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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein implantierbares Verbindungselement
für ein
implantierbares Fixationssystem, insbesondere für ein Wirbelsäulenfixationssystem,
mit einem mit einem Verankerungselement verbindbaren Verbindungsabschnitt
und mit mindestens einem, ein freies Ende des Verbindungselements
bildenden Endabschnitt.
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Verbindungselemente
der eingangs beschriebenen Art werden in der Chirurgie häufig verwendet,
um Knochenteile, beispielsweise Wirbel einer Wirbelsäule, relativ
zueinander in einer definierten Stellung festzulegen. Zu diesem
Zweck werden sie üblicherweise
direkt oder indirekt mit einer Fixiervorrichtung, an in den Knochenteilen
verankerten Verankerungselementen, beispielsweise Knochenschrauben,
festgelegt. Die Verbindungselemente, beispielsweise Verbindungsstäbe oder
Verbindungsplatten, werden häufig
auch minimalinvasiv eingesetzt. Um das Einführen in einen menschlichen
oder tierischen Körper
zu erleichtern, sind die freie Enden der Verbindungselemente bildenden
Endabschnitte häufig
derart ausgebildet, dass sich ihr Querschnitt in Richtung auf das
freie Ende hin verjüngt,
beispielsweise in Form einer konischen und/oder abgerundeten Spitze.
Diese Ausgestaltung des Verbindungselements erleichtert zum einen
das Einführen
des Verbindungselements in Muskelgewebe und dieses umgebendes Gewebe
sowie durch entsprechende Öffnungen
des Verankerungselements zur Aufnahme des Verbindungselements.
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Nachteilig
bei derartigen Verbindungselementen ist jedoch, dass der Endabschnitt
auf Grund der Querschnittsverringerung nicht am Verankerungselement
festgelegt werden kann. Der eine Einführhilfe bildende Endabschnitt
steht daher nach dem Festlegen des Verbindungselements am Verankerungselement über und
kann so in Bereiche, beispielsweise benachbarter Wirbel säulensegmente, kommen
und dort zu Irritationen führen,
wodurch das benachbarte Segment sukzessive degenerieren kann.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbindungselement
der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass Irritationen und
Folgeschäden
nach Implantation des Verbindungselements vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird bei einem implantierbaren Verbindungselement der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der mindestens eine Endabschnitt mit dem Verbindungsabschnitt
lösbar
verbindbar oder von diesem irreversibel entfernbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Weiterbildung
hat insbesondere den Vorteil, dass nach Einführen und Festlegen des Verbindungselements
an einem Verankerungselement der Endabschnitt vom Verbindungsabschnitt
gelöst
oder entfernt werden kann. Das Verbindungselement kann insbesondere
dann so gewählt
werden, dass der Endabschnitt nach Festlegen des Verbindungselements
am Verankerungselement entfernt wird und das dann freie Ende des
Verbindungselements nur minimal vom Verankerungselement absteht.
Dadurch wird verhindert, dass das freie Ende des Verbindungselements
in unerwünschten
Kontakt beispielsweise mit benachbarten Knochenteilen, insbesondere
Wirbelkörpern,
kommen kann.
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Vorteilhafterweise
ist das Verbindungselement ein Verbindungsstab. Ein Verbindungsstab lässt sich
auf einfache Weise, insbesondere auch minimalinvasiv in einen menschlichen
oder tierischen Körper
einführen
und besitzt doch eine ausreichende Stabilität, um miteinander zu verbindende
Knochenteile sicher in der gewünschten
Position zu halten. Insbesondere kann ein Verbindungsstab auch noch während eines
chirurgischen Eingriffs in eine gewünschte Form gebracht, zum Beispiel
gebogen, werden, wenn er einen dafür geeigneten Querschnitt aufweist.
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Günstigerweise
ist das Verbindungselement in Form einer Verbindungsplatte ausgebildet.
Eine Verbindungsplatte hat gegenüber
einem Verbindungsstab den Vorteil, dass eine größere Verbindungssteifigkeit
erzielt werden kann beim Verbinden von Knochenteilen. Denkbar wäre es, dass
zumindest ein Teil der Verbindungsplatte auch stabförmig ausgebildet
ist.
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Um
das Lösen
oder irreversible Entfernen des Endabschnitts vom Verbindungsabschnitt
zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn der Endabschnitt aus einem
resorbierbaren Material hergestellt ist. Diese Ausgestaltung macht
ein manuelles Entfernen des Endabschnitts überflüssig. Dies bedeutet, dass das
Verbindungselement in den Körper
eingeführt und
in gewünschter
Weise an einem Verankerungselement festgelegt werden kann und dass
sich der Endabschnitt selbständig
entfernt, beispielsweise durch Auflösen. Denkbar wäre es auch,
dass sich die Spitze beispielsweise durch Bestrahlen mit Röntgenstrahlen,
Mikrowellen oder ultraviolettem Licht oder Laserlicht auflöst. Vorzugsweise
wird der Endabschnitt schnell resorbiert, möglichst innerhalb eines Zeitraums
von ein bis 30 Tagen.
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Günstig ist
es, wenn das resorbierbare Material Gelatine, Zucker, Kalziumphosphat
oder ein biologisch abbaubarer Kunststoff ist. Alternativ wäre es auch
denkbar, dass der Endabschnitt verdampfen oder schmelzen kann. Beispielsweise
könnte
der Endabschnitt aus Eis oder einem Gel aus Polyvinylalko hol (PVA)
hergestellt sein. Des Weiteren wäre
eine Alternative denkbar, bei der der Endabschnitt weich wird und
so benachbartes Gewebe oder benachbarte Knochenteile nicht irritieren
kann, da er beispielsweise bei Kontakt ausweicht.
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Vorzugsweise
ist der biologisch abbaubare Kunststoff Polylaktid oder Polyglykolid.
Diese Kunststoffe sind körperverträglich und
lösen sich
in gewünschter
Weise auf.
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Um
das Einführen
des Verbindungselements in einen Körper zu erleichtern und Verletzungen
dabei möglichst
zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Endabschnitt
aus einem elastischen Material hergestellt ist. Insbesondere kann
das elastische Material auch so ausgebildet sein, dass es beim Einführen nicht
elastisch ist und erst nach dem Einführen, beispielsweise in Folge
einer Temperaturänderung
oder einer Strahlungsbehandlung, wieder seine elastische Eigenschaft
ausbildet.
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Damit
das Verbindungselement auf einfache Weise durch Muskelgewebe eingeführt werden
kann, ist es günstig,
wenn sich der mindestens eine Endabschnitt konisch verjüngt.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der mindestens eine Endabschnitt in Form einer vom
Verbindungsabschnitt weg weisenden Spitze ausgebildet ist. Diese kann
Gewebe, durch das das Verbindungselement in einen Körper eingeführt werden
soll, auf einfache Weise teilen.
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Um
Verletzungen von Gewebe, durch das das Verbindungselement eingeführt wird,
zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Spitze stumpf oder abgerundet
ist.
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Günstigerweise
ist der mindestens eine Endabschnitt gebogen. Dadurch kann das Verbindungselement
je nach Zugang auch quasi "um
die Ecke herum" an
Knochenteilen oder empfindlichem Gewebe vorbeigeführt werden.
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Grundsätzlich ist
es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Endabschnitt einen unveränderlichen
Querschnitt aufweist. Dadurch wird zum einen die Stabilität des Verbindungselements
erhöht
und auch das Einführen
des Verbindungselements erleichtert. Günstig kann es jedoch auch sein,
wenn der mindestens eine Endabschnitt einen variablen Querschnitt
aufweist. Beispielsweise kann der Querschnitt in einer Einführstellung,
in der das Verbindungselement in einen menschlichen oder tierischen
Körper eingeführt werden
kann, größer sein
als in einer Stellung, in der der Endabschnitt wieder entnommen
werden soll. Dies erleichtert zum einen das Einführen des Verbindungsabschnitts
und erleichtert zum anderen das Entnehmen des Verbindungsabschnitts
aus dem Körper.
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Vorteilhafterweise
weist der mindestens eine Endabschnitt in einer Entnahmestellung
einen Querschnitt auf, der kleiner als ein Querschnitt des Verbindungsabschnitts
ist. Dadurch kann der Endabschnitt nach Lösen vom Verbindungsabschnitt
auf besonders einfache und schonende Weise aus einem Körper entfernt
werden.
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Um
das Entfernen des Endabschnitts noch weiter zu erleichtern, ist
es vorteilhaft, wenn das Verbindungselement eine Endabschnittführung umfasst und
wenn der mindestens eine Endabschnitt in der Entnahmestellung in
der Endabschnittführung
bewegbar ist. Beispielsweise kann am Verbindungselement eine Nut
oder ein Kanal vorgesehen sein, in der oder in dem der in der Entnahmestellung
einen kleineren Querschnitt als das Verbindungselement aufweisende
Endabschnitt bewegt werden kann, beispielsweise entgegen der Einführrichtung
des Verbindungselements in den Körper.
So lässt
sich der Endabschnitt nach dem endgültigen Positionieren des Verbindungselements
im Körper
auf einfache Weise wieder entnehmen.
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Um
den Endabschnitt in seinem Querschnitt auf einfache Weise zu verringern,
ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Endabschnitt faltbar
ist. So kann er beispielsweise vor dem Einführen des Verbindungselements
entfaltet werden, um beispielsweise eine konische Spitze zu bilden.
Zum Entnehmen nur des Endabschnitts aus dem Körper kann dieser dann vor oder
nach dem Lösen
vom Verbindungsabschnitt wieder gefaltet werden und dann so in seiner
Entnahmestellung wieder aus dem Körper entfernt werden.
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Günstig ist
es, wenn der Endabschnitt eine Hülle
umfasst, die mit einem Fluid befüllbar
ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht
es, den Endabschnitt auf einfache Weise, beispielsweise von einer
Entnahmestellung, in der die Hülle
ein minimales Volumen einnimmt, in eine Einführstellung zu überführen, in
der der Endabschnitt eine Einführhilfe
zum Einführen
des Verbindungselements in einen menschlichen oder tierischen Körper bildet,
beispielsweise indem er in der Einführstellung die Form einer Spitze
annimmt.
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Die
Konstruktion des Verbindungselements und dessen Herstellung vereinfachen
sich weiter, wenn die Hülle
aufblasbar ist. Alternativ wäre
es auch denkbar, die Hülle
mit einer körperverträglichen
Flüssigkeit
zu füllen,
beispielsweise einer isotonischen Kochsalzlösung.
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Besonders
einfach wird der Aufbau des Verbindungselements, wenn der mindestens
eine Endabschnitt regenschirmartig faltbar ist. So lässt sich auf
einfache Weise eine Spitze ausbilden, die das Einführen in
den Körper
erleichtert. Nach dem Einführen
lässt sich
der Endabschnitt so auf einfache Weise zusammenfalten und wieder
aus dem Körper entnehmen.
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Der
Aufbau des Verbindungselements wird weiter vereinfacht, wenn der
mindestens eine Endabschnitt einen faltbaren Rahmen und einen eine äußere Oberfläche des
mindestens einen Endabschnitts definierenden Bezug aufweist. Beispielsweise
können
der Rahmen und der Bezug auch aus einem resorbierbaren Material
hergestellt sein. Ferner hat dieser Aufbau den Vorteil, dass er
eine gewisse Elastizität
aufweisen kann, wodurch Schädigungen
von Gewebe, durch das das Verbindungselement in den Körper eingeführt wird,
minimiert werden.
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Damit
der Endabschnitt selbsttätig
die Form einer Spitze einnehmen kann, ist es günstig, wenn der Rahmen mindestens
ein Federelement umfasst zum Überführen des
Endabschnitts von der Entnahmestellung in eine Einführstellung,
in der der mindestens eine Endabschnitt eine sich verjüngende Spitze bildet.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der Rahmen aus einem sich auf Grund thermischer Aktivierung
verformbaren Material hergestellt ist. Dies erlaubt unterschiedliche
Ausführungsformen,
beispielsweise einen Endabschnitt, der sich auf Grund thermischer Aktivierung
zusammenzieht. Beispielsweise könnte ein
regenschirmartig faltbarer Endabschnitt vor dem Einführen in
einen menschlichen Körper
abgekühlt werden
und seine Einführstellung
einnehmen, beispielsweise in Form einer konisch zulaufenden Spitze.
Auf Grund thermischer Aktivierung durch die im Körper herrschende Temperatur
könnte
sich dann der Rahmen verformen und den Endabschnitt selbsttätig wieder
zusammenfalten.
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Auf
einfache Weise lässt
sich eine Verformung des Endabschnitts, insbesondere des Rahmens,
thermisch aktivieren, wenn das verformbare Material eine Formgedächtnislegierung
ist.
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Günstigerweise
ist der Rahmen aus einer Titan-Nickel-Legierung hergestellt, die
sich auf Grund ihrer Biokompatibilität auszeichnet.
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Grundsätzlich wäre es denkbar,
den Endabschnitt und den Verbindungsabschnitt mechanisch miteinander
zu verbinden. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn der mindestens eine
Endabschnitt an den Verbindungsabschnitt angespritzt ist. Beispielsweise
kann so ein Endabschnitt aus Kunststoff auf einfache Weise mit dem
Verbindungsabschnitt verbunden werden. Zudem kann so eine Verbindung
des Endabschnitts und des Verbindungsabschnitts auf einfache Weise
durch Hinterschneidungen verbessert werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass eine Verbindungsvorrichtung
zum lösbaren
Verbinden des mindestens einen Endabschnitts und des Verbindungsabschnitts
vorgesehen ist, dass die Verbindungsvorrichtung zwei miteinander
in Eingriff bringbare Kupplungsglieder umfasst und dass eines der
beiden Kupplungsglieder am mindestens einen Endabschnitt und dass
das andere der beiden Kupplungsglieder am Verbindungsabschnitt angeordnet ist.
Durch die beiden Kupplungsglieder lassen sich der mindestens eine
Endabschnitt und der Verbindungsabschnitt auf einfache Weise miteinander
verbinden und auch wieder voneinander lösen, und zwar reversibel oder
irreversibel.
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Um
ein unbeabsichtigtes Lösen
des mindestens einen Endabschnitts vom Verbindungsabschnitt zu vermeiden,
ist es vorteilhaft, wenn eine Hinterschneidung vorgesehen ist zum
Halten der Kupplungsglieder aneinander in einer Verbindungsstellung.
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Günstig ist
es, wenn die Verbindungsvorrichtung mindestens ein Fixierelement
umfasst zum Festlegen des mindestens einen Endabschnitts am Verbindungselement.
Mit dem Fixierelement kann beispielsweise eine Verbindung des mindestens
einen Endabschnitts und des Verbindungsabschnitts zusätzlich gesichert
werden.
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Auf
besonders einfache Weise lässt
sich das Verbindungselement ausbilden, wenn das mindestens eine
Fixierelement ein Sicherheitsstift, eine Schraube oder eine Niete
ist. Mit einer Schraube oder Niete lassen sich der mindestens eine
Endabschnitt und der Verbindungsabschnitt auf einfache Weise miteinander
verbinden.
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Ohne
zusätzliche
Fixierelemente lässt
sich der mindestens eine Endabschnitt mit dem Verbindungsabschnitt
verbinden, wenn die Verbindungsvorrichtung in Form einer Schraubverbindung
ausgebildet ist und wenn das eine Kupplungsglied einen Innengewindeabschnitt
und wenn das andere Kupplungsglied einen korrespondierenden Außengewindeabschnitt
umfasst. Der Endabschnitt und der Verbindungsabschnitt lassen sich
so auf einfache Weise miteinander verschrauben und somit auch wieder voneinander
lösen.
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Eine
weitere Alternative für
eine einfache Verbindung zwischen dem mindestens einen Endabschnitt
und dem Verbindungsabschnitt kann dadurch erreicht werden, dass
die Verbindungsvorrichtung in Form einer Rastvorrichtung ausgebildet
ist und dass das eine Kupplungsglied in Form eines ersten Rastglieds
und dass das andere Kupplungsglied in Form eines mit dem ersten
Rastglied in einer Raststellung verrastbaren zweiten Rastglieds
ausgebildet ist. Beispielsweise können die Rastglieder Rastvorsprünge und
Rastausnehmungen aufweisen, die teilweise federnd relativ zueinander
angeordnet sein können.
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Vorteilhaft
kann es ferner sein, wenn die Verbindungsvorrichtung in Form einer
Formschlussverbindung ausgebildet ist und wenn das eine Kupplungsglied
formschlüssig
in das andere Kupplungsglied einführbar ist. Beispielsweise lässt sich
so eine Steckverbindung realisieren, bei der der Verbindungsabschnitt
und der mindestens eine Endabschnitt einfach zusammengesteckt werden.
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Eine
besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass das eine
Kupplungsglied in Form eines Sacklochs und das das andere Kupplungsglied
in Form eines in das Sackloch einführbaren, korrespondierenden
Zapfens ausgebildet ist. Unabhängig
von der Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung kön nen die
Kupplungsglieder auch so geformt sein, dass sie in einer Verbindungsstellung
von Verbindungsabschnitt und Endabschnitt klemmend miteinander verbunden
sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann auch eine Sollbruchstelle vorgesehen sein zum Abtrennen
des mindestens einen Endabschnitts vom Verbindungsabschnitt. Insbesondere
wäre es
denkbar, den Endabschnitt und den Verbindungsabschnitt einstückig auszubilden
und mittels der Sollbruchstelle eine Trennung des Endabschnitts vom
Verbindungsabschnitt zu ermöglichen.
Selbstverständlich
kann auch bei Vorsehen einer Sollbruchstelle der Endabschnitt zunächst mit
dem Verbindungsabschnitt verbindbar sein, das heißt dass
Endabschnitt und Verbindungsabschnitt auch zweiteilig ausgebildet
werden.
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Besonders
einfach wird der Aufbau des Verbindungselements, wenn die Sollbruchstelle
in Form einer Querschnittsverjüngung
des mindestens einen Endabschnitts ausgebildet ist. Insbesondere
kann sie im Übergangsbereich
zwischen Verbindungsabschnitt und Endabschnitt angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise
schließt
sich die Querschnittsverjüngung
des mindestens einen Endabschnitts direkt an den Verbindungsabschnitt
an. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nach Abtrennen des
Endabschnitts dieser praktisch vollständig vom Verbindungsabschnitt
gelöst
ist und nicht mehr in unerwünschter
Weise von einem Verankerungselement absteht.
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Vorteilhafterweise
weist der mindestens eine Endabschnitt mindestens eine Werkzeugaufnahme auf.
Durch die Werkzeugaufnahme kann mit einem dafür geeigneten Instrument der
mindestens eine Endabschnitt auf einfache Weise gefasst und vom
Verbindungsabschnitt gelöst
werden.
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Vorzugsweise
ist die mindestens eine Werkzeugaufnahme in Form einer Ausnehmung
ausgebildet. In eine Ausnehmung kann beispielsweise ein Vorsprung
eines Entnahmewerkzeugs auf einfache Weise eingreifen zum Erfassen
des Endabschnitts.
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Besonders
einfach wird der Aufbau des Verbindungselements, wenn die Werkzeugaufnahme
in Form einer Bohrung oder eines Sacklochs ausgebildet ist, deren
Längsachse
quer oder im Wesentlichen quer zur Längsachse des mindestens einen
Endabschnitts ausgebildet ist.
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Alternativ
kann die Werkzeugaufnahme auch in Form einer Nut, eines Einstichs,
einer Hinterschneidung oder eines Gewindeabschnitts ausgebildet
sein, wobei in allen Fällen
auch mit einem speziellen Instrumentarium der Endabschnitt vom Verbindungsabschnitt
lösbar
ist.
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Des
Weiteren kann der Endabschnitt aus einem Material hergestellt sein,
das nicht röntgentransparent
ist. Dies ermöglicht
es, ohne einen weiteren chirurgischen Eingriff vornehmen zu müssen, festzustellen,
ob der Endabschnitt bereits in gewünschter Weise vom Körper resorbiert
wurde.
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Ferner
wird die eingangs gestellte Aufgabe bei einem chirurgischen, insbesondere
implantierbaren, Fixationssystem zum Festlegen mindestens zweier
Knochenteile in einer definierten Relativposition, welches mindestens
ein implantierbares Verankerungselement und mindestens ein implantierbares Verbin dungselement
umfasst, wobei das mindestens eine implantierbare Verbindungselement
einen mit dem Verankerungselement verbindbaren Verbindungsabschnitt
und mindestens einen, ein freies Ende bildenden Endabschnitt aufweist,
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der mindestens eine Endabschnitt mit dem Verbindungsabschnitt
lösbar
verbindbar oder von diesem irreversibel entfernbar ist. Diese erfindungsgemäße Weiterbildung
eines chirurgischen Fixationssystems hat den Vorteil, dass der Endabschnitt
am Verbindungselement nach Entfernen vom Verbindungsabschnitt nicht
zu Irritationen oder zur Degeneration von umliegendem Gewebe oder
anliegenden Knochenteilen führen
kann.
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Vorteilhaft
ist es, wenn das Fixationssystem ein Wirbelsäulenfixationssystem zum Festlegen
mindestens zweier Wirbel einer menschlichen oder tierischen Wirbelsäule in einer
definierten Relativposition ist. Mit einem solchen Wirbelsäulenfixationssystem lassen
sich Schädigungen
der Wirbelsäule
einfach und sicher behandeln.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Verbindungselement
des Fixationssystems eines der oben beschriebenen Verbindungselemente
ist. Das Vorsehen eines solchen Verbindungselements hat die oben
beschriebenen Vorteile.
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Um
das Fixationssystem auf einfache Weise beispielsweise an einem Knochen
festlegen zu können,
ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Verankerungselement
in Form einer Knochenschraube ausgebildet ist.
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Grundsätzlich wäre es denkbar,
das Verbindungselement am Verankerungselement direkt festzulegen.
Vorteilhaft ist es jedoch, wenn das mindestens eine Verankerungselement
einen in einem Knochen festlegbaren Verankerungsabschnitt und eine mit
diesem verbindbare Verbindungsvorrichtung umfasst und wenn die Verbindungsvorrichtung
und der Verbindungsabschnitt lösbar
verbindbar sind. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Verbindungsabschnitte
mit unterschiedlichen Verbindungsvorrichtungen und unterschiedlichen
Verbindungselementen verbinden. So wird die Variabilität des Fixationssystems
erhöht,
denn ein Operateur kann individuell am besten geeignete Teile wählen, um
zwei Knochenteile mit Hilfe des Fixationssystems miteinander zu
verbinden.
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Besonders
einfach lässt
sich das Verankerungselement mit dem Verbindungselement verbinden,
wenn die Verbindungsvorrichtung eine Verbindungselementaufnahme
für das
mindestens eine Verbindungselement und ein Fixierelement zum Festlegen
des mindestens einen Verbindungselements in der Verbindungselementaufnahme
aufweist. Beispielsweise kann die Verbindungselementaufnahme in
Form eines im Wesentlichen U-förmigen Gabelkopfes
ausgebildet sein, an dem das Verbindungselement mit einer schraubenartigen
Mutter oder mit einer Klemmschraube festlegbar ist.
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Die
nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung,
dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
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1:
ein erfindungsgemäßes, zwei
Knochenteile miteinander verbindendes Fixationssystem in einer perspektivischen
Ansicht;
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2:
eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels
eines Verbindungselements;
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3:
eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung eines dritten
Ausführungsbeispiels eines
Verbindungselements;
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4:
eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung eines vierten
Ausführungsbeispiels eines
Verbindungselements;
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5:
eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines
Verbindungselements
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6:
ein sechstes Ausführungsbeispiel
eines Endabschnitts;
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7:
ein siebtes Ausführungsbeispiel
eines Endabschnitts;
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8:
ein achtes Ausführungsbeispiel
eines Endabschnitts;
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9:
ein neuntes Ausführungsbeispiel
eines Endabschnitts; und
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10:
eine ausschnittsweise, perspektivische und teilweise geschnittene
Ansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels
eines Verbindungselement.
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In 1 ist
ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehenes Fixationssystem
in Form eines Wirbelsäulenfixationssystems
dargestellt, welches insbe sondere zum Vorgeben und Halten einer Relativposition
benachbarter Wirbel 12, 14 oder des Kreuzbeins 16 einer
menschlichen oder tierischen Wirbelsäule 18 dient. Das
Fixationssystem 10 umfasst insbesondere in knöchernen
Strukturen der Wirbelsäule 18 verankerbare
Verankerungselemente 20, beispielsweise wie die in 1 dargestellten Knochen-
oder Pedikelschrauben 20. Das Fixationssystem 10 umfasst
ferner mindestens ein Verbindungselement 22, beispielsweise
in Form eines in 1 dargestellten Verbindungsstabes 22,
der in einen eine Verbindungselementaufnahme 24 definierenden
gabelförmigen
Kopf 26 des Verankerungselements 20 einlegbar
und mit einem Fixierelement, beispielsweise in Form einer Klemmschraube 28,
die zwischen die beiden halbschalenförmigen Seitenwände 30 des
Kopfes 26 einschraubbar ist, und zwar auf Grund der an
den Seitenwänden 30 vorgesehenen,
zu einem Außengewinde
der Klemmschraube 28 korrespondierenden Gewindeabschnitte.
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Das
Verbindungselement 22 weist einen langgestreckten, stabförmigen und
im Querschnitt kreisförmigen
Verbindungsabschnitt 32 auf, der in die Verbindungselementaufnahmen 24 einführbar und mit
der Klemmschraube 28 festlegbar ist. Ein an einem oder
an beiden freien Enden des Verbindungsabschnitts 32 angeordneter
Endabschnitt 34 ist in Form einer konischen, an ihrem sich
verjüngenden Ende
etwas abgerundeten Spitze ausgebildet.
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Der
Endabschnitt 34 ist mit dem Verbindungsabschnitt 32 lösbar verbindbar.
Dies bedeutet, dass der Endabschnitt 34 vor dem Einführen des
Verbindungselements 22 in einen menschlichen oder tierischen
Körper
mit dem Verbindungsabschnitt 32 verbunden werden kann.
Dadurch wird das Einführen des
Verbindungselements 22 in den menschlichen oder tierischen
Körper
deutlich erleichtert, denn der die Form einer Spitze aufweisende
Endabschnitt 34 kann Muskelgewebe deutlich einfacher durchdringen als
ein stumpfes Ende des Verbindungsabschnitts 32, so dass
Verletzungen von Gewebe verringert werden.
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Da
der Endabschnitt 34 nach dem Festliegen des Verbindungselements 22 am
Verankerungselement 20 etwas von der Verbindungselementaufnahme 24 vorsteht,
kann er zu Irritationen und schlimmstenfalls sogar zur Degeneration
an weichem oder knöchernem
Gewebe führen.
Daher ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verbindungselements
der Endabschnitt 34 vom Verbindungsabschnitt 32 lösbar, insbesondere
irreversibel entfernbar. Er ist dazu aus einem resorbierbaren Material
hergestellt, beispielsweise Gelatine, Zucker, Kalziumphosphat oder
aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff, welcher beispielsweise
Polylaktid oder Polyglykolid sein kann. Denkbar wäre es auch,
den Endabschnitt 34 aus Eis oder einem PVA-Gel (Polyvinylalkohol-Gel) herzustellen,
so dass sich der Endabschnitt 34 in Folge einer Erwärmung nach
Einführen
in einen menschlichen oder tierischen Körper einfach auflösen kann.
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Alternativ
kann der Endabschnitt 34 auch aus einem Material hergestellt
sein, welches sich in Folge einer Bestrahlung mit Röntgenstrahlen,
Mikrowellen und/oder ultravioletter Strahlung oder Bestrahlung mit
Laserlicht auflösen
kann. Denkbar wäre es
auch, die Spitze thermisch aufzulösen in Folge einer induktiven
Energieeinkopplung.
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Ein
resorbierbarer oder auflösbarer
Endabschnitt 34 löst
sich typischerweise innerhalb von wenigen Tagen vom Verbindungsabschnitt 32.
Je nach verwendetem Material kann dieser Vorgang auch nur wenige
Minuten oder Stunden betragen.
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Je
nach gewähltem
Material kann der Endabschnitt 34 auch unterschiedlich
gefärbt
sein.
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Der
Endabschnitt 34 kann auch aus einem elastischen Material
hergestellt sein, wobei die Elastizität des Materials sich auf Grund äußerer Einwirkungen ändern kann.
Beispielsweise kann der Endabschnitt 34 beim Einführen des
Verbindungselements 22 in einen menschlichen oder tierischen
Körper
inelastisch sein und erst nach dem endgültigen Festlegen des Verbindungselements 22 am
Verankerungselement 20 eine gewisse Elastizität erhalten.
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Zum
Verbinden des Endabschnitts 34 und des Verbindungsabschnitts 32 miteinander
kann eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen sein, die zwei miteinander
in Eingriff bringbare Kupplungsglieder umfasst, wobei eines der
beiden Kupplungsglieder am Endabschnitt 34 und das andere
der beiden Kupplungsglieder am Verbindungsabschnitt 32 angeordnet
ist. Optional kann der Endabschnitt 34 auch mit einem Magnet
oder mittels eines Klebstoffs mit dem Verbindungsabschnitt 32 verbunden
sein.
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In 2 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel eines
insgesamt mit dem Bezugszeichen 122 versehenes Ausführungsbeispiel
eines Verbindungselements dargestellt, welches einen stabförmigen Verbindungsabschnitt 132 und
einen entsprechend dem Endabschnitt 34 geformten Endabschnitt 134 aufweist.
Eine Verbindungsvorrichtung in Form einer Schraubverbindung umfasst
einen von einer Stirnseite 136 des Verbindungsabschnitts 132 in
Richtung der Längsachse
von der Stirnseite 136 abstehenden Gewindebolzen 40,
dessen Außengewinde
korrespondierend zu einem Innengewinde eines Sacklochs 42 ist, welches
am Endabschnitt 34 in einer kreisförmigen, auf die Stirnseite 136 zuweisenden
Grundfläche 144 ausgebildet
ist und sich ebenfalls in Richtung der Längsachse 138 erstreckt.
Der Endabschnitt 134 kann aus einem der oben beschriebenen
Materialien hergestellt sein.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verbindungselements
ist in 3 insgesamt mit dem Bezugszeichen 222 versehen.
Es umfasst einen langgestreckten, stabförmigen Verbindungsabschnitt 232 sowie
einen mittels einer Verbindungsvorrichtung umfassend zwei Kupplungsglieder mit
dem Verbindungsabschnitt 232 verbindbaren Endabschnitt 234.
Eines der beiden Kupplungsglieder wird gebildet durch eine quer
zur Längsachse 238 des
Verbindungsabschnitts 232 in einer Stirnseite 236 desselben
angeordnete Schwalbenschwanznut 250. Ein zu dieser korrespondierendes
Kupplungsglied wird gebildet durch eine schwalbenschwanzförmige Feder 252,
die von einer kreisförmigen
Grundfläche 244 des
Endabschnitts 234 abstehend angeordnet ist. Zum Verbinden
des Verbindungsabschnitts 232 und des Endabschnitts 234 werden
die beiden Teile relativ zueinander bewegt, so dass die Feder 252 in
die Schwalbenschwanznut 250 in einer Richtung quer zur
Längsachse 238 eingeschoben werden
kann. Die Feder 252 und die Schwalbenschwanznut 250 können zusätzlich zur
formschlüssigen
Formgebung so ausgebildet sein, dass die Feder 252 klemmend
in der Schwalbenschwanznut 250 gehalten ist. Auch der Endabschnitt 234 kann
aus einem der oben beschriebenen Materialien hergestellt sein.
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In 4 ist
ein viertes Ausführungsbeispiel eines
insgesamt mit dem Bezugszeichen 322 versehenen Verbindungselements
dargestellt. Es umfasst einen langgestreckten, eine Längsachse 338 definierenden
Verbindungsabschnitt 332 und einen einstückig an
diesen angeformten Endabschnitt 334, dessen Form des in
Form einer kegelförmigen
Spitze ausgebildeten Endabschnitts 134 entspricht. Im Übergangsbereich
zwischen dem Endabschnitt 334 und dem Verbindungsabschnitt 332 ist
eine Sollbruchstelle 360 vorgesehen, die in Form einer
ringförmigen
Nut ausgebildet ist. Durch die Sollbruchstelle 360 ist
der Endabschnitt 334 vom Verbindungsabschnitt 332 auf
einfache Weise lösbar,
so dass er insbesondere nach dem Einführen des Verbindungselements 322 vom
Verbindungsabschnitt 332 abgebrochen werden kann.
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Alternativ
wäre es
auch denkbar, die Sollbruchstelle 360 am Endabschnitt 334 vorzusehen,
da er beispielsweise aus einem Material wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben
hergestellt ist und/oder mit dem Verbindungsabschnitt 332 wie
im Zusammenhang mit den 2 und 3 beschrieben
verbindbar ist.
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In 5 ist
ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 422 versehenes Verbindungselement
dargestellt, welches ebenfalls einen langgestreckten, eine Längsachse 438 definierenden,
stabförmigen
Verbindungsabschnitt 432 umfasst. Von einer Stirnseite 436 des
Verbindungsabschnitts 432 steht ein im Wesentlichen würfelförmiger Vorsprung 480 ab,
der mit einer quer zur Längsachse 438 verlaufenden
Bohrung 484 versehen ist. Das Verbindungselement umfasst
ferner einen Endabschnitt 434, der einen kurzen, zylindrischen
Abschnitt 486 und einen sich an diesen anschließenden kegelförmigen Abschnitt 488 aufweist, der
in seiner Form im Wesentlichen dem Endabschnitt 34 entspricht.
In einer Grundfläche 444 des
Abschnitts 486 ist eine zum Vorsprung 480 korrespondierende,
im Wesentlichen würfelförmige Ausnehmung 482 vorgesehen,
die zur formschlüssigen Aufnahme
des Vorsprungs 480 dient. Koaxial zur Bohrung 484 ist
eine Bohrung 485 im zylindrischen Abschnitt 486 vorgesehen,
so dass ein Verriegelungsstift 490 nach Einführen des
Vorsprungs 480 in die Ausnehmung 482 quer zur
Längsachse 438 durch
die Bohrungen 485 und 484 hindurchgeschoben werden
kann, um den Endabschnitt 434 lösbar mit dem Verbindungsabschnitt 432 zu
verbinden. Der Verriegelungsstift 490 ist dabei vorzugsweise
so ausgebildet, dass er klemmend in den Bohrungen 484 und 485 gehalten
ist und zudem einen Kopf 492 aufweist, welcher einen Anschlag
definiert, damit der Verriegelungsstift 490 nicht durch
die beiden Bohrungen 484 und 485 hindurchgeschoben
werden kann.
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In
den 6 bis 9 sind vier alternative Ausgestaltungen
von insgesamt mit den Bezugszeichen 534, 634, 734 und 834 bezeichneten
Endabschnitten dargestellt. Die in den 6 bis 9 dargestellten
Endabschnitte 534, 634, 734 und 834 können insbesondere
auch anstelle der Endabschnitte 34, 134, 234, 334 und 434 bei
den im Zusammenhang mit den 1 bis 5 beschriebenen
Ausführungsbeispielen
von Verbindungselementen 22, 122, 222, 322 und 422 zum
Einsatz kommen.
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Der
in 6 dargestellte Endabschnitt 534 weist
eine ballige Form auf und vorzugsweise eine ebene, im Querschnitt
kreisförmige
Grundfläche 544. Eine
Spitze 546, welche ein der Grundfläche 544 gegenüberliegendes
Ende des Endabschnitts 534 bildet, ist etwas abgerundet,
um Verletzungen beim Einführen
eines mit dem Endabschnitts 534 ausgestatteten Verbindungselements
durch Gewebe eines menschlichen oder tierischen Körpers zu
vermeiden. Der Endabschnitt 534 ist, wie in 6 dargestellt,
rotationssymmetrisch zu einer Längsachse 538,
die insbesondere mit einer Längsachse
eines nicht dargestellten Verbindungsabschnitts übereinstimmen kann.
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Der
in 7 dargestellte Endabschnitt 634 ist asymmetrisch
bezüglich
einer Längsachse 638 geformt,
die durch eine kreisförmige
Grundfläche 644 des
Endabschnitts 634 definiert wird. Eine Spitze 646 des
sich von der Grundfläche 644 weg
verjüngenden Endabschnitts 634 liegt
zwar über
der Grundfläche 644,
jedoch nahe an deren Rand.
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Der
in 8 dargestellte Endabschnitt 734 ist rotationssymmetrisch
zu einer Längsachse 738 geformt,
wobei sich ein Querschnitt des Endabschnitts 734 in Richtung
auf eine abgerundete Spitze 746 verjüngt, jedoch nicht linear wie
beim Endabschnitt 34, sondern nicht linear.
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Der
Endabschnitt 834, der in 9 dargestellt
ist, ist bezogen auf eine von einer kreisförmigen Grundfläche 844 definierte
Längsachse 838 asymmetrisch
ausgebildet. Eine Mittellinie 896 des Endabschnitts 834 ist
ausgehend von der Grundfläche 844 von
der Längsachse 838 in
Richtung auf eine stumpfe, abgerundete Spitze 846 weg gekrümmt.
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Zum
Entnehmen der in den 1 bis 9 beschriebenen
Endabschnitte können
an diesen Entnahmehilfen vorgesehen sein, beispielsweise in Form
eines am Endabschnitt 534, wie in 6 dargestellt,
quer zur Längsachse 538 angeordneten Sacklochs 548.
Alternativ wären
auch ringförmige Nuten
oder Einstiche sowie Abflachungen am Endabschnitt denkbar. Des Weiteren
könnte
als Entnahmehilfe bei einem Endabschnitt auch ein Gewinde vorgesehen
sein, so dass mit dem beschriebenen Varianten der Entnahmehilfen
unter Zuhilfenahme eines speziellen Instrumentariums die jeweiligen
Endabschnitte auf einfache Weise nach dem Einführen und Festlegen der Verbindungselemente
aus dem menschlichen oder tierischen Körper entfernbar sind.
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In 10 ist
ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 922 versehenes weiteres
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verbindungselements
dargestellt. Es umfasst einen rohrschaftförmigen Verbindungsabschnitt 932 sowie
einen sich konisch verjüngenden
Endabschnitt 934.
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Der
rohrschaftförmige
Verbindungsabschnitt 932 weist eine sich koaxial zu einer
Längsachse
desselben erstreckende, im Querschnitt kreisförmige Durchbrechung 964 auf,
die eine Endabschnittführung
bildet. Ein stirnseitiger Rand 966 des Verbindungsabschnitts 932 ist
in Richtung auf die Längsachse 938 hin
geneigt, und zwar etwa unter einem Winkel von etwa 45° bezogen
auf die Längsachse 938.
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Der
Endabschnitt 934 ist insgesamt in der Art eines Regenschirms
aufgebaut. Koaxial zur Längsachse 938 erstreckt
sich ein im Querschnitt achteckiger Stab 968, der einen
Teil eines Rahmens 970 bildet. Der Stab 968 ist
in Form eines Bleistifts ausgebildet und an einem Ende spitz zulaufend.
Ausgehend vom spitz zulaufenden Ende 972 des Stabes 968 sind
als weitere Rahmenteile auf jeder Seitenfläche 969 langgestreckte,
quaderförmige
Plättchen 973 angeordnet,
die über
ein Filmscharnier 974 gelenkig mit einem ebenfalls langgestreckten,
brettförmigen
Flügel 975 verbunden
sind. Zum Aufspreizen der Flügel 975 dienen
Schraubenfedern 976, wobei ein sich geradlinig und quer
zu einer von der Schraubenfeder definierten Längsachse erstreckendes freies
Ende 977 der Schraubenfeder 976 am Plättchen 973 befestigt
ist und sich das andere freie Ende 978 der Schraubenfeder 976,
das ebenfalls quer zu deren Längsachse weist,
am Flügel 975 abstützt. Die Schraubenfeder 976 ist
so angeordnet, dass die beiden freien Enden 977 und 978 die
gelenkig miteinander verbundenen Plättchen 973 beziehungsweise Flügel 975 aufspreizen.
Die Flügel 975 sind
außen mit
einem Bezug 979 versehen, welcher eine konische Außenfläche definiert.
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Der
Stab 968 ist an einer Stirnseite 997 eines langgestreckten,
zylindrischen Schub- und Zugglieds 998 angeordnet, welches
im Innern des Verbindungsabschnitts 932 koaxial zur Längsachse 938 in der
Endabschnittführung
verschiebbar ist.
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Zum
Einführen
des Verbindungselements 922 in einen menschlichen oder
tierischen Körper wird
der Endabschnitt 934 relativ zum Verbindungsabschnitt 932 in
die in 10 dargestellte Einführstellung
gebracht. In dieser bildet der Endabschnitt 934 eine sich
verjüngende
Spitze, analog wie beim Verbindungselement 22.
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Nach
dem Einführen
und Festlegen des Verbindungsabschnitts 932 an einem Verankerungselement,
beispielsweise dem Verankerungselement 20, wird der störende Endabschnitt 934 dadurch
entfernt, dass das Schub- und Zugglied 998 weiter in den
Verbindungsabschnitt 932 hinein verschoben wird. Dadurch
wird auch der Stab 968 in den Verbindungsabschnitt 932 hineingezogen,
mit der Folge, dass freie Enden der Flügel 975 am geneigten
Rand 966 aufgleiten und dadurch die freien Enden 977 und 978 der
Schraubenfedern 976 gegeneinander gedrückt werden. Entgegen der Wirkung
der Schraubenfedern 976 werden damit die Flügel 975 in
Richtung auf die Plättchen 973 hin
verschwenkt. Wird das Schub- und Zugglied 998 weiter in
den Verbindungsab schnitt 932 hineingeschoben, gleiten die
mit dem Bezug 979 bespannten Flügel 975 auch ins Innere
des Verbindungsabschnitts 932 hinein. Das Schub- und Zugglied 998 wird
so weit zurückgezogen,
bis der Endabschnitt 934 vollständig in der Durchbrechung 964 des
Verbindungsabschnitts 932 verschwindet.
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Der
Endabschnitt 934 ist, wie beschrieben, in seinem Querschnitt
variabel. Der Rahmen 970 kann auch aufgrund thermischer
Aktivierung die in 10 dargestellte Einführstellung
einnehmen. Beispielsweise können
die Schraubenfedern 976 in der Entnahmestellung "eingefroren" werden und nach
Erwärmen
selbsttätig
in die Einführstellung übergehen. Vorzugsweise
sind die Schraubenfedern aus einer Form-Gedächtnis-Legierung hergestellt.
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Ferner
wäre es
auch denkbar, einen Endabschnitt, der beispielsweise die Form des
Endabschnitts 34 aufweist, inflatierbar auszubilden, und zwar
indem eine die gewünschte
Form des Endabschnitts aufweisende und definierende Hülle am Verbindungsabschnitt
angeordnet wird, die direkt oder über einen im Verbindungsabschnitt
vorgesehenen Kanal mit einem Fluid, beispielsweise einer körperverträglichen
Flüssigkeit,
wie zum Beispiel einer isotonischen Kochsalzlösung, oder einem Gas, insbesondere
Luft oder Stickstoff, von einer zusammengelegten oder gefalteten
Form in eine inflatierte Stellung überführt werden kann. Ist die Hülle mit
einem Fluid gefüllt,
dann kann das Verbindungselement auf einfache Weise in einen menschlichen
oder tierischen Körper
eingeführt
werden. Nach dem Einführen
besteht die Möglichkeit,
das Fluid aus der Hülle abzulassen
oder, falls es körperverträglich ist,
in der Hülle,
die vorzugsweise aus einem resorbierbaren Material hergestellt ist,
zu belassen, bis es nach Auflösen
der Hülle
freigegeben und vom Körper
aufgenommen werden kann, ohne diesen zu schädigen.