten sein können. Aufgrund ihrer Vorteile hinsichtlich Größe und leichtes Implantieren in kleinen Räumen eignet sich eine solche Vorrichtung insbesondere zum vollkommen inneren Einbau, d.h. ohne dass nach der Operation ein Teil aus der Epidermis hervorsteht. Dabei handelt es sich sehr häufig um eine bleibende Vorrichtung bzw. eine, die über lange Zeit dort belassen werden soll.
Bei einer in 2, 3a und 5 dargestellten Ausführungsform hat der Stab 2 einen abgerundeten Querschnitt mit einem flachen Abschnitt 21. Der flache Abschnitt bildet eine transversale Lagerfläche, d.h. die Klemmung wird möglich, indem die Klemmmittel auf dieser Fläche in einer Richtung ungefähr senkrecht zur Längsachse des Stabes 2 abgestützt werden. In seinem die Mittel zur Fixierung an dem Stab 2 umfassenden Abschnitt weist das Implantat 3 eine Öffnung in Form eines Kanals 32 auf, der das Implantat längs der Achse des Stabes durchquert. Der Kanal ist auf einer Seite des Implantats offen und weist in einem seiner Ränder Klemmmittel auf, die sich längs einer zur Achse des Kanals und des Stabes 2 senkrechten Achse bewegen.
Sobald der Stab in den Kanal 32 des Implantats 3 eingeführt ist, wird er durch Klemmen gegen eine Innenwand 320 des Kanals mit Hilfe von Klemmmitteln gehalten, wobei es sich möglicherweise um eine Klemmschraube 31 handelt, die mit einem Gewindeloch zusammenwirkt. Bei den in 1 bis 6 dargestellten Ausführungsformen umfasst die Klemmschraube 31 an ihrem Ende einen ebenen Abschnitt 310, der auf den flachen Abschnitt 31 des Stabes drückt. Als allgemeine Regel kann die Klemmschraube vorteilhafterweise vom Typ einer Stellschraube sein, um ihre Größe zu minimieren, wobei nach wie vor eine lange Bewegung entlang ihrer Achse möglich ist. Diese Schraube umfasst Greifmittel, wie zum Beispiel eine Oberseite mit einer Ausnehmung 312 gemäß 7 und 8, die mit einem Manövrier- oder Klemmwerkzeug zusammenwirken kann, zum Beispiel eine Ausnehmung mit Innensechskant.
Bei den hier beschriebenen Ausführungsformen ist der Körper des Implantats an den Knochenverankerungsmitteln befestigt, ob es sich dabei nun um einen Gewindeabschnitt (6) oder um einen oder mehrere Haken (nicht dargestellt) handelt. In diesem Fall weist der Körper des Implantats selbst die Klemmmittel auf und nimmt den bzw. die Stützstäbe 2 durch direkten Kontakt oder über dazwischen liegende Stützteile wie zum Beispiel Ringe oder Abstandshülsen auf.
Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist die Klemmschraube 31 in ein den oberen Rand des Kanals 32 durchquerendes Gewindeloch eingeschraubt und überlappt nicht die Öffnung des Kanals und behindert daher das Einführen des Stabes 2 nicht. Die Klemmschraube 31 kann daher in dem Implantat vormontiert werden, womit die Vorgänge während des Eingriffs, die Operationszeit und die Gefahr, dass das Teil im Operationsgebiet verloren geht, reduziert werden.
Infolge des flächigen Kontakts zwischen der Klemmschraube 31 und dem Stab 2 ist es möglich, mehrere Typen von Stäben in unterschiedlichen Stärken e1, 3; e2, 5, bei dem gleichen Implantatmodell zu verwenden, vorausgesetzt der Querschnitt des Stabes 2 hat eine Form, die mit der unteren Wand 320 des Implantatkanals zusammenwirken kann. In der Tat wird die Klemmschraube 31 wegen der flächigen Art der Kontaktfläche 21 des Stabes den Stab 2, ungeachtet seiner Stärke, auf dieselbe Art festklemmen, vorausgesetzt seine Verschiebung reicht aus, um mit dem flachen Abschnitt 21 in Kontakt zu kommen. Es ist daher möglich, unterschiedliche Stabstärken und daher unterschiedliche Steifigkeiten bei dem gleichen Implantatmodell zu haben, was den Lagerbestand und die Produkttypen reduziert, die erforderlich sind, um allen Anforderungen gerecht zu werden. Außerdem ist es möglich, die Steifigkeit zu modifizieren, indem der Stab während der Operation oder während einer späteren Operation je nach der erhaltenen Leistung ausgewechselt wird, ohne dass man die Implantate auswechseln muss, was eine Verletzung oder zusätzliche Beschädigung der Wirbel bedeuten könnte.
Bei einer weiteren in 4a dargestellten Ausführungsform weist der Stab 2 einen zweiten flachen Abschnitt 22 auf, der dem ersten flachen Abschnitt 21 gegenüberliegt und ungefähr parallel dazu ist, wobei der zweite flache Abschnitt 22 eine Lagerfläche auf der Unterseite 320 des Kanals 32 des Implantats 3 bildet. Bei dieser Anordnung trägt der zweite flache Abschnitt 22 des Stabes durch sein Zusammenwirken mit der Wand 320 des Kanals dazu bei, die Stabilität und Zentrierung des Stabes in dem Kanal 32 des Implantats während der Klemmung sicherzustellen, um zu gewährleisten, dass die Klemmschraube 31 tatsächlich senkrecht auf dem flachen Abschnitt 21 ruht und daher die bestmögliche Klemmung bereitstellt. Durch diese erhöhte Stabilität gewährleistet diese Anordnung später auch eine verbesserte Zuverlässigkeit der Klemmung, indem sie verhindert, dass sich der Stab 2 unter dem Einfluss von Kräften oder Schwingungen um seine Achse dreht, was leicht zur Lockerung der Baugruppe führen könnte.
Bei einer Ausführungsform hat der den Stab 2 in dem Implantat 3 aufnehmende Kanal 32 eine Form, die es ermöglicht, dass der Stab in einer nach außen weisenden Richtung d32, die einen von Null verschiedenen Winkel mit einer zur Achse der Klemmmittel 31 senkrechten Ebene bildet, herausgezogen wird. Um zu verhindern, dass der Stab zu früh aus dem Implantat heraustritt, ist dieser Winkel a in der Richtung ausgerichtet, wo die nach außen weisende Richtung d32 des Stabes einen spitzen Winkel mit der Löserichtung d31 der Klemmmittel bildet. Das heißt, dass sich die Klemmmittel 31 in der Löserichtung d31 bewegen müssen, damit sich der Stab zum Kanalauslass bewegen d32 kann.
Bei einer in 3b dargestellten Ausführungsform umfasst die Klemmschraube 31 eine ebene Lagerfläche 310, die auf einem Kugellager 311 angebracht ist, was eine vollkommen flache Auflage auf dem Stab erlaubt, selbst wenn der flache Abschnitt nicht genau senkrecht zur Achse der Klemmschraube verläuft, insbesondere wenn die Achsen der verschiedenen Implantate nicht vollkommen parallel sind. Der zulässige Neigungswinkel a31 kann zum Beispiel in der Größenordnung von 20° liegen.
Die Klemmmittel können durch jedes bekannte Mittel immobilisiert werden, wie zum Beispiel durch einen Klebstoff, die plastische Verformung an einer oder mehreren Stellen der zur Bewegung zusammenwirkenden Flächen oder durch das Vorhandensein elastisch verformbarer Substanzen in dem Gewinde, wie zum Beispiel einem Sicherungsring vom Typ "Nyl'stop". Die einzigen Mikrobewegungen, die dem Stab dann noch möglich sind, sind dann höchstens auf die zur Achse d31 der Klemmmittel senkrechte Ebene begrenzt. Die Bewegungen in dieser Ebene, vor allem wenn sie von der Sohle des Kanals ausgehen, werden selbst durch einen Abschnitt des unteren Randes des Kanals begrenzt, der einen nach oben gerichteten Vorsprung 321 bildet, der diesen Bewegungen entgegenwirkt.
Bei einer in 4b dargestellten Ausführungsform weist der Stab 2 einen flachen Abschnitt 22 auf, der mit der inneren Wand 320 des Kanals 32 des Implantats zusammenwirkt, die eine ebene Oberfläche bildet und so die Stabilität und Zentrierung des Stabes in dem Kanal 32 des Implantats während der Klemmung der Klemmschraube 31 sicherstellt. Diese ebene Oberfläche 320 des Implantats bildet einen von Null verschiedenen Winkel b mit einer zur Achse d31 der Klemmmittel senkrechten Ebene. Um zu verhindern, dass der Stab zu früh aus dem Implantat austritt, ist der Winkel b in der Richtung ausgerichtet, wo die nach außen weisende Richtung d32 des Stabes einen spitzen Winkel mit der Löserichtung d31 der Klemmmittel bildet. Das heißt, dass sich die Klemmmittel 31 in der Löserichtung d31 bewegen müssen, damit sich der Stab zum Kanalauslass bewegen d32 kann.
Bei einer in 6 dargestellten Ausführungsform umfasst der Stützstab 2 ein Ende, oder zwei, ohne flachen Abschnitt 21. Das Ende des flachen Abschnitts bildet in diesem Fall einen Absatz 23, der sicherstellt, dass der Stab 2 nicht in Längsrichtung zu dem Stab aus dem Implantat austritt. Wegen dieser Sicherheitsvorrichtung ist es möglich, nur ein sehr kurzes Stück des Stabes 2 aus dem Implantat hervorstehen zu lassen, was die Größe der Vorrichtung insgesamt verringert und ihre Implantationsmöglichkeiten an Stellen, wo die anatomischen Gegebenheiten wenig Platz erlauben, verbessert.
Das Implantat 3 umfasst bei einer in 6 dargestellten Ausführungsform Knochenverankerungsmittel, die aus einem Abschnitt 33 bestehen, der spitz zulaufend und auf bekannte Weise mit einem Gewinde versehen ist; die Stabfixierungseinrichtungen und die Klemmmittel 31 befinden sich in diesem Fall in dem den Knochenverankerungsmitteln entgegengesetzten Ende. Bei dieser Ausführungsform ist die Achse d31 der Klemmmittel parallel zur Achse d33 der Knochenverankerungsmittel, wobei die Klemmung dadurch erfolgt, dass eine Annäherung an den Gewindeabschnitt erfolgt, der hier als der untere Teil des Implantats 3 bezeichnet wird. Um die Größe des Implantats zu begrenzen, kann die Achse der Klemmmittel durch eine Bewegung weg vom Einlass des Kanals 32 zum Einführen des Stabes 2 in das Implantat versetzt werden. Ebenso umfasst der obere Rand des Kanals im Verhältnis zum unteren Rand eine Ausnehmung r1 in seinem Vorsprung längs der Achse d33 des Implantats. Diese Ausnehmung r1 könnte typischerweise in der Größenordnung von 2 mm liegen. Um eine ausreichende Klemmung bereitzustellen, steht der vom unteren Ende des Kanals 32 gebildete Vorsprung 321 um eine bestimmte Höhe r2 im Verhältnis zu der zur Achse d31 der Klemmmittel senkrechten Ebene und über den unteren Teil der Wand 320 hervor, auf dem der Stab 2 während der Klemmung aufliegt. Diese Höhe r2 könnte typischerweise in der Größenordnung von 2 mm liegen.
Zur Implantation einer Osteosynthese-Vorrichtung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können mehrere Implantattypen, zum Beispiel geschraubt oder mit einem Haken, verwendet werden.
Im Falle geschraubter Implantate (dargestellt in 1) kann diese Implantation in dem als Pediculus bezeichneten Teil des Wirbels durchgeführt werden. Diese Art des chirurgischen Eingriffs umfasst in diesem Fall einen Schritt, bei dem der mit einer Gewindesteigung 33 versehene Teil des Implantats 3 an den Wirbeln V festgeschraubt wird, zum Beispiel zwei Implantate an jedem von fünf Wirbeln, indem die Richtungen ihrer jeweiligen Kanäle nach oben ausgerichtet werden.
Wenn bei einem chirurgischen Eingriff eine Osteosynthese-Vorrichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens implantiert wird, erlaubt es die Verwendung von Stäben 2 mit einem oder mehreren flachen Abschnitten 21, 22, dass diese Stäbe eine bestimmte Biegsamkeit längs einer Richtung senkrecht zu den ebenen Flächen bieten. Diese Biegsamkeit ist wichtig beim Biegen der Stäbe, was notwendig ist, um die gesamte Vorrichtung an den Körperbau des Patienten und an die vorzunehmenden Modifikationen anzupassen. Durch das Vorhandensein der ebenen Flächen können die Stäbe außerdem eine ebene Oberfläche auf einem Teil ihrer Länge aufweisen, um genaue Maß- bzw. Positionierungsbezüge zu haben.
Aufgrund der Tatsache, dass Implantate vom gleichen Modell mehrere Stabstärken e1, e2 aufnehmen können, wird es möglich sein, die gewählte Stabsteifigkeit nach dem Fixieren der Implantate zu modifizieren, ohne die Implantate aus den Wirbeln herausziehen zu müssen, um andere einzuführen, und daher auch ohne die Wirbel bei geschraubten Implantaten weiter zu beschädigen.
In einem folgenden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens (dargestellt in 2) ermöglicht es die Anordnung der Öffnung des Kanals 32 des Implantats 3, den Stab 2 in einer einfachen Seitwärtsbewegung einzuführen, ohne dass eine Längsbewegung entlang der Achse des Stabes wie im Falle einer Klemme erforderlich ist.
Da sich die Klemmschraube 31 bereits in dem Implantat 3 befindet, kann die Klemmung erfolgen, ohne weitere Teile zu montieren. Da die Klemmschraube von einem flächigen Abschnitt 310 auf einer ebenen Oberfläche 21 des Stabes abgestützt wird, wird die Kontaktfläche, die die Klemmung ermöglicht, größer sein als bei einem Stab mit rundem Querschnitt, womit direkt eine hohe Zuverlässigkeit der Verbindung sichergestellt wird. Sobald sich die Klemmschraube an Ort und Stelle befindet, wird durch das Hochziehen des unteren Randes des Kanals 32 in Form eines Vorsprungs 321 jegliche Seitwärtsbewegung des Stabes aus dem Kanal heraus verhindert.
Die Klemmung kann in mehreren Stufen erfolgen, wobei es durch ein erstes Vordringen der Klemmschraube möglich wird, den Stab in dem Implantat zu halten, während eine ungehinderte Bewegung in Längsrichtung möglich ist, um die Lage der Implantate an dem Stab nach Bedarf einzustellen. Diese Einstellungen können in einer Positionierung der Implantate in unterschiedlichen Abständen vom Ende des Stabes bestehen, um die Lage der Wirbelsäule in einer Sagittalebene, d.h. in unterschiedlichen Stellungen, die hinsichtlich Wölbung (Lordose) oder Krümmung (Cyphosis) variieren, einzustellen. Diese Einstellung kann auch Unterschiede in der Positionierung zwischen den Implantaten von jedem von zwei Stäben umfassen, die auf beiden Seiten der Wirbelsäule angeordnet sind, um die Lage der Wirbelsäule in einer Lateralebene einzustellen, d.h. in unterschiedlichen Krümmungen, die in unterschiedlichem Maß auf eine Seite des Körpers geneigt sind, oder in Bezug zum Becken.
Sobald die gewünschte relative Lage der verschiedenen Bauteile der Vorrichtungen und der Wirbelsäule erreicht ist, wird der Stab in einem weiteren Schritt nach Bedarf und je nach Fortschritt des chirurgischen Eingriffs vollständig in dem Implantat festgeklemmt, indem die Klemmschraube vollständig an dem flachen Abschnitt 21 des Stabes festgeklemmt wird.
Indem es die Komplexität der Baugruppe verringert, macht es das erfindungsgemäße Verfahren auf diese Weise möglich, Schwierigkeiten bei der Implantation zu verringern, womit der Eingriff kürzer, für das Operationspersonal weniger anstrengend und für den Patienten weniger traumatisierend wird. Indem die Größe der Vorrichtung verringert wird, ohne die Zuverlässigkeit der Baugruppe zu beeinträchtigen, ist es auch möglich, bessere Ergebnisse zu erzielen und diese Technik bei einer größeren Zahl von Fällen einzusetzen. Die Möglichkeit des Auswechselns der Stäbe, ohne die Implantate zu entfernen, macht es außerdem möglich, leichter eine Modifikation der Vorrichtung in Betracht zu ziehen, um die Leistung je nach den Bedürfnissen und den festgestellten Ergebnissen anzupassen.
Bei weiteren Ausführungsformen können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein oder mehr Stäbe 2 verwendet werden, die auf ihrer gesamten Länge oder auf einem Teil davon eine nichtflächige transversale Lagerfläche 21 aufweisen. Diese Lagerfläche wird durch einen Bereich hergestellt, wo ein Teil des Umfangs des Stabes eine geringere Konvexität aufweist als der übrige Umfang des Stabes. Eine geringere Konvexität bezeichnet in diesem Fall eine Konvexität mit einem größeren Krümmungsradius. Der Kontakt mit einer ebenen Oberfläche der Klemmschraube 31 bzw. der Klemmmittel wird dann größer sein als bei einem kreisrunden Umfang und auch zuverlässiger.
Bei einer in 7 und 8 dargestellten Ausführungsform werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein oder mehr Stäbe 2 mit einer transversalen Lagerfläche 21 verwendet, die eine Fläche mit einer entgegengesetzten Konvexität wie der übrige Umfang zeigt, d.h. konkav ist. Bei dieser Ausführungsform weisen die Klemmmittel, zum Beispiel die Klemmschraube 31, eine Klemmfläche 310 auf, die eine Konvexität in derselben Richtung wie die Lagerfläche 21 des Stabes 2 zeigt. Diese Klemmfläche 310 kann insbesondere eine Art Umdrehung um ihre Schraubachse d31 zeigen, so dass das Schrauben mit einer zunehmenden Vorwärtsbewegung und einem kontinuierlichen Kontakt mit dem Stab 2 erfolgen kann.
Je nach Anwendungszweck kann der Stab 2 ein oder mehr Bereiche mit einer solchen transversalen Lagerfläche 21 aufweisen.
Diese Lagerflächen können in mehreren Bereichen hergestellt werden, die aneinander angrenzen oder nicht und längs des Stabes oder nur auf einem Teil seiner Länge verteilt sind. Ein solcher Stab kann auf diese Weise ein oder mehr kugelförmige Ausnehmungen oder lang gestreckte Ausnehmungen mit einem kreisrunden Querschnitt und kugelförmigen Enden oder in Form von Nuten mit kreisrundem Querschnitt quer zu dem Stab aufweisen.
Diese Lagerflächen können auch in mehreren Teilen desselben Abschnitts des Stabes hergestellt werden, d.h. sie können in mehreren verschiedenen Winkelstellungen um denselben, auf der Achse des Stabes liegenden Punkt herum verteilt sein. Ein solcher Stab kann auf diese Weise mehrere Nuten auf seiner Länge in unterschiedlichen Winkelstellungen aufweisen.
Solche Positionsveränderungen machen es damit möglich, eine kleine Zahl unterschiedlicher Stabmodelle für zahlreiche anatomische oder pathologische Konfigurationen zu produzieren, indem sie an der geeignetsten Lagerfläche festgeklemmt werden. Diese verschiedenen Möglichkeiten der Klemmstelle können außerdem eine leichtere Einstellung der Lage der Implantate in Längsrichtung im Verhältnis zu dem Stab erlauben. Es ist in der Tat möglich, den Stab in den Kanal des Implantats einzuführen und ihn dort zu halten, indem die Klemmschraube ausreichend festgezogen wird, ohne sie zu arretieren. Das Vorhandensein einer spitz zulaufenden Ausnehmung oder einer flächigen, konvexen oder konkaven Nut macht es möglich, das Implantat vor dem Arretieren auf dem Stab zu verschieben.
Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform haben die Klemmfläche 310 und die Lagerfläche 21 ungefähr komplementäre, zu dem Stab 2 transversale Querschnitte. Die Klemmung erfolgt daher auf einer großen Kontaktfläche und gewährleistet an sich eine gute Zuverlässigkeit. Bei dieser Ausführungsform kann die Klemmfläche 310 zum Beispiel eine Form mit einem kugelförmigen Abschnitt zeigen. Der den Stab 2 im Körper des Implantats 3 aufnehmende Kanal 32 kann dann eine bogenförmige Innenwand 320 umfassen, wobei die Mitte mit der Mitte der Klemmfläche 310 und der Lagerfläche 21 zusammenfällt. Auf diese Weise ist es möglich, um die Mitte herum die Winkelstellung des Stabes in dem Kanal zu modifizieren, zum Beispiel in eine leicht versetzte Position 2', um ein Zu- oder Aufdrehen auszuführen, um die relative Winkelstellung mehrerer an demselben Stab befestigter Implantate einzustellen. Aufgrund der bogenförmigen Innenwand 320 der Sohle des Kanals 32 kann diese Einstellung ohne Modifizieren des Abstands des Stabes von der Klemmschraube erfolgen, und daher besteht keine Gefahr einer vorzeitigen Verriegelung oder Entriegelung.
Bei der in 8 dargestellten Ausführungsform zeigt die Klemmfläche 310 der Klemmschraube 31 eine geringere Konvexität als die transversale Lagerfläche 21 des Stabes 2. Bei dieser Ausführungsform kann die Klemmfläche 310 zum Beispiel eine Form mit einem kugelförmigen Abschnitt zeigen. Die Lagerfläche 21 des Stabes wird in diesem Fall einen zu dem Stab transversalen, bogenförmigen Querschnitt zeigen, dessen Radius größer ist als der der Klemmfläche 310.
Während man eine große Kontaktfläche zwischen der Klemmschraube und der Lagerfläche erhält, wird es mit einer solchen Konfiguration möglich, ein Zu- oder Aufdrehen des Stabes auszuführen, um die relative Winkelstellung mehrerer, an demselben Stab befestigter Implantate einzustellen. In diesem Fall ist es möglich, einen Kanal 32 zu verwenden, bei dem die Innenwand 320 zu dem Stab komplementär ist, wobei die Winkeleinstellung des Stabes dann um die Achse des Kanals bzw. Stabes herum möglich ist.
Auf diese Weise betrifft die Erfindung eine Osteosynthese-Vorrichtung, insbesondere für die Wirbelsäule mittels innerer Implantation, mit erstens einem oder mehreren zum Stützen oder Verschieben der Wirbelsäule verwendeten Stäben 2 und zweitens wenigstens einem Implantat 3, das die Stäbe und die Wirbel V verbindet, wobei das Implantat erstens am Körper des Implantats befestigte Knochenverankerungsmittel und zweitens Fixierungseinrichtungen für die Stäbe aufweist, wobei die Fixierung durch Klemmmittel 31 erfolgt, mit denen der Stab gegen die Innenwände 320 eines im Körper des Implantats 3 gebildeten Kanals 32 geklemmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe an wenigstens einem Teil ihrer Länge eine transversale Lagerfläche 21 aufweisen, die hergestellt ist, indem ein Querschnitt der Stäbe wenigstens einen flachen Abschnitt oder einen Abschnitt mit geringerer oder entgegengesetzter Konvexität im Verhältnis zum übrigen Querschnitt umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform besteht die transversale Lagerfläche 21 des Stabes aus wenigstens einer konkav geformten Fläche, die die Form einer konkaven Ausnehmung oder einer Nut zeigt.
Gemäß einer Ausführungsform haben die Klemmmittel eine konvexe Oberfläche, die sich an der Ausnehmung bzw. Nut des Stabes 2 abstützt, wobei somit eine sichere und zuverlässige Klemmung gewährleistet ist.
Gemäß einer Ausführungsform besteht die transversale Lagerfläche des Stabes aus wenigstens einer Fläche in Form eines flachen Abschnitts 21.
Gemäß einer Ausführungsform haben die Klemmmittel eine ebene Oberfläche 310, die sich auf dem flachen Abschnitt 21 des Stabes 2 abstützt, wobei somit eine sichere und zuverlässige Klemmung gewährleistet ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Klemmmittel 31 ein Gelenk 311, zum Beispiel ein Kugelgelenk, zwischen ihrem Hauptkörper und der ebenen Oberfläche 310, die sich auf der ebenen Oberfläche 21 des Stabes 2 abstützt, so dass eine flächige Auflage möglich ist, selbst wenn der flache Abschnitt des Stabes einen von Null verschiedenen Winkel a31 mit einer zur Achse d31 der Klemmmittel senkrechten Ebene bildet.
Gemäß einer Ausführungsform haben die Stäbe 2 an wenigstens einem ihrer Enden über eine bestimmte Länge einen Abschnitt ohne flachen Abschnitt oder transversale Lagerfläche, wobei der Abschnitt ohne flachen Abschnitt einen Absatz 23 bildet, der mit der Gestalt des Implantats oder der Klemmmittel so zusammenwirken kann, dass er als Längsanschlag an den Stäben wirkt, wobei damit ermöglicht ist, das aus den an ihren Enden befindlichen Implantaten 3 hervorstehende Stück in der Länge zu verringern und daher die Größe der Vorrichtung zu verringern.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die Stützstäbe 2 an einem Teil ihrer Länge eine ebene Fläche 22 auf, die zur Bildung einer ebenen Oberfläche zur Positionierung und dauerhaften Zentrierung des Stabes in der Öffnung mit einer Innenwand 320 des Kanals des Implantats zusammenwirkt.
Gemäß einer Ausführungsform kann die ebene Oberfläche 320 des Kanals 32 des Implantats mit einer zur Achse d31 der Klemmmittel senkrechten Ebene einen von Null verschiedenen Winkel b bilden, wobei der Winkel b in der Richtung ausgerichtet ist, in der die Klemmmittel zu lockern sind d31, damit der Stab aus der Sohle des Kanals heraustreten d32 kann.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Einfahrstrecke der Klemmmittel 31 und die Abmessungen des Kanals 32 des Implantats ausreichend groß, um beim gleichen Implantatmodell 3 Stäbe verschiedener Stärken e1, e2 aufzunehmen, wobei es möglich ist, die Stärkenunterschiede mit einer Veränderung der Stellung der Klemmmittel bezüglich der gegenüberliegenden Wand 320 des Kanals auszugleichen.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Klemmmittel 31 nur an einem der beiden Ränder des Kanals 32 des Implantats 3 angeordnet und können somit im Implantat vormontiert werden, ohne die Einführung des Stabes 2 während des chirurgischen Eingriffs zu behindern.
Gemäß einer Ausführungsform nimmt das Implantat 3 den Stab 2 in einem Kanal 32 auf, bei dem die Öffnung eine Erstreckungsrichtung d32 aufweist, die mit einer zur Achse d31 der Klemmmittel senkrechten Ebene einen von Null verschiedenen Winkel a bildet, wobei der Winkel a in der Richtung ausgerichtet ist, in der die Klemmmittel zu lockern sind d31, damit der Stab aus der Sohle des Kanals heraustreten d32 kann.
Gemäß einer Ausführungsform bildet der Rand des Kanals gegenüber den Klemmmitteln einen Vorsprung 321, der verhindert, dass der Stab 2, beispielsweise unter der Einwirkung von Schwingungen, Verschleiß oder Kompression der verschiedenen in Anlage befindlichen Oberflächen, senkrecht zur Achse der Klemmmittel 31 aus dem Kanal 32 heraustritt.
Gemäß einer Ausführungsform bestehen die Klemmmmittel 31 aus einer Klemmschraube, die in ein Gewindeloch eingebracht ist, das einen der Ränder des Kanals 32 durchquert, in dem der Stab 2 in dem Implantat 3 aufgenommen ist.
Gemäß einer Ausführungsform bestehen die Knochenverankerungsmittel des Implantats aus einem spitz zulaufenden und mit Gewinde versehenen Abschnitt 33, der in einen Wirbel V, zum Beispiel in einen Pediculus, eingeschraubt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Achse d31 der Klemmschraube ungefähr parallel zur Symmetrieachse d33 der Knochenverankerungsmittel des Implantats.
Gemäß einer Ausführungsform ist der obere Rand des Kanals 32, der die Klemmschraube enthält, in Bezug auf den unteren Rand des Kanals zur Symmetrieachse d33 des Implantats hin zurückversetzt, wodurch die Größe des Implantats in dem den Knochenverankerungsmitteln entgegengesetzten Abschnitt begrenzt ist.
Gemäß einer Ausführungsform steht der vom unteren Rand des Kanals 32 gebildete Vorsprung 321 um eine bestimmte von der Achse d33 des Implantats wegführende Strecke r1 bezüglich des oberen Randes hervor und steht um eine bestimmte Strecke r2 bezüglich der Sohle 320 des Kanals längs der Achse der Klemmschraube und in der Löserichtung d31 hervor.
Gemäß einer Ausführungsform bestehen die Knochenverankerungsmittel des Implantats aus einem gekrümmten Abschnitt, der an einer bei einer spinalen Komponente vorliegenden Formstörung befestigt werden kann.
Die Vorrichtung kann zur Durchführung einer spinalen Osteosynthese bei ausschließlich innerer Implantation verwendet werden.
Dem Fachmann dürfte klar sein, dass die vorliegende Erfindung Ausführungsformen in zahlreichen anderen spezifischen Formen erlaubt, ohne den beanspruchten Umfang der Erfindung zu verlassen. Infolgedessen sind die vorliegenden Ausführungsformen als Beispiele anzusehen, können aber auf dem durch den Umfang der beigefügten Ansprüche definierten Gebiet modifiziert werden, und die Erfindung darf nicht auf die oben angegebenen Einzelheiten beschränkt werden.

Claims

Osteosynthese-Vorrichtung, insbesondere für die Wirbelsäule mittels innerer Implantation, mit erstens einem oder mehreren zum Stützen oder Verschieben der Wirbelsäule verwendeten Stäben (2) und zweitens wenigstens einem Implantat (3), das die Stäbe und die Wirbel (V) verbindet, wobei das Implantat erstens am Körper des Implantats befestigte Knochenverankerungsmittel und zweitens Fixierungseinrichtungen für die Stäbe aufweist, wobei die Fixierung durch Klemmmittel (31) erfolgt, mit denen der Stab gegen die Innenwände (320) eines Kanals (32) mit einer im Körper des Implantats (3) gebildeten Öffnung geklemmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe an wenigstens einem Teil ihrer Länge eine transversale Lagerfläche (21) aufweisen, die hergestellt ist, indem ein Querschnitt der Stäbe wenigstens einen flachen Abschnitt oder einen Abschnitt mit geringerer oder entgegengesetzter Konvexität im Verhältnis zum übrigen Querschnitt umfasst, und dass die Achse (d31) der Klemmmittel mit der Symmetrieachse (d33) der Knochenverankerungsmittel des Körpers zusammenfällt oder zu dieser parallel ist, und die Klemmmittel eine ebene Oberfläche (310) oder eine konvexe (310) Oberfläche haben, die sich auf der transversalen Lagerfläche (21) des Stabes (2) abstützt, wobei somit eine sichere und zuverlässige Klemmung gewährleistet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die transversale Lagerfläche (21) des Stabes aus wenigstens einer konkav geformten Fläche besteht, die die Gestalt einer konkaven Ausnehmung bzw. einer Nut aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmmittel eine konvexe Oberfläche (310) haben, die sich an der Ausnehmung bzw. Nut des Stabes (2) abstützt, wobei somit eine sichere und zuverlässige Klemmung gewährleistet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die transversale Lagerfläche des Stabes aus wenigstens einer Fläche in Form eines flachen Abschnitts (21) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmmittel (31) zwischen ihrem Hauptkörper und der ebenen Oberfläche (310), die sich auf dem flachen Abschnitt (21) des Stabes (2) abstützt, ein Gelenk (311), beispielsweise ein Kugelgelenk, umfassen, das eine flächige Auflage ermöglicht, auch wenn der flache Abschnitt des Stabes mit einer zur Achse (d31) der Klemmmittel senkrechten Ebene einen von Null verschiedenen Winkel (a31) bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (2) an wenigstens einem ihrer Enden über eine bestimmte Länge einen Abschnitt ohne flachen Abschnitt oder transversale Lagerfläche aufweisen, wobei der Abschnitt ohne flachen Abschnitt einen Absatz (23) bildet, der mit der Gestalt des Implantats oder der Klemmmittel so zusammenwirken kann, dass er als Längsanschlag an den Stäben wirkt, wobei damit ermöglicht ist, das aus den an ihren Enden befindlichen Implantaten (3) hervorstehende Stück in der Länge zu verringern und dadurch die Größe der Vorrichtung zu verringern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstäbe (2) an einem Teil ihrer Länge eine ebene Fläche (22) aufweisen, die zur Bildung einer ebenen Oberfläche zur Positionierung und dauerhaften Zentrierung des Stabes in der Öffnung mit einer Innenwand (320) des Kanals des Implantats zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Oberfläche (320) des Kanals (32) des Implantats mit einer zur Achse (d31) der Klemmmittel senkrechten Ebene einen von Null verschiedenen Winkel (b) bilden kann, wobei der Winkel (b) in der Richtung ausgerichtet ist, in der die Klemmmittel zu lockern sind (d31), damit der Stab aus der Sohle des Kanals heraustreten (d32) kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfahrstrecke der Klemmmittel (31) und die Abmessungen des Kanals (32) des Implantats ausreichend groß sind, um beim gleichen Implantatmodell (3) Stäbe verschiedener Stärken (e1, e2) aufzunehmen, wobei es möglich ist, die Stärkenunterschiede mit einer Veränderung der Stellung der Klemmmittel bezüglich der gegenüberliegenden Wand (320) des Kanals auszugleichen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmmittel (31) an nur einem der beiden Ränder des Kanals (32) des Implantats (3) angeordnet sind und somit im Implantat vormontiert werden können, ohne die Einführung des Stabes (2) während des chirurgischen Eingriffs zu behindern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (3) den Stab (2) in einem Kanal (32) aufnimmt, bei dem die Öffnung eine Erstreckungsrichtung (d32) aufweist, die mit einer zur Achse (d31) der Klemmmittel senkrechten Ebene einen von Null verschiedenen Winkel (a) bildet, wobei der Winkel (a) in der Richtung ausgerichtet ist, in der die Klemmmittel zu lockern sind (d31), damit der Stab aus der Sohle des Kanals heraustreten (d32) kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Kanals gegenüber den Klemmmitteln einen Vorsprung (321) bildet, der verhindert, dass der Stab (2), beispielsweise unter der Einwirkung von Schwingungen, Verschleiß oder Kompression der verschiedenen in Anlage befindlichen Oberflächen, senkrecht zur Achse der Klemmmittel (31) aus dem Kanal (32) heraustritt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmmittel (31) aus einer Klemmschraube gebildet sind, die in ein Gewindeloch eingebracht ist, das einen der Ränder des Kanals (32) durchquert, in dem der Stab (2) in dem Implantat (3) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenverankerungsmittel des Implantats aus einem spitz zulaufenden und mit Gewinde versehenen Abschnitt (33) bestehen, der in einen Wirbel (V), zum Beispiel in einen Pediculus, eingeschraubt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand des Kanals (32), der die Klemmschraube (31) enthält, in bezug auf den unteren Rand des Kanals zur Symmetrieachse (d33) des Implantats hin zurückversetzt ist, wodurch die Größe des Implantats in dem den Knochenverankerungsmitteln entgegengesetzten Abschnitt begrenzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der vom unteren Rand des Kanals (32) gebildete Vorsprung (321) um eine bestimmte von der Achse (d33) des Implantats wegführende Strecke (r1) bezüglich des oberen Randes vorsteht und um eine bestimmte Strecke (r2) bezüglich der Sohle (320) des Kanals längs der Achse der Klemmschraube und in der Löserichtung (d31) vorsteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenverankerungsmittel des Implantats aus einem gekrümmten Abschnitt bestehen, der an einer bei einer spinalen Komponente vorliegenden Formstörung befestigt werden kann.