DE3624067A1 - Spinales fixierungssystem und -verfahren - Google Patents
Spinales fixierungssystem und -verfahrenInfo
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Description
Die vorliegende Anmeldung geht auf eine amerikanische
Continuation-in-part-Anmeldung vom 24. Juli 1985 mit
der Seriennummer 7 58 294 zurück.
Die Erfindung bezieht sich auf die spinale Fixierung
und Methodologie; insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf eine verbesserte Stützfixierung und ein Verfahren
zur chirurgischen Behandlung spinaler Probleme,
bei denen eine Korrektur, Stabilisierung, Einstellung
und Regulierung der Fixierung der Wirbelsäule oder Teile
von ihr erforderlich werden können, wobei sich die
Erfindung insbesondere auf den Lumbal- und Sakralabschnitt
der Wirbelsäule bezieht, obwohl die Erfindung
nicht hierauf beschränkt ist und z. B. auch im thorakalen
Bereich der Wirbelsäule angewendet werden kann.
Verschiedene Arten und Typen von Störungen bei der Wirbelsäule sind als Skoliose, Kyphose, Spondylolisthesis
bekannt und weitere Probleme sind z. B. Bandscheibenruptur
oder -vorfall, eine gebrochene Wirbelsäule oder
Wirbelsäulenfraktur u. dgl. Zur chirurgischen Behandlung
spinaler Störungen sind verschiedene Formen der
Geräteausrüstung bzw. des Instrumentariums und der Vorgehensweisen
bekannt, z. B. die Harrington-Spinalinstrumentierung,
Bobechko Hooks-Edward Hooks- und Rod
Sleeves-, Luque-Segment-Spinalinstrumentierung und
Luque-Winkel (Rechtecke), das Dunn-Vorderspinalsystem
und die Kostuik-Harrington-Instrumentierung, um nur einige
von ihnen zu erwähnen. Diese und weitere Systeme
sind in einem oder mehreren der folgenden US-Patentschriften
beschrieben: 44 33 676; 43 69 769; 42 69 178;
44 09 968; und 42 89 123.
Bei einigen der obigen Systeme werden Elemente oder
Stäbe vom Hakentyp verwendet, die lediglich über die
plattenförmigen Gewebeschichten (Laminae) oder auf ausgewählten
Querfortsätzen des Rückgrats eingehängt werden.
Bei anderen Systemen, wie z. B. den Luque-Segment-
Spinalwinkelstücken, die zur Stabilisierung von Spinalfrakturen
und von Fusionen des unteren Rückens verwendet
werden, werden Luque-Drähte verwendet, um das Winkelstück
an der Wirbelsäule zu befestigen. Bei einigen
der herkömmlichen Systeme werden Schrauben verwendet,
um einen einzelnen Stab an der Stelle zu halten. Bei
anderen Systemen werden Schrauben verwendet, um eine
geschlitzte Platte am richtigen Platz zu halten, wobei
die örtliche Lage der Schrauben und Schlitze derart
ist, daß die Platte bewegt wird, um die Plattenöffnungen
oder -schlitze mit dem Ende der Schraube auszurichten,
wobei eine Mutter dazu verwendet wird, die
Platte an der Schraube zu halten. Bei dieser letzteren
Anordnung, auf die manchmal unter der Bezeichnung
Steppee-Platte Bezug genommen wird, gibt es nur einen
kleinen Angriffs- bzw. Stützpunkt zwischen der Platte
und der Schraube und Mutter, da sich nur ein kleiner
Abschnitt der Platte in Eingriff benachbart den Schlitzen
befindet. Die Platte kann auch nicht zu einer festen
und stabilen Krümmung gestaltet werden, die der
durch den Chirurgen gewünschten Krümmung folgt.
Es ist eine allgemeine Regel, daß bei jeder beliebigen
Vorgehensweise, bei der die Verwendung einer Befestigung
der beschriebenen Art benötigt wird, gewünscht
ist, eine Drehung des Wirbelkörpers zu vermeiden, während
eine Bewegung von links nach rechts und von hinten
nach vorne verhindert wird, um eine wirksame Heilung zu
unterstützen. Im Fall von spinalen Fusionen beispielsweise
kann sich die Fixierung sechs bis zwölf Monate
oder länger an ihrem Platz befinden und muß während
dieser Zeitdauer richtig und wirksam funktionieren.
Wenn die Fixierung lose wird oder aus der Einstellung
herausfällt, ist es aufgrund der Art und Beschaffenheit
der herkömmlichen Fixierung etwas schwierig, die erforderlichen
Einstellungen zu machen. Eine Verstellung,
Regulierung oder Modifizierung der herkömmlichen Fixierung
kann aufgrund der Notwendigkeit, Drähte zu lösen
oder Haken oder Stäbe einzustellen, ein ebenso großes
Unternehmen wie die ursprüngliche Einrichtung der Fixierung
sein. Wenn beispielsweise ein Patient als Ergebnis
der anfänglichen und geschickten Anbringung der
Stützfixierung signifikante Schmerzen erleidet, kann
selbst eine kleinere Nachstellung der herkömmlichen Fixierung
ein größeres Unternehmen darstellen.
Eine weitere Schwierigkeit bei der herkömmlichen Fixierung
besteht darin, daß es manchmal schwierig ist zu
bewirken, daß die Wirbelsäule der korrekten oder gewünschten
Kontur folgt. Z. B. sind die beim Harrington-
System oder seinen Variationen verwendeten Stäbe gewöhnlich
gerade Stäbe oder nur in einer Ebene gebogen
bzw. gekrümmt. Es ist manchmal schwierig, Haken zwischen
den Enden des Stabs so anzuordnen, daß sich die
Wirbel zwischen den Enden der Stäbe in der richtigen
Position befinden, einfach aufgrund der Schwierigkeit,
die Zwischenhaken geeignet zu positionieren und/oder zu
formen und die Stäbe fest bzw. fixiert zu unterstützen,
um der gewünschten Kontur zu folgen. Es ist z. B. berichtet
worden, daß die Verwendung von Knodt-Stäben,
Ala-Haken oder Sakralstangen bei L-S-Fusionen (d. h.
lumbosakralen Fusionen) bei Erwachsenen mit einem Versagen
der Fixierung, Lordoseverlust und/oder Nichtzusammenwachsen
in 15% bis 65% der Fälle verbunden ist.
Im Fall einer lumbosakralen Fixierung ist bei den gegenwärtigen
Techniken kritisiert worden, daß sie keine
sichere Fixierung direkt am Kreuzbein (Sakrum), keine
Erhaltung des normalen L-S-Winkels bei Distraktino oder
Kompression oder keine starre Fixierung in sämtlichen
Bewegungsebenen vorsehen.
Es wird auch erkannt, daß die in den sakralen und lumbalen
Bereichen der Wirbelsäule enthaltenen Spannungen
größer als jene im thorakalen Bereich der Wirbelsäule,
d. h. T1-T14 (Brustwirbel), sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Stützfixierung, insbesondere zur Verwendung bei
der Wirbelsäule, und eine verbesserte Methodologie bzw.
ein verbessertes Verfahren zu schaffen, mit denen beliebig
eine Korrektur, Stabilisierung, Einstellung, Regulierung
oder eine Fixierung der Wirbelsäule oder eine
beliebige Kombination davon zur Behandlung spinaler
Probleme von der herkömmlich gutbekannten Art erzielt
werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine
verbesserte Stützfixierung und ein verbessertes Verfahren
zur Behandlung spinaler Probleme zu schaffen,
die im Zusammenhang mit dem lumbosakralen Bereich der
Wirbelsäule stehen, insbesondere dem L1-L5- und
S1-S2-Bereich (Lendenwirbel und Kreuzbeinwirbel), sowie
mit dem thorakalen Bereich von T1-T14 stehen.
Des weiteren soll durch die Erfindung eine spinale
Stützfixierung und eine verbesserte Methodologie geschaffen
werden, die eine relativ leichte Einstellung
oder teilweisen Austausch der eingerichteten Fixierung
vorsehen, ohne die Notwendigkeit, die gesamte Stützfixierung
vor Ort zu entfernen oder wieder einzustellen,
wie dies im Vergleich bei einigen der herkömmlichen
Stützfixierungen und Verfahren der Fall ist.
Durch die Erfindung soll auch eine verbesserte spinale
Stützfixierung und Methodologie bzw. ein Verfahren geschaffen
werden, das eine Stabilität einer inneren Fixierung
vorsieht und das die Probleme einer Wirbeldrehung,
einer Wirbelbewegung von links nach rechts im wesentlichen
ausschaltet oder signifikant herabsetzt und
das eine Stütze von vorne nach hinten für den Abschnitt
der spinalen Struktur vorsieht, in dem die Stützfixierung
eingerichtet wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Vorsehen einer
verbesserten Fixierung und Vorgehensweise, wobei die
Fixierung auf eine solche Weise eingerichtet werden
kann, die einer gewünschten Kontur folgt, während die
geeignete Stütze des ausgewählten Abschnitts der Wirbelsäule
von vorne nach hinten, links nach rechts und
in bezug auf Drehung vorgesehen wird. In der Tat ist
das erfindungsgemäße System wirksam gebrauchsangepaßt
an die Bedürfnisse des Patienten in bezug auf die Krümmung,
und es liefert eine starre Form bzw. Schablone
zum Halten der Wirbelsäule oder eines Teils von ihr in
der gewünschten Stelle und mit der gewünschten
Krümmung.
Durch die Erfindung soll auch ein Verfahren geschaffen
werden, mit dem Deformierungen der Wirbelsäule völlig
oder teilweise herabgesetzt und an Ort und Stelle gehalten
werden können, bis eine Knochenfusion auftritt.
Durch die Erfindung soll auch eine spinale Fixierung
vorgesehen werden, deren Teile individuell einstellbar
sind, ohne daß es erforderlich ist, jeden oder einen
größeren Teil der Fixierungsteile einzustellen.
Die obigen und weitere Ziele werden erfindungsgemäß
durch ein spinales Stützfixierungssystem und eine Methodologie
erzielt, die die Anordnung von Klemm- bzw.
Zwingenanordnungen mit einer einzigartigen Schraube in
ausgewählten Abschnitten des Pedicles und Wirbelkörpers
der Wirbelsäule umfassen, wobei die Schraubzwingenanordnungen
bei einer Form der Erfindung zwei mit Abstand
angeordnete Stäbe stützen, die sich auf jeder Seite der
Wirbelsäule befinden und die Tendenz haben, einen
äußerst guten Ansatz- und Stützpunkt vorzusehen, um eine
Relativbewegung zwischen den Stäben und Klammern
bzw. Zwingen zu verhindern. Im allgemeinen umfaßt das
Verfahren die übliche präoperative Vorbereitung entsprechend
bekannten Verfahren. Der geeignete Abschnitt
der Wirbelsäule wird exponiert, und die Schraubzwingenanordnungen
werden wie beschrieben im Wirbel bzw. der
Wirbelsäule angeordnet.
Bei einer anderen Form des erfindungsgemäßen Systems,
bei der die Steifigkeit des Zweistabsystems nicht erforderlich
ist, beispielsweise im thorakalen Bereich
der Wirbelsäule (T1-T14), ist die Schraubklammer- bzw.
-zwingenanordnung etwas verschieden gestaltet und umfaßt
gezackte oder sägezahnförmige Greifflächen, die
einen einzigen gezahnten Stab greifen. Bei dieser Form
ist der Zwingenanordnung mit einer einzigen Schraube
ein einziger Stab zugeordnet, wie beschrieben, wobei
die gezahnten oder äquivalenten passenden Flächen wirksam
sind, um eine relative Drehung zu verhindern, wodurch
eine außergewöhnliche Steifigkeit durch einen
sehr festen Stützpunkt bzw. Griff vorgesehen wird.
Die Schraubzwingenanordnungen werden unabhängig vom Typ
durch den Pedicle in den Wirbel hinein angeordnet, in
den die Schraubzwingenanordnungen zwischen dem Dornfortsatz
und dem Querfortsatz angeordnet werden und die
Schrauben so im Winkel angeordnet werden, daß sie das
Rückenmark, den Corda equiva oder die anderen empindlichen
Nerven, Blutgefäße oder Kanäle nicht treffen.
Andere Anordnungen können durch den behandelnden Chirurgen
bestimmt werden. Wenn sie wie beschrieben positioniert
worden sind, werden die Schraubzwingenanordnungen
in ausreichende Knochenstruktur eingesetzt, so
daß sie an dem Wirbel bzw. der Wirbelsäule befestigt
werden. Es werden vorzugsweise zwei Schraubzwingenanordnungen
verwendet, eine auf jeder Seite des Dornfortsatzes
und an der Basis des benachbarten Querfortsatzes
des betreffenden Wirbels. Im Fall einer sakralen Anordnung
sollten die Schraubzwingenanordnungen in einem relativ
dichten Knochenabschnitt des Kreuzbeins befestigt
werden.
Die Schraubzwingenanordnungen selbst sind mit einem mit
Gewinde versehenen Endabschnitt ausgestattet, der in
den Pedicle- und Wirbelkörper eingeschraubt werden
kann, und sie umfassen eine Sattelanordnung, die das
den Stab klemmende Glied bildet. Die Sattelanordnung
setzt sich aus zusammenpassenden Halbsätteln zusammen,
die mit Abstand angeordnete stabaufnehmende Öffnungen
auf jeder Seite der zentralen Achse des Schraubglieds
bilden. Bei einer Form sind die Öffnungen der Sattelhälften
in bezug auf die Abmessungen der Stäbe angepaßt,
die sie aufnehmen sollen, so daß die Sättel, wenn
sie fest an Ort und Stelle verriegelt sind, wie beschrieben
wird, fest auf den Stäben und längs einer
vorbestimmten Länge von ihnen klemmen, um einen festen
Ansatzpunkt und Griff vorzusehen, der dazu führt, daß
ein Bewegung widerstehender Halt zwischen den Stäben
und den Zwingen vorgesehen wird. Auf diese Weise tragen
die Zwingenglieder dazu bei, daß die Stäbe fest an den
Spinalgliedern festgehalten werden, an denen die
Schrauben befestigt sind, und sie führen dazu, daß ein
vergrößerter Widerstand gegen eine Bewegung des gestützten
Abschnitts der Wirbelsäule von vorne nach hinten
von Seite zu Seite und gegen eine Drehbewegung
vorgesehen wird.
Bei einer anderen Form der Zwingenanordnungen ist die
Sattelanordnung innen gezackt bzw. mit Sägezahn versehen,
und der zugeordnete einzelne Stab ist außen gezackt bzw. mit Sägezahn versehen, so daß der Sattel den
Stab mit ausgezeichnetem Ansatzpunkt und Halt fest
greift, um die Stütze und den Widerstand auf Bewegung
vorzusehen, wie dies beschrieben wurde.
Einer der Vorteile der Erfindung besteht darin, daß das
spinale Stützsystem so konstruiert ist, daß es in einer
Parallelogrammanordnung verwendet werden kann, so daß
zwei ziemlich steife Parallelogramme auf jeder Seite
der Wirbelsäule gebildet sind. Diese Anordnung sowie
der gestaltete (konstruierte) Halt oder feste Griff als
Ergebnis der Verwendung von Stangen, die angepaßt und
in paralleler Anordnung auf jeder Seite der Wirbelsäule
angebracht sind, führen dazu, daß eine örtlich festgelegte
Versteifung geschaffen wird, von der angenommen
wird, daß sie etwas größer als jene ist, die mit herkömmlichen
Vorrichtungen erhalten wird, insbesondere
für den L1-L5- und S1-S2-Bereich der Wirbelsäule. Die
erfindungsgemäße Fixierung ist primär zur Verwendung
hinten in spinalen Stützsystemen beabsichtigt.
Im Fall der modifizierten Form des erfindungsgemäßen
Fixierungssystems ist dieses im thorakalen, d. h. T1-T14-
Bereich verwendbar, und es wird wiederum hinten angebracht.
Da die Spannungen im thorakalen Bereich der
Wirbelsäule nicht so groß wie im lumbalen und sakralen
Bereich sind, kann ein einziger Stab verwendet werden,
wie dies beschrieben wird, wobei die Steifigkeit durch
den exzellenten erzielten Griff geschaffen und durch
die Verwendung der gezahnten zusammenpassenden Teile
vergrößert wird. Da die Greifwirkung längs der Länge
des Stabes vorliegt, im Kontrast zum isolierten Zonengreifen,
wie dies der Fall bei Steppee-Platten sein
kann, besteht ein größerer Halt, als er bislang erzielt
worden ist. Selbstverständlich kann jedoch das Zweistabsystem
im thorakalen Bereich verwendet werden, wenn
die Umstände derart sind, daß ein sehr steifes bzw.
starres Stützsystem benötigt wird. So kann auch das
Einzelstabsystem im sakralen und lumbalen Bereich in
dem Fall verwendet werden, daß die Steifigkeit des
Zweistabsystems als unnötig angesehen wird.
Von einem methodologischen Standpunkt her stellt die
vorliegende Erfindung neuartige Lösungswege darin dar,
daß auf die normalen präoperativen Verfahren und Vorgehensweisen
ein Verfahren mit einer einzigen Anbringung
und Einrichtung folgt, das im Grunde dasselbe für jede
Form der neuartigen Schraubzwingenanordnungen ist. In
der ersten Phase werden die einzigen Schrauben in den
medizinisch diktierten Positionen und in geeigneter
Stellung und Orientierung eingesetzt. Dies bringt gewöhnlich
die Stellung der Zwingenglieder in der Wirbelsäule
zwischen benachbarten spinalen Teilen oder im
Kreuzbein oder beides mit sich, wie dies für das angesprochene
medizinische Problem erforderlich ist.
Nach der Anbringung der Schraubzwingenanordnungen wird
ein provisorisches Bezugsformstück oder Kopiermodell
angefertigt, das der Kontur folgt, von der der Chirurg
bestimmt hat, daß sie für den speziellen Patienten geeignet
ist. Diese Bestimmung kann eine gewisse Bewegung
der Wirbelsäulenteile erforderlich machen, in die hinein
die Schraubzwingenanordnungen in bezug auf andere
Teile der Wirbelsäule befestigt werden. Die Schraubzwingenanordnungen
können anfangs in einer oder beiden
Seiten der Wirbelsäule und/oder des Kreuzbeins in der
geeigneten Stellung eingesetzt sein, wie durch den Chirurgen
in bezug auf den betreffenden speziellen Patienten
bestimmt werden kann. Wenn anschließend der betroffene
Teil der Wirbelsäule in der gewünschten Position
behandelt oder angeordnet ist, kann der Chirurg ein
vorläufiges Bezugsformstück (d. h. Muster oder Modell)
der Position formen, in der gewünscht ist, daß die betroffenen
Teile der Wirbelsäule liegen sollen. Die Position
oder Stellung der Wirbelsäulenteile können sich
mit den Bedürfnissen des Patienten ändern. Es wird vorgezogen,
daß sämtliche spinalen Schrauben gesetzt sind
und die gewünschte Rekonstruktion beendet ist, bevor
die Herstellung der provisorischen Bezugsformstück-
Stäbe beginnt.
Die Herstellung des provisorischen Bezugsformstücks
bzw. Modells bringt die Verwendung eines weichen und
leicht handzuhabenden Metallstabs mit sich, der geformt
wird, um der Kontur der Öffnungen im unteren Sattel der
Zwingen zu folgen, wenn sie in der Wirbelsäule eingesetzt
sind, und wie durch den Chirurgen bestimmt wird.
In der Praxis wird die Kontur entweder von jedem Stabpaar
oder von dem einzelnen Stab geformt, indem der
weiche und leicht plastisch verformbare Stab oder die
Stäbe gebogen werden, so daß sie der Kontur der Kurve
oder Position der Öffnungen jeder der Zwingen auf einer
Seite der Wirbelsäule folgen. Diesselbe Vorgehensweise
wird für die Reihe der Zwingen durchgeführt, die auf
der anderen Seite der Wirbelsäule angeordnet sind.
Der weiche Stab oder Stäbe werden dann verwendet, um
ein Stabmodellmuster zu bilden, das im allgemeinen die
Positionierung einer Stabmodell-Zwingenanordnung in der
richtigen Orientierung mit sich bringt, um den weichen
Stab aufzunehmen. Die Stabmodellzwingen, von denen mehrere
auf einer Gestellbiege-Spannvorrichtung angeordnet
sind und die in der Zahl mit der Zahl der Schraubzwingenanordnungen
zusammenpassen, werden so hergestellt,
daß sie axial, drehbar und in zwei Richtungen
schwenkbar sind. Jede Stabmodellzwinge umfaßt eine Sattelanordnung
ähnlich der Schraubzwinge, so daß die Öffnungen
der Stabmodellzwingen angeordnet werden, um die
Kontur der Schraubzwingen zu kopieren, wobei die weichen
Stäbe als Modell bzw. Bezugsformstück verwendet
werden. Sobald die Stabmodellzwingen orientiert sind,
so daß sie mit der Kontur der Schraubzwingen zusammenpassen,
wird dann ein steifer Stab geformt, um der Kontur
der Stabmodellzwingen zu folgen. Diese Sequenz von
Arbeitsgängen bringt das Biegen des steifen Stabes mit
sich, so daß seine Gestaltung mit der Kontur der Modelle
der Stabzwingen zusammenpaßt und -sitzt. Ein richtiges
Passen der Kontur wird gegen die Modelle der
Stabzwingen überprüft, die eine Replikation der Position
und Stellung der Schraubzwingen sind. Sobald die
richtige zusammenpassende Kontur erzielt worden ist,
wird die Vorgehensweise mit der zweiten Stange des Satzes
wiederholt, der an dem einen Schraubzwingensatz befestigt
werden soll, wenn ein Zweistabsystem verwendet
wird. Sobald das Stabpaar oder der einzelne Stab an die
Kontur der Modellzwingen angepaßt worden ist, kann das
Stabpaar oder der einzelne Stab in der richtigen Position
in den Schraubzwingen eingerichtet werden und für
den richtigen Sitz überprüft werden. In diesem Punkt
kann Stabüberlänge abgeschnitten werden, wenn dies erforderlich
ist, und der Stab oder die Stäbe werden in
den Stabaufnahmeöffnungen der richtigen Zwinge eingesetzt
und die Sättel werden an Ort und Stelle auf dem
zusammenpassenden Stab oder den Stäben verriegelt. Die
Vorgehensweise wird dann für den anderen Stab oder den
zweiten Satz von Stäben wiederholt, einschließlich der
Verwendung von weichen und biegbaren Stäben oder Stäben,
die jeweils geformt sind, so daß sie der Kontur
des zweiten Satzes von Schraubzwingen folgen. Ein zweiter
Stab oder Satz von steifen Stäben wird mit der
richtigen Kontur gestaltet, falls erforderlich auf
Länge geschnitten und in dem zweiten Satz von Schraubzwingen
eingerichtet und an Ort und Stelle verriegelt.
Wie offensichtlich ist, können dieselben Stabmodellzwingen
für das Zwei- und Einstabsystem verwendet werden.
Im Fall eines Zweistabsystems ist das Ergebnis der Vorgehensweise
die Bildung von zwei mit Abstand angeordneten
Parallelogrammen auf jeder Seite der Wirbelsäule,
bei denen steife und richtig konturierte Stäbe durch
die Sättel längs eines Abschnitts, der sich im wesentlichen
axial längs der Wirbelsäule erstreckt, sicher
gegriffen und gehalten sind. Diese mit Abstand angeordneten
Parallelogramme bieten eine signifikante Stärke
und Festigkeit und stützen gegen Bewegungen des betroffenen
Abschnitts der Wirbelsäule von vorne nach
hinten, von Seite zu Seite und Drehbewegungen ab. In
großem Ausmaß beruht die Festigkeit des Stützsystems
auf dem ausgezeichneten Halt und Griff, der zwischen
den Stäben und den Öffnungen in den Sätteln erzielt
wird, und auf der Parallelogramm-Geometrie, die selbst
eine verstärkende und versteifende Konstruktion
liefert.
Im Fall eines Einstabsystems wird ebenfalls eine signifikante
Steifigkeit vorgesehen, da die Sättel gezackt
bzw. mit Sägezahn versehen sind und fest auf den gezackten
bzw. mit Sägezahn versehenen Stäben greifen, um
eine relative Drehbewegung zwischen den Zwingenanordnungen
und der zugeordneten Stange zu verhindern. Da
auf jeder Seite hinter dem ausgewählten Abschnitt der
Wirbelsäule eine Befestigung und Stütze vorhanden ist,
ist das axial steife und drehsteife System wirksam beim
Vorsehen der benötigten Stütze und Fixierung. Selbstverständlich
kann der Chirurg beides, ein Doppel- und
Einstabsystem wünschen, abhängig vom speziellen Fall,
d. h. eine hohe lokalisierte Steifigkeit.
Nach der Anbringung wird das Verfahren durch das postoperative
Protokoll abgeschlossen, das durch den behandelnden
Chirurgen erstellt wird. In dem Fall, daß eine
Einstellung des eingerichteten Stützsystems erforderlich
ist, sei es ein Ein- oder ein Zweistabsystem, können
eine oder mehrere der Sattelanordnungen entfernt
werden, ohne daß es notwendig ist, das gesamte Stützsystem
zu lösen bzw. aufzumachen, und die Schraubzwinge
wird eingestellt wie benötigt, worauf eine relativ
leichte Wiedermontage der Sättel für einen erneuten
Halt auf den Stäben folgt, wie im einzelnen beschrieben
wird.
Aus der obigen kurzen Beschreibung ist offensichtlich,
daß die Erfindung viele Vorteile gegenüber herkömmlichen
spinalen Stützfixierungssystemen und -verfahren
bietet. Diese und weitere Vorteile und weitere Ziele
werden aus einer Betrachtung verschiedener Ausführungsformen
klarer ersichtlich, in denen die Erfindung
verkörpert sein kann. Einige dieser Ausführungsbeispiele
werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele sollen lediglich
die allgemeinen Prinzipien der Erfindung veranschaulichen;
die Beschreibung soll jedoch nicht in einschränkendem
Sinne verstanden werden. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen
spinalen Stützfixierungssystems, das
in einem Abschnitt der Wirbelsäule eingesetzt
ist;
Fig. 2 eine schematische Rückansicht des in Fig. 1
veranschaulichten spinalen Stützfixierungssystems;
Fig. 3 eine Teilschnittansicht des in den Fig. 1 und 2
veranschaulichten spinalen Stützfixierungssystems,
wobei der Schnitt längs Linie 3-3 von
Fig. 2 ausgeführt ist;
Fig. 4 eine Teilschnittansicht, wobei der Schnitt
längs Linie 4-4 von Fig. 3 ausgeführt ist, die
die Einzelheiten der erfindungsgemäßen
Schraubzwinge veranschaulicht;
Fig. 5 eine Teilschnittansicht, wobei der Schnitt
längs Linie 5-5 von Fig. 4 ausgeführt ist;
Fig. 6 eine Teilschnittansicht, wobei der Schnitt
längs Linie 6-6 von Fig. 5 ausgeführt ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht längs Linie 7-7 von Fig. 6;
Fig. 8 eine auseinandergezogene Ansicht der unteren
Sattelanordnung der erfindungsgemäßen
Schraubzwinge;
Fig. 9 eine Teilschnittansicht, die die Art der Lage
der Stäbe in den Öffnungen der erfindungsgemäßen
Sattelanordnung zeigt;
Fig. 10 eine Draufsicht längs Linie 10-10 von Fig. 9
gesehen;
Fig. 11 eine schematische Ansicht der weichen Stäbe,
die zur Bildung der Modellzwingenkontur gemäß
der Erfindung verwendet werden;
Fig. 12 eine schematische Ansicht der steifen Stäbe,
die bei der erfindungsgemäßen spinalen
Stützfixierung verwendet werden;
Fig. 13 eine Seitenansicht in Perspektive der Modellzwingenanordnung,
die zur Bildung der richtigen
Kontur der Stützstäbe gemäß der Erfindung verwendet
wird;
Fig. 14 eine andere Ansicht in Perspektive der Modellzwingenanordnung,
die in Fig. 13 veranschaulicht
ist;
Fig. 15 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen
Schraubzwingenanordnung, wobei zwei
Ausführungsbeispiele veranschaulicht sind;
Fig. 16 eine Teilschnittansicht, wobei der Schnitt
längs Linie 16-16 von Fig. 15 ausgeführt ist,
die die Einzelheiten einer modifizierten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Schraubzwinge
veranschaulicht;
Fig. 17 eine Teilschnittansicht, wobei der Schnitt
längs Linie 17-17 von Fig. 16 ausgeführt ist;
Fig. 18 eine Seitenansicht, die längs Linie 18-18 von
Fig. 17 ausgeführt ist,
Fig. 19 eine Schnittansicht längs Linie 19-19 von
Fig. 18;
Fig. 20 eine auseinandergezogene Ansicht der unteren
Sattelanordnung der modifizierten Ausführungsform
der vorher veranschaulichten Schraubzwingenanordnung;
Fig. 21 eine perspektivische Ansicht eines gezahnten
Stabs zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen
modifizierten Schraubzwingenanordnung;
Fig. 21a eine Schnittansicht längs Linie 21 a-21 a von
Fig. 21;
Fig. 22 eine Teilanschnittansicht, wobei der Schnitt
längs Linie 22-22 von Fig. 15 ausgeführt ist,
die die Einzelheiten einer modifizierten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Schraubzwinge
veranschaulicht;
Fig. 23 eine Teilschnittansicht, wobei der Schnitt
längs Linie 23-23 von Fig. 22 ausgeführt ist;
Fig. 24 eine Seitenansicht, längs Linie 24-24 von
Fig. 23 gesehen;
Fig. 25 eine Schnittansicht längs Linie 25-25 von
Fig. 24; und
Fig. 26 eine perspektivische Ansicht der oberen Sattelanordnung
der Ausführungsform gemäß Fig. 22.
Im folgenden wird auf die Zeichnung Bezug genommen,
die nicht maßstabgetreu ist und zur Veranschaulichung
bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung dient.
Fig. 1 und 2 veranschaulichen etwas schematisch ein erfindungsgemäßes
spinales Stützsystem 10, das in einer
Wirbelsäule 12 eingerichtet und montiert ist. Wie veranschaulicht
ist, umfaßt das spinale Stützsystem 10 eine
Anzahl von Schraubzwingenanordnungen 15, die sich
vorzugsweise zwischen einem Dornfortsatz 16 und dem zugeordneten
Querfortsatz 17 auf jeder Seite des Dornfortsatzes
und im hinteren Abschnitt der Wirbelsäule
befinden. Diese relative Position der Schraubzwingenanordnungen
ist bevorzugt, da das mit Gewinde versehene
Ende 20 der Schraubzwinge durch den Pedicle örtlich bestimmt
und festgelegt ist, der ein Knochenabschnitt des
Wirbels ist, der die Zwingen bzw. Klammern an Ort und
Stelle hält. Wie ersichtlich ist, sind in jedem Wirbel
zwei Schraubzwingenanordnungen angebracht und jede der
Schraubzwingenanordnungen stützt und hält mit Abstand
angeordnete Stäbe bzw. Stangen 21 und 22 fest. Das
Stütz- und Haltesystem gemäß der Erfindung ist speziell
angepaßt, um im L1-L5- und S1-S2-Bereich der Wirbelsäule
verwendet zu werden, obwohl seine Verwendung nicht
hierauf beschränkt ist. In Fig. 1 ist auch die Kontur
und Krümmung veranschaulicht, die durch die Erfindung
erzielt werden kann.
Wenn es wie beschrieben positioniert ist, liefert das
spinale Stützsystem 10 ein ausgeprägt starres Stützsystem,
das die Tendenz hat, Bewegungen des gestützten
Abschnitts der Wirbelsäule von links nach rechts, von
vorne nach hinten und Drehbewegungen zu verhindern. Die
Steifigkeit und Starrheit des Systems beruht teilweise
auf der Tatsache, daß die Stäbe 21 und 22 mit den
Zwingen bzw. Klammern 15 zusammenwirken, um auf jeder
Seite der Wirbelsäule ein Parallelogramm zu bilden, wobei
die Steifigkeit vergrößert ist, da auf jeder Seite
der Stäbe an mit Abstand angeordneten Abschnitten längs
der Länge der Stäbe ein Halt bzw. Stützpunkt vorliegt,
wobei es sich um eine Einwirkung vom Greiftyp handelt,
die signifikante Vorteile aufweist und später im
einzelnen erläutert wird.
Es wird nun auf die Fig. 3 bis 8 Bezug genommen. Die
Schraubzwingenanordnungen umfassen ein mit Gewinde versehenes
Ende 20 zur Anbringung in der Knochenstruktur
des Wirbels der Wirbelsäule, wie durch den Chirurgen
bestimmt werden kann. Die bevorzugte Stelle verläuft
durch den Pedicle, obwohl andere Bereiche verwendet
werden können, speziell im Sakralbereich. Die Schraubzwingenanordnungen
können direkt eingefügt werden oder
in einer vorgebohrten Öffnung angeordnet werden, die
solche Abmessungen hat, daß sie die Gewinde aufnimmt,
um die Schraube fest in eine geeignete Stützstruktur
der Wirbelsäule zu sichern. Die Gestaltung und Konfiguration
der Schraubgewinde ist gut bekannt und ist diejenige,
die gewöhnlich für Schraubglieder verwendet
wird, die in Knochenstrukturen implantiert werden sollen.
Das vordere Schraubenende der Zwinge endet in einem
sich verjüngenden Flansch 25, der den Schraubgewinden
20 gegenüberliegt, wie am besten in Fig. 6 zu sehen
ist. Der Flansch umfaßt einen Taschen- bzw. Ablageabschnitt
27 mit flacher Oberfläche, der gegenüber dem
Gewindeende 20 liegt und zur Aufnahme einer Sattelanordnung
30 bzw. eines Supports dient. Das Vorsehen eines
sich verjüngenden Flansches gestattet es, daß die
Sattelanordnung dicht bei dem Wirbel positioniert werden
kann, in den die Schraube positioniert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Sattelanordnung
30 von der Schraube entfernt werden und
ist vorzugsweise aus einer unteren Hälfte 35 und einer
oberen Hälfte 40 gebildet, wie aus den Fig. 4, 5 und 6
ersichtlich ist. Allgemein umfaßt die Außenfläche der
Sattelanordnung flache vordere und rückwärtige Flächen
42 und 44 und gekrümmte oder abgerundete Endseiten 46
und 48, wie in Fig. 4 zu sehen ist. Dies ist eine Geometrie,
die die Positionierung der Schraubzwingenanordnungen
in festen Bereichen der Wirbelsäulenstruktur erleichtert.
Wie ebenfalls in Fig. 4 zu sehen ist, ist
die obere oder Kopffläche 52 der oberen Hälfte 40 der
Sattelanordnung 30 bei 55 abgeschrägt, um scharfe periphere
Seitenkanten auszuschalten.
Zwei herabhängende Finger 57 und 59 sind auf der oberen
Hälfte 40 der Sattelanordnung vorzugsweise integral
ausgebildet, wobei einer auf jeder Seite 42 und 44 angeordnet
ist und sie in axialer Richtung so dimensioniert
sind, daß sie sich etwas unter die obere Fläche
65 der unteren Hälfte 35 der Sattelanordnung erstrecken.
Das untere Ende eines jeden der Finger endet
in einer umgekehrten Verjüngung 57 a und 59 a, was die
Nockenführung der oberen Hälfte über die untere Hälfte
während des Zusammenbaus der beiden Hälften unterstützt,
wie noch beschrieben wird. Die Länge der Finger
ist vorzugsweise derart, daß die Innenflächen 57 b und
59 b eines jeden der Finger gegenüber dem oberen Abschnitt
der Seiten 70 und 17 der unteren Hälfte 35 der
Sattelanordnung liegen, wie in den Fig. 5 und 6 zu
sehen ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, umfaßt die obere
Hälfte 40 der Sattelanordnung eine Öffnung 75, so daß
das andere Ende 80 der Schraubzwinge dort hindurch verlaufen
kann. Das Ende 80 der Schraubzwinge umfaßt ein
zweites mit Gewinde versehenes Ende 81, das mit Abstand
vom Flansch 25 angeordnet ist und dessen Gewindeausbildung
die einer Maschinenschraube sein kann. Auf dem
mit Gewinde versehenen Ende 81 aufgenommen befindet
sich eine Sattelriegelanordnung in der Form einer
Sicherungsmutter 85 und einer Halte- bzw. Verschlußmutter
86 (vgl. Fig. 5 und 6), die zur Befestigung
der beiden Hälften der Sattelanordnung aneinander
verwendet werden.
Es wird nun auf die Fig. 5 bis 8 Bezug genommen. Der
untere Halbsattel 35 umfaßt eine untere Fläche 100, die
sich nach oben verjüngt, wie dargestellt ist, und die
der Kontur der Seite des Flansches 25 folgt. Die Seiten
70 und 71 der unteren Sattelhälfte weisen solche Abmessungen
auf, daß die obere und die untere Hälfte dieselben
Abmessungen einander gegenüber besitzen. Die untere
Hälfte umfaßt wie die obere Hälfte abgerundete Seitenflächen
105 und 108, die der Form der Seitenflächen 45
und 48 der oberen Hälfte folgen. Wenn sie zusammengebaut
sind, umfassen somit die obere und untere Hälfte
der Sattelanordnung eine flache Oberfläche, eine abgeschrägte
und gebotene Kante, eine gekrümmte Seitenfläche
und eine sich verjüngende Unterseite, wie in Fig. 4
veranschaulicht ist. Insgesamt wird hierdurch eine Geometrie
der Außenfläche geschaffen, die die Anordnung
der Schraubzwinge in Bereichen der Wirbelsäule
vereinfacht, in denen die Anatomie des Patienten derart
ist, daß dort eine minimale Raumgröße für den arbeitenden
Chirurgen zur Verfügung steht.
Während die obere Hälfte der Sattelanordnung angebracht
werden soll, indem die obere Hälfte über dem mit Gewinde
versehenen Ende 80 der Schraubzwinge angeordnet
wird, soll die untere Hälfte dadurch montiert werden,
daß der Schaft der Schraubzwinge seitlich bzw. von der
Seite eingefügt wird, worauf die Montage der oberen
Hälfte und eine geeignete Verriegelung der Sattelanordnung
folgt. Wie in den Fig. 5, 7 und 8 dargestellt ist,
ist somit der untere Halbsattel 35 mit einer Seitenöffnung
115 für die seitliche Einfügung auf dem Schaft 120
der Schraubzwinge 15 versehen. Wie in Fig. 7 gezeigt
ist, ist dieser Abschnitt des Schaftes, der den den unteren
Halbsattel aufnehmenden Abschnitt des Schaftes
bildet, mit einer teilweisen Kreis- oder Halbkreisform
122, parallelen, mit Abstand angeordneten Seitenflächen
124 und 126 und einer flachen Vorderseite 130
ausgebildet. Der untere Halbsattel umfaßt eine komplementär
geformte innere Öffnung 140 mit einer Teilkreisform
122 a, parallelen Seitenflächen 124 a und 126 a und
einem offenen Vorderabschnitt, wie in Fig. 8 veranschaulicht
ist.
Die Seitenöffnung 115 ist mit einem sich in vertikaler
Richtung erstreckenden Schlitz 150 ausgebildet, der
sich vertikal erstreckende Wände 150 a und 150 b umfaßt,
die jeweils ein benachbartes, sich umgekehrt verjüngendes,
vertikal erstreckendes Wandsegment 150 c und 150 d
enthalten. In den vertikalen Schlitz 150 aufnehmbar befindet
sich ein im wesentlichen T-förmiges unteres
Halbsattelverriegelungsglied 170. Dieses umfaßt sich
verjüngende Seitenflächen 170 a und 170 b, die eine Zinken-
bzw. Schwalbenschwanzverriegelung mit den gegenüberliegenden
Wandsegmenten 150 c und 150 d bilden, wie
in der Schnittansicht von Fig. 7 gezeigt ist. Das Querglied
180 des T-förmigen unteren Sattelverriegelungsglieds
170 ist in einer Senkbohrung 183 aufgenommen,
die in der oberen Fläche 52 der unteren Hälfte 35 der
Sattelanordnung ausgebildet ist. Um die untere Hälfte
35 des Sattels richtig auf dem Schaftabschnitt 120 der
Schraubzwinge anzuordnen, umfaßt der Schaftabschnitt
120 eine Schulter 190, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Selbstverständlich können das Verriegelungsglied und
die Gestaltung des aufnehmenden unteren Halbsattels die
nachfolgend beschriebene Gestaltung haben.
Die Schulter 190 ist im wesentlichen kreisförmig und
umfaßt eine flache Seite 195 (vgl. Fig. 10), die eine
Fortsetzung der Seite 130 bildet. Die Abmessung von der
oberen Fläche des Flansches 25 zur Unterseite der
Schulter 190 ist annähernd diejenige der Axialabmessung
von der unteren Zentralfläche des unteren Halbsattels
35 zur oberen Innenfläche der Senkbohrung 183. Die untere
Zentralfläche 196 der unteren Hälfte des Sattels
ist flach, damit sie auf der flachen Oberfläche des
Flansches einen Sitz finden kann, wie z. B. in Fig. 6
gezeigt ist. Unmittelbar oberhalb der Schulter 190 befindet
sich ein kleiner gewindefreier Abschnitt 197 des
Schaftes, wobei der Abschnitt 197 zwischen dem mit Gewinde
versehenen Ende 81 und der Oberseite der Schulter
190 angeordnet ist.
Eine richtige Montage des unteren Halbsattels 35 mit
der Schraube bringt eine Ausrichtung der Öffnung 115
axial in bezug auf die Schulter 190 und ein Verschieben
des unteren Sattels an Ort und Stelle auf dem Schaft
mit sich, so daß die Senkbohrung positioniert ist, um
die Schulter aufzunehmen. Die gekrümmte Fläche 122 a des
unteren Sattels sollte dem gekrümmten Abschnitt 122 des
Schafts gegenüberliegen, so daß sich die gekrümmten und
parallelen Seitenflächen in Eingriff befinden. So angeordnet, wird das Sattelverriegelungsglied 170 in den
Keilnutschlitz 150 eingefügt. Zur Unterstützung beim
Einfügen und Entfernen der unteren Sattelverriegelung
170 ist letztere mit einer Öffnung 200 versehen (vgl.
Fig. 6 und 9), an der ein geeignetes Werkzeug befestigt
werden kann, um das Verriegelungsglied zu handhaben.
Des weiteren ist die Seite 203 der Sattelverriegelung
170, die dem Schaft 120 gegenüberliegt, in axialer
Richtung genutet bzw. gerillt, wie in Fig. 7 veranschaulicht
ist, so daß sie über den mit Gewinde versehenen
Abschnitt 81 der Schraubzwinge paßt. Richtig positioniert,
wirken die Schulter 190 und der Flansch 25,
um eine axiale Bewegung des unteren Halbsattels zu verhindern,
während die untere Sattelverriegelung eine
seitliche Bewegung vom Schaft fort verhindert.
Die obere Sattelhälfte kann dann über dem Schaftende 80
montiert werden, so daß der der unteren Sattelverriegelung
gegenüberliegende Finger über den T-Abschnitt 180
der unteren Sattelverriegelung vorspringt, um eine Bewegung
der Sattelverriegelung in vertikaler Richtung
aus der Keilnut zu verhindern. Um den Zusammenbau der
oberen Sattelhälfte zu vereinfachen, ist letztere in
symmetrischer Weise so konstruiert, daß jede Seite über
der Sattelverriegelung positioniert werden kann, wie in
den Fig. 4 und 5 gezeigt ist.
Einer der Vorteile der Erfindung besteht darin, daß die
Sattelriegelanordnung konstruiert ist, um einen festen
Greifansatzpunkt auf den Stäben 21 und 22 längs eines
Abschnitts ihrer Länge zu bewirken. Zu diesem Zweck
sind die obere und untere Hälfte der Sattelanordnung
jeweils mit zusammenpassenden Nuten 215 a und 215 b sowie
220 a und 220 b versehen, wobei die Nutenpaare auf jeder
Seite des Schaftes angeordnet sind. Die Nuten weisen
solche Abmessungen auf, daß sie von der Abmessung her
etwas kleiner als die Umfangsabmessung der Stäbe sind.
Der Durchmesser der Öffnungen in der Sattelanordnung
kann z. B. 0,391 cm (0,154 inch) sein, während der Stabdurchmesser
0,394 cm (0,155 inch) sein kann. Im allgemeinen
sind der Stabdurchmesser und der Durchmesser der
Öffnungen so koordiniert, daß ein Festsitz von 0,0025 cm
(0,0010 inch) zwischen dem Stab und der zugeordneten
Nut vorgesehen wird, wenn die Schraubzwingenanordnung
auf den Stäben festgespannt bzw. -gezogen wird. Es ist
zum Teil dieser Festsitz, der den guten Halt zwischen
der Zwingen- d. h. Klemmanordnung und den zugeordneten
Stäben liefert und somit eine ausgezeichnete Innenfixierung
schafft. Es sei auch festgestellt, daß die
Nuten angeordnet sind, um den Schaft freizumachen, wodurch
gestattet wird, daß der Schaft durch die mit Abstand angeordneten Stäbe entfernt wird. Die Stäbe und
die Seiten der Nuten können gezackt bzw. mit Sägezahn
versehen sein, wie beschrieben wird, um einen vergrößerten
verstärkten Halt und Angriffspunkt zu liefern.
Es wird nun auf die Fig. 9 bis 12 Bezug genommen.
Ein verstärkter Halt wird durch die Tatsache erreicht,
daß die Abschnitte der Schraubzwingen, die die Stäbe
greifen und halten, letztere durch einen Festsitz längs
desjenigen Abschnitts ihrer Länge wirksam greifen, der
die Seite-zu-Seite-Abmessung der gegenüberliegenden
Seiten der Sattelhälften darstellt. Diese Art des
Halts und Griffs längs der Länge der Stäbe steht in
scharfem Kontrast zum Linienkontakt, wie er bei einigen
der herkömmlichen Vorrichtungen vorliegen kann. Die
Seite-zu-Seite-Abmessung kann zum Beispiel 0,953 cm
(0,375 inch) betragen, wobei die Zentrallinie der Nuten
mit Abstand von 1,168 cm (0,460 inch) angeordnet ist,
zum Beispiel 0,584 cm (0,230 inch) auf jeder Seite der
Zentrallinie. Auf diese Weise kann die obere Sattelhälfte
entfernt werden, die untere Sattelverriegelung
170 kann entfernt werden, indem sie vertikal durch die
mit Abstand angeordneten Stäbe 21 und 22 angehoben
wird, und die untere Sattelhälfte wird seitlich heraus
von unter den Stäben verschoben, wie durch den Pfeil in
Fig. 10 veranschaulicht ist. Der Wiederzusammenbau der
angebrachten Schraubzwinge ist genau umgekehrt. Die
Schraubzwinge 15 kann in einem Bestandteil der Spinalstruktur
mit oder ohne die befestigte Sattelanordnung
eingebaut werden. Wenn die Sattelanordnung nicht befestigt
ist, kann ein Werkzeug benutzt werden, um die
flachen Seiten 122, 126, 130 des Schafts zu greifen, um
eine antreibende Verbindung mit dem Schraubglied zu
bilden. Alternativ kann ein Werkzeug auf dem mit
Gewinde versehenen Ende verwendet werden, mit oder ohne
vorliegende Sattelanordnung. Sowie die Schraubglieder
in der geeigneten Stelle in der Spinalstruktur und in
der richtigen Tiefe positioniert sind, werden die
Schäfte gedreht, so daß die Öffnungen der Sattelanordnung
ausgerichtet sind, obwohl sie nicht notwendigerweise
in derselben Ebene liegen müssen. Es kann eine
gewisse Neigung zur Ebene vorliegen, in der die Nuten
liegen.
Anschließend wird ein weicher Stab, z. B. aus einer weichen
Aluminiumlegierung, mit vorzugsweise denselben Abmessungen
wie die endgültigen eingebauten Stäbe an den
eingebauten und den an Ort und Stelle befindlichen
Schraubzwingenanordnungen montiert, indem an der Zentralzwinge
des Satzes begonnen wird und in jeder Richtung
axial längs der Wirbelsäule gearbeitet wird. Die
weichen Stäbe sind vorzugsweise zylindrische Massivstäbe
bzw. -stangen, wie bei 300 in Fig. 11 veranschaulicht
ist. Die Länge der weichen Stäbe 300 kann sich
ändern, abhängig von den Erfordernissen. Da diese Stäbe
weich sind und leicht manuell geformt werden können,
liegen sie in den Nuten der unteren Sattelanordnung und
sind an Ort und Stelle mit dem oberen Halbsattel und
der Verriegelung verriegelt, um eine Replikation oder
ein Bezugsformstück (Master bzw. Modell) der Relativposition
der Öffnungen der Sattelanordnungen zu bilden.
Vorzugsweise werden die beiden Stäbe für jeden Satz von
Schraubzwingenanordnungen gleichzeitig geformt, so daß
eine genaue relative Replikation gemacht werden kann.
Schließlich werden relativ steife Stäbe, wie z. B. die
in Fig. 12 veranschaulichten Stäbe 321 und 322, die im
einzelnen beschrieben werden, in den Schraubzwingenanordnungen
eingebaut. Um die Identifizierung zu erleichtern,
sind die Stäbe markiert, z. B. durch Kerben 321 a
und b, 232 b und 322 a.
Tatsächlich bilden die Stäbe 300 ein provisorisches
Bezugsformstück oder Modell, das dazu verwendet wird
um die Stäbe 321 und 322 so auszugestalten, daß sie die
Position der Öffnungen der Schraubzwingensattelanordnung
nachbilden. Um das Modellmuster der Stäbe zu
bilden, wird eine Anzahl von Stabmodellzwingenanordnungen
400 verwendet, wie sie in den Fig. 13 und 14 gezeigt
sind. Die Stabmodellanordnungen werden auf einem
geeigneten, nicht gezeigten Träger angebracht, so daß
es eine ausreichende Anzahl derartiger Einheiten gibt,
die mit der Anzahl eingebauter Schraubzwingen zusammenpaßt
und sich in derselben allgemeinen Ausrichtung befindet.
Jede Modellzwingenanordnung umfaßt einen Fuß 402, der
mit Öffnung versehen ist, um einen Bolzen zum Verriegeln
der Modellzwinge an einem Träger aufzunehmen, wie
veranschaulicht ist. Der Fuß umfaßt einen vertikalen
Träger 405, der einen Kopfmontageschaft 410 aufnimmt.
Der Schaft 410 kann in axialer Richtung und mittels Umdrehung
im Träger so positioniert sein, daß er die gewünschte
Orientierung und Höhe erreicht und in der
Stelle durch die Bolzen 415 verriegelt ist. Dies kann
bei jeder der Modellzwingen durchgeführt werden.
Vom Schaft 410 getragen wird eine doppelt gliedartig
verbindende Kopfanordnung 420, die einen Modellzwingenkopf
425 umfaßt, der in zwei Richtungen schwenkbar ist,
wie durch gestrichelte Linien in Fig. 13 veranschaulicht
ist, und der durch einen Bolzen 426 an Ort und Stelle
verriegelt werden kann. Der Modellzwingenkopf
umfaßt eine Modellzwinge 430, die im wesentlichen die
Sattelanordnung der Schraubzwinge insoweit nachbildet,
als es die Position der Öffnungen 430 a und 430 b betrifft.
Die Modellzwinge umfaßt einen oberen entfernbaren
Sattel 435, der an Ort und Stelle durch das Riegelsystem
befestigt werden kann, das aus einem gerändelten
Anschlußstück 437 und einer Sicherungsmutter 438
zusammengesetzt ist. Es ist ebenfalls ein unterer Sattel
440 vorgesehen und ebenfalls so dimensioniert, daß
er mit den Abmessungen der unteren Sattelhälfte der
Schraubzwingenanordnung zusammenpaßt. Die Modellkopfzwinge
ist auf einem Zwischengelenkkopf 450 angebracht,
der in zwei Richtungen schwenkbar ist, wie durch gestrichelte
Linien in Fig. 14 veranschaulicht ist, und
der durch eine Mutter 452 an Ort und Stelle verriegelt
werden kann. Der Zwischenkopf 450 und die Modellkopfzwinge
425 sind jeweils unabhängig bewegbar und einstellbar.
Die weichen Metallstäbe, die die provisorischen Modelle
bzw. Bezugsformstücke bilden, werden im wesentlichen
dazu verwendet, die Modellkopfzwingen 425 einer jeden
der Anordnungen derart zu formen, daß die Öffnungen
430 a und 430 b der Kontur der weichen Metallmodelle und
somit der Kontur der Schraubzwingensattelanordnung folgen.
Wie oben beschrieben worden ist, kann jede Anordnung
in der Praxis relativ leicht eingestellt werden,
um die Kontur des weichen Modells und somit diejenige
der Schraubzwingen nachzubilden. Nachdem der Replikationsvorgang
beendet worden ist, werden die weichen
Modellstangen entfernt, ohne daß die Einstellungen verändert
werden, und die Stäbe 321 und 322 werden geformt,
um der Kontur der Modellzwingen zu folgen. Dies
kann mit einem Biegewerkzeug ausgeführt werden, wobei
wiederum bei der zentralen Modellzwinge der Serie begonnen
und zu den Enden hin fortgeschritten wird.
Nachdem die steifen Stangen geformt worden sind, werden
sie an den Schraubzwingenanordnungen montiert, die
dann an Ort und Stelle verriegelt werden, wie beschrieben
worden ist, was zu dem steifen bzw. starren Stützsystem
führt, das bereits beschrieben worden ist. Um
sicherzustellen, daß sich die Sicherungsmutter nicht
nach hinten bewegt, können die Endgewinde etwas deformiert
werden.
Obwohl dies nicht speziell erwähnt worden ist, wird das
Verfahren unter den aseptischen bzw. sterilen Bedingungen
des Operationssaals ausgeführt, und die gesamte
Instrumentierung und Bestandteile befinden sich
in einem sterilen Zustand.
Wenn aufgrund des Aufbaus und der Anordnung der
Schraubzwingen irgendeine Verstellung erforderlich
wird, ist es relativ leicht, eine der Zwingen von den
Stäben abzumontieren, indem die Verriegelungsmutter und
die Sicherungsmutter zurückgeschoben werden, die obere
Sattelhälfte entfernt wird, die untere Sattelverriegelung
entfernt und der untere Sattel vom Schaft fortgeschoben
wird. Der Schraubzwingenschaft kann wie benötigt
nachgestellt werden oder es können nach Bedarf irgendwelche
anderen Einstellungen ausgeführt werden, ohne
daß irgendeine andere Zwinge oder Befestigung an den
Stäben gelöst werden muß. Bei einigen der bekannten Systeme
kann es erforderlich gewesen sein, das gesamte
Stützsystem zu lösen, insbesondere im Fall von Anordnungen
vom Haken- oder Drahttyp, um eine Einstellung
auszuführen.
Die in Fig. 15 veranschaulichte Form der Schraubzwingenanordnung
ist für ein Einstabsystem vorgesehen
und es sind zwei verschiedene Ausführungsformen veranschaulicht,
die noch beschrieben werden, eine Ausführungsform
500 mit einer unteren Sattelverriegelung und
eine Ausführungsform 800. Wie veranschaulicht ist, können
die Einstab-Zwingenanordnungen derart positioniert
werden, daß der Stab wie gezeigt nach außen gehend bzw.
gerichtet (außenbords) oder nach innen gehend angeordnet
ist oder einer innen und einer außen.
Die Schraubzwingenanordnung 500 gleicht etwas der zuvor
beschriebenen Anordnung und umfaßt ein mit Gewinde versehenes
Ende 520 für die Anordnung, wobei die Ausbildung
der Gewinde gut bekannt und wie bereits beschrieben
ist. Das vordere Schraubenende der Zwinge endet in
einem sich verjüngenden Flansch 525, der den Schraubengewinden
520 gegenüberliegt, wie am besten aus Fig. 18
ersichtlich ist. Der Flansch umfaßt einen Taschenabschnitt
527 mit flacher Oberfläche gegenüber dem mit
Gewinde versehenen Ende 520 zur Aufnahme einer Sattelanordnung
530. Das Vorsehen eines sich verjüngenden
Flansches gestattet es, daß die Sattelanordnung dicht
bei dem Wirbel positioniert wird, in den hinein die
Schraube positioniert wird.
Die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ausgebildete Sattelanordnung 530 kann von der
Schraube entfernt werden und ist vorzugsweise mit einer
unteren Hälfte 535 und einer oberen Hälfte 540 ausgebildet,
wie in den Fig. 15, 17 und 18 gezeigt ist. Über
die gesamte Außenfläche der Sattelanordnung umfaßt diese
flache vordere und rückwärtige Flächen 542 und 544
und eine im wesentlichen flache Endseite 546 und eine
abgerundete Endseite 548, wie in Fig. 16 gezeigt ist.
Dies ist eine Geometrie, die die Positionierung der
Schraubzwingenanordnungen in dichten bzw. festen Bereichen
der Spinalstruktur erleichtert. Wie ebenfalls aus
Fig. 16 ersichtlich ist, ist die obere oder Kopffläche
552 der oberen Hälfte 540 der Sattelanordnung 530
bei 555 abgeschrägt, um scharfe periphere Seitenkanten
auszuschalten.
Auf der oberen Hälfte 540 der Sattelanordnung sind
vordere und rückwärtige herunterhängende Finger 557 und
558 und ein seitlich herabhängender Finger 559 vorzugsweise
integral angeformt, wie in Fig. 15, 16 und 18
dargestellt ist. Die Finger sind jeweils axial so dimensioniert,
daß sie sich etwas unterhalb der oberen
Fläche 565 der unteren Hälfte 535 der Sattelanordnung
erstrecken. Das untere Ende eines jeden der Finger endet
in einer umgekehrten Verjüngung, wie veranschaulicht,
die dazu beiträgt, die obere Hälfte über die untere
Hälfte während des Zusammenbaus der beiden Hälften
formmäßig zu führen, wie dies bereits beschrieben worden
ist.
Die obere Hälfte 540 der Sattelanordnung umfaßt eine
Öffnung 575, wie in Fig. 17 gezeigt ist, so daß das
andere Ende 580 der Schraubzwinge dort hindurch
verlaufen kann. Das Ende 580 der Schraubzwinge umfaßt
ein zweites mit Gewinde versehenes Ende 581, das mit
Abstand vom Flansch 525 angeordnet ist und dessen Gewindeausbildung
die einer Maschinenschraube sein kann.
Auf dem mit Gewinde versehenen Ende 581 aufgenommen befindet
sich eine Sattelverriegelungsanordnung in der
Form einer Sicherungsmutter 585 und einer Verriegelungsmutter
586, wie in Fig. 17 und 18 gezeigt ist, und
die dazu verwendet wird, die beiden Hälften der Sattelanordnung
aneinander zu befestigen.
Es wird nun auf die Fig. 17 bis 20 Bezug genommen.
Der untere Halbsattel 535 umfaßt eine untere Fläche
600, die sich nach oben verjüngt, wie gezeigt ist,
und die der Kontur der Seite des Flansches 525 folgt.
Die Seiten 570 und 571 der unteren Sattelhälfte besitzen
derartige Abmessungen, daß die obere und die untere
Hälfte dieselben Abmessungen auf gegenüberliegenden
Seiten (Seite-zu-Seite-Abmessungen) haben. Die untere
Hälfte umfaßt wie die obere Hälfte eine flache Seitenfläche 605 und eine abgerundete Seitenfläche 608, die
der Form der entsprechenden Seitenflächen der oberen
Hälfte aus bereits erwähnten Gründen folgen. Über alles,
d. h. insgesamt liefert dies eine Außenseitengeometrie,
die die Anordnung der Schraubzwinge in Bereichen
der Wirbelsäule erleichtert, in denen die Anatomie
des Patienten derart ist, daß eine minimale Raumgröße
für den arbeitenden Chirurgen vorhanden ist.
Während die obere Hälfte der Sattelanordnung eingebaut
werden soll, indem die obere Hälfte über dem mit Gewinde
versehene Ende 580 der Schraubzwinge plaziert wird,
ist die untere Hälfte so konstruiert, daß sie durch
seitliche Einfügung des Schaftes der Schraubzwinge zusammengebaut
wird, gefolgt von der Montage der oberen
Hälfte und einer geeigneten Verriegelung der Sattelanordnung.
Wie in den Fig. 17, 19 und insbesondere 20
zu sehen ist, ist der untere Halbsattel 535 somit mit
einer Seitenöffnung 615 für eine seitliche Einfügung
auf dem Schaft 620 der Schraubzwinge versehen. Wie in
Fig. 19 gezeigt ist, ist dieser Abschnitt des Schaftes,
der den Aufnahmeabschnitt des unteren Halbsattels für
den Schaft bildet, mit einer Teilkreis- oder Halbkreisform
622, parallel in mit Abstand angeordneten Seitenflächen
624 und 626 und einer flachen Vorderseite 630
ausgebildet. Der untere Halbsattel umfaßt eine komplementär
geformte Innenöffnung 640, die eine Teilkreisform
622 a, parallele Seitenflächen 624 a und 626 a und
einen offenen Vorderabschnitt besitzt, wie in Fig. 20
veranschaulicht ist.
Die Seitenöffnung 615 ist mit mit Abstand angeordneten,
sich vertikal erstreckenden Schlitzen 650 ausgebildet,
die jeweils sich vertikal erstreckende, im wesentlichen
parallele Wände 650 a und 650 b umfassen. Im vertikalen
Schlitz 650 aufnehmbar ist ein unteres Halbsattelverriegelungsglied
670, das in der Form der Ausgestaltung
etwas verschieden von dem zuvor beschriebenen Verriegelungsglied
170 ist. Das Sattelverriegelungsglied 670
umfaßt sich seitlich erstreckende Schultern 670 a und
670 b, die im Schlitz 650 aufgenommen werden, wie in der
Schnittansicht von Fig. 19 dargestellt ist. Die Abmessung
von der Oberseite 680 zur Unterseite 680 a des unteren
Sattelverriegelungsglieds 670 ist derart, daß bei
Anbringung an Ort und Stelle die Oberseite horizontal
oder gleich mit einer in der oberen Fläche 552 der unteren
Hälfte 535 der Sattelanordnung ausgebildeten
Senkbohrung 683 ist. Die untere Seite 680 a ruht auf der
oberen Seite des Flansches 527. Um die untere Hälfte
535 des Sattels auf dem Schaftabschnitt 620 der
Schraubzwinge örtlich richtig festzulegen, umfaßt der
Schaftabschnitt 620 eine Schulter 690, wie in Fig. 17
gezeigt ist.
Die Schulter 690 ist im wesentlichen kreisförmig und
die Abmessung von der oberen Fläche des Flansches 525
zur Unterseite der Schulter 690 ist annähernd diejenige
der axialen Abmessung von der unteren zentralen Fläche
des unteren Halbsattels 535 zur oberen Innenseitenfläche
der Senkbohrung 583. Die untere Zentralfläche 696
der unteren Hälfte des Sattels ist flach, damit sie auf
der flachen oberen Fläche des Flansches sitzt, wie z. B.
in Fig. 18 gezeigt ist. Unmittelbar oberhalb der Schulter
690 befindet sich ein kleiner gewindefreier Abschnitt 697 des Schafts, wobei der Abschnitt 697 zwischen
dem mit Gewinde versehenen Ende 581 und dem oberen
Ende der Schulter 690 liegt, wie in Fig. 17 gezeigt
ist.
Ein richtiger Zusammenbau des unteren Halbsattels 535
mit der Schraube bringt eine Ausrichtung der Öffnung
615 axial in bezug auf die Schulter 690 und ein Verschieben des unteren Sattels an die Stelle auf dem
Schaft mit sich, so daß die Senkbohrung positioniert
ist um die Schulter aufzunehmen. Die gekrümmte Fläche
622 a des unteren Sattels sollte dem gekrümmten Abschnitt
622 des Schafts gegenüberliegen, so daß sich
die gekrümmten und parallelen Seitenflächen in Eingriff
befinden. So angeordnet, wird das Sattelverriegelungsglied
670 in den Keilnutschlitz 650 eingefügt. Um beim
Einfügen und Entfernen der unteren Sattelverriegelung
670 eine Unterstützung zu schaffen, ist letztere mit
einer Öffnung 700 versehen, wie in den Fig. 18 und 20
gezeigt ist, und an der ein geeignetes Werkzeug für eine
Handhabung des Verriegelungsglieds befestigt werden
kann. Des weiteren ist die Innenseite 703 der Sattelverriegelung
670, die dem Schaft 620 gegenüberliegt,
axial genutet, wie in Fig. 19 gezeigt ist, um über den
mit Gewinde versehenen Abschnitt 581 der Schraubzwinge
zu passen. Richtig angeordnet, wirken die Schulter 690
und der Flansch 525, um eine axiale Bewegung des unteren
Halbsattels zu vermeiden, während die untere Sattelverriegelung
eine seitliche Bewegung vom Schaft fort
verhindert.
Die obere Sattelhälfte kann dann über dem Schaftende
580 derart montiert werden, daß der der unteren Sattelverriegelung
gegenüberliegende Finger über die untere
Sattelverriegelung vorsteht, um eine Bewegung der
Sattelverriegelung vertikal aus der Keilnut heraus zu
verhindern.
Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht
darin, daß die Sattelverriegelungsanordnung so konstruiert
ist, daß sie einen festen Greifhalt auf dem
Stab längs eines Abschnitts von dessen Länge bewirkt,
wie noch beschrieben wird. Zu diesem Zweck sind die
obere und untere Hälfte der Sattelanordnung jeweils mit
zusammenpassenden Nuten 720 a und 720 b versehen, die auf
einer Seite des Schafts angeordnet sind. Bei diesem
Ausführungsbeispiel sind die Nuten mit Verzahnungen
längs ihrer Länge ausgebildet, wie veranschaulicht ist
und besser aus Fig. 20 ersichtlich ist. Die Anzahl von
Verzahnungen kann nach Wunsch sein und es können
z. B. 50 Verzahnungen um die inneren zusammenpassenden
Flächen verwendet werden. Wenn sie auf dem zusammenpassenden
Stab montiert sind, wie beschrieben wird, gibt
es einen exzellenten Halt und wirksam keine Relativdrehung
zwischen den zusammenpassenden Teilen.
Diese Art des Halts und Angriffspunkts längs der Länge
des Stabes steht in scharfem Kontrast zum Linienkontakt,
wie er bei einigen der bekannten Vorrichtungen
vorliegen kann. Die Seite-zu-Seite-Abmessung kann beispielsweise
0,953 cm (0,375 inch) sein, wobei die Zentrallinie
der Nuten mit Abstand von 1,168 cm
(0,460 inch) angeordnet sein kann, z. B. 0,584 cm
(0,230 inch) auf jeder Seite der Zentrallinie. Auf diese
Weise kann die obere Sattelhälfte entfernt werden,
der untere Sattelverschluß 670 kann entfernt werden,
indem er vertikal angehoben wird, und die untere Sattelhälfte
wird seitlich von unter dem Stab heraus geschoben,
wie bereits beschrieben worden ist. Ein Wiederzusammenbau
der angebrachten Schraubzwinge ist genau
umgekehrt.
Die Schraubzwinge kann auf einem Bestandteil der Spinalstruktur
mit oder ohne die befestigte Sattelanordnung
eingerichtet werden. Wenn die Sattelanordnung
nicht befestigt ist, kann ein Werkzeug verwendet werden,
um die flachen Seiten 622, 626 und 630 des Schafts
zu greifen, um eine antreibende Verbindung mit dem
Schraubenglied zu bilden. Alternativ kann ein Werkzeug
auf dem mit Gewinde versehenen Ende 581 verwendet werden,
mit oder ohne die vorhandene Sattelanordnung. Sowie
die Schraubglieder in der geeigneten Stelle in der
Spinalstruktur und in der richtigen Tiefe positioniert
sind, werden die Schäfte so gedreht, daß sich die Öffnungen
der Sattelanordnung ausgerichtet befinden, auch
wenn sie nicht notwendigerweise in derselben Ebene liegen
müssen. Es kann eine gewisse Neigung zu der Ebene
vorhanden sein, in der die Nuten liegen.
In den Fig. 21 und 21a ist der gezahnte Stab 795 veranschaulicht,
der bei einem Einstabsystem verwendet werden
kann. Wie veranschaulicht ist, erstrecken sich die
Verzahnungen 796 um die gesamte Peripherie herum und in
der Länge längs der gesamten Länge, und sie entsprechen
in der Anzahl jenen der Schraubzwinge. Um den Halt zu
vergrößern, kann der Stab so dimensioniert sein, daß
ein fester Festsitz zwischen den zusammenpassenden Teilen
vorliegt. Die Form der bei 800 veranschaulichten
Schraubzwingenanordnung ähnelt derjenigen der Schraubzwingenanordnung
500, aber sie unterscheidet sich in
der Konstruktion des unteren Sattels; in sämtlichen anderen
Beziehungen sind die beiden Schraubzwingenanordnungen
gleich, außer dem festgestellen Unterschied. Es
wird nun auf die Fig. 22 bis 25 Bezug genommen. Der
untere Sattel 835 ist im wesentlichen derselbe wie der
Sattel 535, ausgenommen, daß es keine Sattelverriegelungsanordnung
gibt und der untere Sattel 835 eher über
der Schraube zusammengebaut wird, als daß er seitlich
eingefügt wird. Somit umfaßt der untere Sattel eine
Öffnung 840, die eine flache Oberfläche oder ebene Seite
845 umfaßt, die mit einer ebenen Fläche zusammenpaßt,
die auf dem beschriebenen Aufnahmeabschnitt des
Schraubenglieds für den Zweck einer Orientierung ausgebildet
ist. Der obere Sattel 850 kann wie in Zusammenhang
mit der oberen Sattelhälfte 540 der Sattelanordnung
530 beschrieben sein, und ist in der Tat im wesentlichen
identisch und austauschbar mit jedem der
unteren Sättel der beiden beschriebenen Einstabsysteme.
Wiederum sind die zusammenpassenden Flächen der oberen
und unteren Sättel aus den beschriebenen Gründen gezahnt,
wie bei 870 gezeigt ist. Der Zusammenbau, die
Entfernung und Einstellung dieser Ausführungsform der
Schraubenanordnung ist aus der vorhergehenen detaillierten
Beschreibung ersichtlich.
Wie die bereits beschriebenen Ausführungsbeispiele werden
die beschriebenen Einstabsysteme gemäß der Beschreibung
im Patienten angeordnet, und es folgt die
bereits beschriebene Modelltechnik (mastering technique).
In der Tat können das Verfahren und die Vorteile
des Zweistabsystems auf das Einstabsystem angewendet
werden, wie aus der vorhergehenden detaillierten Erörterung
ersichtlich ist.
Da sich die Art der Stütze in Abhängigkeit vom Patienten
ändern kann, können sich die Zwingen und Stäbe in
den Abmessungen ändern, da für einen aktiven Athleten
eine größere Stütze benötigt werden kann als für eine
ältere, sitzende Person. Zu diesem Zweck kann eine
Vielzahl von Schraubzwingenlängen für jede der beschriebenen
Formen vorgesehen sein. Das mit Gewinde
versehene Ende der Schraube kann zwischen 30 bis 65 mm
Durchmesser von zwischen 5,4 mm und 6,9 mm oder mehr
haben, wobei ein kleinerer Durchmesser von zwischen
3,6 mm und 5,0 mm, mit 3,54 Windungen pro cm (9 Windungen
pro inch). Die Abmessung vom Flansch zum Ende
des Maschinengewindes ist gewöhnlich dieselbe für jede
Zwinge, wodurch eine Austauschbarkeit der Sattelanordnungen
ermöglicht ist, die als austauschbar beschrieben
worden sind, um Stäbe verschiedener Abmessung unterzubringen.
Die Beibehaltung der Flansch-zu-Ende-Abmessung
hat auch den Vorteil, daß ein Austausch nur des Schaftteils
der Schraubenanordnung ermöglicht ist, wenn dies
erforderlich ist, d. h. die Verwendung eines Schafts mit
einem längeren, mit Gewinde versehenen Ende anstelle
eines Schafts mit einem kürzeren Gewindeende.
Die steifen Stäbe können für das Zwei- oder Einstabsystem
eine Länge von 10 bis 20,5 cm (4 bis 8 inch)
haben und einen Durchmesser von 0,394 cm (0,155 inch)
bis 0,424 cm (0,167 inch) haben, mit geeigneten Abmessungen
der Öffnungen, um einen Festsitz vorzusehen, wie
beschrieben. Wenn eine größere Festigkeit benötigt
wird, kann der Durchmesser der Stäbe vergrößert werden,
da eine Durchmesservergrößerung von 0,051 cm
(0,020 inch) dazu führt, daß die Stabfestigkeit um 50%
erhöht wird. Um die Festigkeit des vorliegenden Systems
zu veranschaulichen: die Verwendung von vier Stäben mit
einem Durchmesser von 0,394 cm (0,155 inch) ist 30%
stärker als die Verwendung von Luque-Stäben mit
0,476 cm (3/16 inch).
Als allgemeine Regel: Stäbe mit derselben Abmessung
werden auf jeder Seite der Wirbelsäule und in jedem
Satz von Zwingen verwendet. Selbstverständlich kann es
jedoch Fälle geben, bei denen es gewünscht sein kann,
ein stärkeres Stützsystem auf einer Seite der Wirbelsäule
zu nehmen, wobei die Stäbe in diesem Fall auf einer
Seite einen größeren Durchmesser haben können. Es
kann auch erwünscht sein, eine lokalere Stütze dicht
bei der Zentralachse der Wirbelsäule vorzusehen, wobei
in diesem Fall einer der an den Zwingen befestigten
Stäbe einen größeren Durchmesser als der andere, an
denselben Zwingen befestigte Stab haben kann und die
Zwingen geeignet für den Halt und Angriffspunkt und
Festsitz in bezug auf jeden der Stäbe angepaßt sind.
Sämtliche implantierten Bestandteile der Stützfixierung
sind bevorzugt aus rostfreiem AISI 316L-Stahl, einer
Chrom-Nickel-Molybdän-Legierung hergestellt und chemisch
poliert und passiviert, um Korrosion durch die
Körperflüssigkeiten und -gewebe Widerstand zu leisten,
eher als daß die endbearbeiteten Teile elektrolytisch
poliert worden sind. Eine elektrolytische Polierung
kann interkristalline Korrosion bewirken, bei der die
Neigung dazu besteht, Metallermüdung zu begünstigen.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Systems besteht
darin, daß die Bestandteile festgehalten und gegriffen
sind und somit eine Stabilität der Innenfixierung derart
ist, daß es kein Gleiten oder eine Relativbewegung
zwischen den Teilen gibt. Ein solches Gleiten oder eine
Relativbewegung zwischen den Bestandteilen eines implantierten
Systems ist nicht annehmbar, da dies eine
Zerstörung der passiven Schicht zur Folge haben kann
und zu einem Repassivierungsprozeß führen kann, der zu
Korrosion und Metallermüdung führt.
Zusammengefaßt: Ein verbessertes erfinungsgemäßes Wirbelsäulenfixierungssystem
umfaßt eine Anzahl von
Schraubzwingenanordnungen, die vorzugsweise durch den
Pedicle und Wirbelkörper bei der Wirbelsäule eingefügt
werden. Jede Schraubzwinge umfaßt eine entfernbare Sattelanordnung,
die aus zwei Hälften besteht, die jeweils
mit Öffnungen zur Aufnahme von steifen Stützstäben versehen
sind, die bei einer Ausführungsform ein Parallelogramm
bilden. Bei einer anderen Ausführungsform
nimmt die Schraubzwinge einen einzelnen Stab auf, wobei
die Zwingenöffnungen und der Stab zur Vergrößerung des
Halts gezahnt sind. Die Öffnungen sind angepaßt, um einen
Festsitz mit den Stäben vorzusehen, um einen Halt
und Angriffspunkt zwischen den Sätteln und den Stäben
zu bewirken. Bei Verwendung werden die Schrauben und
Zwingen geeignet angeordnet und ein weiches provisorisches
Bezugsformstück wird ausgebildet, das der Kontur
der Referenzflächen auf den Zwingen folgt und diese
nachbildet. Das provisorische Bezugsformstück wird dann
verwendet, um ein Modellmuster zu bilden, das wiederum
verwendet wird, um die steifen Stäbe zu der bestimmten
Kontur zu bilden und zu formen. Die steifen Stäbe werden
dann an den Klemmanordnungen befestigt, um die
steife, für die Spinalverfahren benötigte Stütze vorzusehen.
Aus der obigen detaillierten Beschreibung ist offensichtlich,
daß die Erfindung viele Vorteile gegenüber
herkömmlichen Sytemen und Verfahren liefert, die bislang
offenbart sind. Es ist auch ersichtlich, daß zahlreiche
Modifikationen an der erfindungsgemäßen Stützfixierung
und an der Methodologie dieser Erfindung durch
Fachleute ausgeführt werden können, ohne daß der Bereich
der Erfindung verlassen wird.
Claims (25)
1. Schraubzwingenanordnung zur Verwendung in einem
spinalen Stützfixierungssystem zur Verhinderung von Bewegungen
eines ausgewählten Abschnitts der Wirbelsäule
von vorne nach hinten, von Seite zu Seite und von Drehbewegungen,
gekennzeichnet durch
- ein Schraubzwingen-Schaftglied mit einem mit Gewinde versehenen Endabschnitt (20, 520), der in eine vorgewählte Position des Wirbels der Wirbelsäule einschraubbar ist,
- eine Sattelanordnung (30, 530), die auf dem mit Gewinde versehenen Endabschnitt des Schraubzwingen- Schaftglieds angebracht ist und zusammenpassende Halbsättel (35, 40; 535, 540; 835, 850) umfaßt, die zumindest ein Paar von mit Abstand angeordneten Stabaufnahmeöffnugnen (215 a/215 b, 220 a/220 b; 720 a/720 b; 870) bilden, wobei sich die Öffnungen in einer einander gegenüberliegenden und mit Abstand angeordneten Beziehung befinden und so dimensioniert sind, daß sie zumindest einen Stab (21, 22; 321, 322; 795) mit einer vorbestimmten Abmessung aufnehmen, um einen Halt fest auf dem daran befestigten Stab zu bewirken, und
- eine Einrichtung, um die zusammenpassenden Halbsättel derart zusammen zu befestigen, daß die in den Stabbefestigungsöffnungen positionierten Stäbe durch die zusammenpassenden Halbsättel längs einer vorbestimmten Länge der Oberfläche der Stäbe gegriffen werden, um den Stab an der Schraubzwingenanordnung und in einer vorbestimmten Orientierung in bezug auf die Wirbelsäule (12) zu befestigen.
- ein Schraubzwingen-Schaftglied mit einem mit Gewinde versehenen Endabschnitt (20, 520), der in eine vorgewählte Position des Wirbels der Wirbelsäule einschraubbar ist,
- eine Sattelanordnung (30, 530), die auf dem mit Gewinde versehenen Endabschnitt des Schraubzwingen- Schaftglieds angebracht ist und zusammenpassende Halbsättel (35, 40; 535, 540; 835, 850) umfaßt, die zumindest ein Paar von mit Abstand angeordneten Stabaufnahmeöffnugnen (215 a/215 b, 220 a/220 b; 720 a/720 b; 870) bilden, wobei sich die Öffnungen in einer einander gegenüberliegenden und mit Abstand angeordneten Beziehung befinden und so dimensioniert sind, daß sie zumindest einen Stab (21, 22; 321, 322; 795) mit einer vorbestimmten Abmessung aufnehmen, um einen Halt fest auf dem daran befestigten Stab zu bewirken, und
- eine Einrichtung, um die zusammenpassenden Halbsättel derart zusammen zu befestigen, daß die in den Stabbefestigungsöffnungen positionierten Stäbe durch die zusammenpassenden Halbsättel längs einer vorbestimmten Länge der Oberfläche der Stäbe gegriffen werden, um den Stab an der Schraubzwingenanordnung und in einer vorbestimmten Orientierung in bezug auf die Wirbelsäule (12) zu befestigen.
2. Schraubzwingenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sattelanordnung (30) zwei Paare der einander
gegenüberliegenden Öffnungen (215 a, 215 b; 220 a, 220 b)
umfaßt, wobei ein Paar eines jeden Paares seitlich auf
jeder Seite des mit Gewinde versehenen Endabschnitts
(20) angeordnet ist.
3. Schraubzwingenanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einander gegenüberliegenden Öffnungen (720 a,
720 b; 870) gezahnt sind, um einen gezahnten Stab (795)
längs einer vorbestimmten Länge zu greifen.
4. Schraubzwingenanordnung nach einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnungen (215 a/215 b; 220 a/220 b; 720 a/720 b;
870) im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig und
derart bemessen sind, daß sie einen Festsitz in bezug
auf die in ihnen aufgenommenen Stäbe (21, 22, 321, 322,
795) bilden.
5. Schraubzwingenanordnung nach einem der Ansprüche
1 bis 4,
gekennzeichnet durch
einen Flansch (25, 525) an einem Ende des mit Gewinde
versehenen Endabschnitts (20, 520) zum Stützen der Sattelanordnung
(30, 530; 830, 850).
6. Schraubzwingenanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß einer der Halbsättel (40; 540; 850) Fingereinrichtungen
(57, 59; 557, 558, 559) umfaßt, die über den anderen
zusammenpassenden Halbsattel (35; 535; 835) vorstehen.
7. Schraubzwingenanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schraubzwingen-Schaftglied einen zweiten mit
Gewinde versehenen Abschnitt (81, 581) umfaßt und daß
zumindest einer der zusammenpassenden Halbsättel (40,
540, 850) über den zweiten mit Gewinde versehenen Abschnitt
aufgenommen wird.
8. Schraubzwingenanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zusammenpassenden Halbsättel eine obere und eine
untere Halbsatteleinheit umfassen, wobei die untere
Halbsatteleinheit eine Öffnung (140, 640, 840) zur Aufnahme
auf dem Schraubzwingen-Schaftglied umfaßt.
9. Schraubzwingenanordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung (115, 615) in der unteren Halbsatteleinheit
(35, 535) in einer Seitenfläche ausgebildet
ist, so daß die untere Halbsatteleinheit seitlich auf
dem Schraubzwingen-Schaftglied montiert werden kann.
10. Schraubzwingenanordnung nach Anspruch 8 oder 9,
gekennzeichnet durch
eine Verriegelungseinrichtung (170, 670) zum Befestigen
der unteren Halbsatteleinheit gegen axiale Bewegung auf
dem Schraubzwingen-Schaftglied.
11. Schraubzwingenanordnung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung (115, 615) in der unteren
Halbsatteleinheit (35, 535) eine
Verriegelungsaufnahmeeinrichtung (150, 650), die mit
Abstand angeordnete, sich vertikal erstreckende Wände
(150 a, 150 b; 650 a, 650 b) aufweist, und eine in der
Verriegelungsaufnahmeeinrichtung aufgenommene
Verriegelungseinrichtung (170, 670) zum Befestigen der
unteren Halbsatteleinheit auf dem Schraubzwingen-
Schaftglied umfaßt, um eine seitliche Bewegung der
unteren Halbsatteleinheit in bezug auf das Schraubzwingen-
Schaftglied zu verhindern.
12. Schraubzwingenanordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verriegelungsaufnahmeeinrichtung (150) sich
vertikal erstreckende Wände (150 c, 150 d) umfaßt, die
jeweils einen sich umgekehrt verjüngenden Wandabschnitt
besitzen, und daß die Verriegelungseinrichtung (170)
ein T-förmiger Einsatz mit sich verjüngenden Seitenwänden
(170 a, 170 b) ist, um einen Schwalbenschwanz-Riegel
mit dem sich umgekehrt verjüngenden Wandabschnitt zu
bilden.
13. Schraubzwingenanordnung nach einem der Ansprüche 5
bis 12,
gekennzeichnet durch
eine Schulter (190, 690) auf dem Schraubzwingenschaftglied
in mit Abstand angeordneter Beziehung zum Flansch
(25, 525), wobei die Sattelanordnung (30, 530) eine untere
Halbsatteleinheit (35, 535, 835) umfaßt, die zwischen
dem Flansch und der Schulter aufgenommen ist.
14. Schraubzwingenanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Öffnungen (75, 140; 575, 640) in mit Abstand
angeordneter paralleler Beziehung befinden.
15. Schraubzwingenanordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Halbsattel (535, 540) eine einzige Öffnung
(720 a, 720 b) umfaßt, die seitlich von dem mit Gewinde
versehenen Endabschnitt (581) liegt.
16. Schraubzwingenanordnung zur Verwendung in einem
spinalen Stützfixierungssystem zum Verhindern von Bewegungen
eines ausgewählten Abschnitts der Wirbelsäule
von vorne nach hinten, von Seite zu Seite und von Drehbewegungen,
gekennzeichnet durch
- ein Schaftglied, das an jedem Ende (20, 80; 520, 580) mit Gewinde versehen ist,
- einen Flansch (25, 535), der benachbart den Windungen des einen Endes des Schafts ausgebildet ist,
- eine Schulter (190, 690), die auf dem Schaft in mit Abstand angeordneter Beziehung zum Flansch vorgesehen ist,
- eine Sattelanordnung (30; 530), die auf dem Schaft und auf einer Seite des Flansches angebracht ist, wobei die Sattelanordnung von dem Schaft entfernbar ist und zusammenpassende obere und untere Halbsatteleinheiten umfaßt, die Seiten in einander gegenüberliegender Beziehung besitzen, wobei die obere Halbsatteleinheit (40, 540) mit Abstand angeordnete, herabhängende Fingereinrichtungen (57 a, 57 b) umfaßt und mit einer Öffnung (75, 575) für eine Durchführung über ein mit Gewinde versehenes Ende (81, 581) des Schafts versehen ist,
- daß die untere Halbsatteleinheit (35, 535) eine Öffnung (140, 640) für die Montage auf dem Schaft zwischen der Schulter und dem Flansch umfaßt,
- daß ein Verrriegelungsglied (170, 670) durch die untere Halbsatteleinheit aufgenommen ist und wirksam ist, eine seitliche Bewegung der unteren Halbsatteleinheit in bezug auf den Schaft zu verhindern, wobei die Fingereinrichtungen so angepaßt sind, daß das Verriegelungsglied in der unteren Halbsatteleinheit durch die Fingereinrichtungen zurückgehalten ist, wobei die Seiten in den Satteleinheiten mit zumindest einer Öffnung (215 a, 215 b; 220 a, 220 b; 720 a, 720 b) versehen sind, die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet ist, und wobei die Öffnungen so dimensioniert sind, daß sie eine Stabeinrichtung (21, 22, 321, 322, 795) aufnehmen, um einen Festsitz mit dieser auszubilden, um einen greifenden Halt mit den Stäben zu bewirken.
- ein Schaftglied, das an jedem Ende (20, 80; 520, 580) mit Gewinde versehen ist,
- einen Flansch (25, 535), der benachbart den Windungen des einen Endes des Schafts ausgebildet ist,
- eine Schulter (190, 690), die auf dem Schaft in mit Abstand angeordneter Beziehung zum Flansch vorgesehen ist,
- eine Sattelanordnung (30; 530), die auf dem Schaft und auf einer Seite des Flansches angebracht ist, wobei die Sattelanordnung von dem Schaft entfernbar ist und zusammenpassende obere und untere Halbsatteleinheiten umfaßt, die Seiten in einander gegenüberliegender Beziehung besitzen, wobei die obere Halbsatteleinheit (40, 540) mit Abstand angeordnete, herabhängende Fingereinrichtungen (57 a, 57 b) umfaßt und mit einer Öffnung (75, 575) für eine Durchführung über ein mit Gewinde versehenes Ende (81, 581) des Schafts versehen ist,
- daß die untere Halbsatteleinheit (35, 535) eine Öffnung (140, 640) für die Montage auf dem Schaft zwischen der Schulter und dem Flansch umfaßt,
- daß ein Verrriegelungsglied (170, 670) durch die untere Halbsatteleinheit aufgenommen ist und wirksam ist, eine seitliche Bewegung der unteren Halbsatteleinheit in bezug auf den Schaft zu verhindern, wobei die Fingereinrichtungen so angepaßt sind, daß das Verriegelungsglied in der unteren Halbsatteleinheit durch die Fingereinrichtungen zurückgehalten ist, wobei die Seiten in den Satteleinheiten mit zumindest einer Öffnung (215 a, 215 b; 220 a, 220 b; 720 a, 720 b) versehen sind, die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet ist, und wobei die Öffnungen so dimensioniert sind, daß sie eine Stabeinrichtung (21, 22, 321, 322, 795) aufnehmen, um einen Festsitz mit dieser auszubilden, um einen greifenden Halt mit den Stäben zu bewirken.
17. Spinales Stützfixierungssystem zur Beibehaltung
eines ausgewählten vorbestimmten benachbarten Wirbels
in einer vorbestimmten Orientierung, um Bewegungen des
unterstützten Abschnitts der Wirbelsäule von vorne nach
hinten, von Seite zu Seite und Drehbewegungen zu verhindern,
gekennzeichnet durch
- eine Anzahl von Sätzen von Schraubzwingenanordnungen (15), wobei jeder Satz der Schraubzwingenanordnungen zumindest zwei Schraubzwingenglieder umfaßt und in einen Wirbel einbringbar ist,
- eine Stabeinrichtung (21, 22; 321, 322; 795), die durch die Schraubzwingenanordnungen aufgenommen ist und mit diesem zusammenwirkt, um eine starre Stützkonstruktion auf jeder Seite des Wirbels auszubilden, wobei die Zwingenglieder ein mit Gewinde versehenes Ende (20, 520) für das Einfügen in einen Knochenstützabschnitt des Wirbels und eine Sattelanordnung (30, 530, 500, 800) für das Stützen der Stabglieder in mit Abstand angeordneter Beziehung zueinander umfaßt, wobei die Sattelanordnung zumindest eine mit Abstand angeordnete Öffnung (215 a, 215 b, 220 a, 220 b; 720 a, 720 b) zur Aufnahme von zumindest einem der Stabglieder umfaßt und wobei die Öffnungen in bezug auf die Abmessungen der Stäbe angepaßt sind, wodurch die Sattelanordnung längs einer vorbestimmten Fläche der Stäbe eine Klammerverbindung schafft, um einen festen Halt zwischen dem Zwingenglied und dem durch das Zwingenglied aufgenommenen Stab zu bewirken.
- eine Anzahl von Sätzen von Schraubzwingenanordnungen (15), wobei jeder Satz der Schraubzwingenanordnungen zumindest zwei Schraubzwingenglieder umfaßt und in einen Wirbel einbringbar ist,
- eine Stabeinrichtung (21, 22; 321, 322; 795), die durch die Schraubzwingenanordnungen aufgenommen ist und mit diesem zusammenwirkt, um eine starre Stützkonstruktion auf jeder Seite des Wirbels auszubilden, wobei die Zwingenglieder ein mit Gewinde versehenes Ende (20, 520) für das Einfügen in einen Knochenstützabschnitt des Wirbels und eine Sattelanordnung (30, 530, 500, 800) für das Stützen der Stabglieder in mit Abstand angeordneter Beziehung zueinander umfaßt, wobei die Sattelanordnung zumindest eine mit Abstand angeordnete Öffnung (215 a, 215 b, 220 a, 220 b; 720 a, 720 b) zur Aufnahme von zumindest einem der Stabglieder umfaßt und wobei die Öffnungen in bezug auf die Abmessungen der Stäbe angepaßt sind, wodurch die Sattelanordnung längs einer vorbestimmten Fläche der Stäbe eine Klammerverbindung schafft, um einen festen Halt zwischen dem Zwingenglied und dem durch das Zwingenglied aufgenommenen Stab zu bewirken.
18. Spinales Stützfixierungssystem nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Öffnungen (215, 220) vorgesehen sind und die
Öffnungen in bezug auf die Stäbe (21, 22; 321, 322) zur
Ausbildung eines Festsitzes mit diesen angepaßt sind.
19. Spinales Stützsystem nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sattelanordnung (30, 530, 500, 800) trennbare
Halbsättel (35, 40; 535, 540; 835, 850) umfaßt, die jeweils
getrennt von den Stäben (21, 22; 321, 322; 795)
entfernbar sind.
20. Spinales Stützsystem nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnungen (215 a, 215 b; 220 a, 220 b; 720 a, 720 b)
in den trennbaren Halbsätteln (35, 40; 535, 540; 835,
850) vorgesehen sind.
21. Spinales Stützsystem nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sattelanordnung (500, 800) eine einzige Öffnung
(720) zur Aufnahme des Stabglieds (795) umfaßt, wobei
das Stabglied eine gezahnte Außenfläche (796) besitzt
und die Öffnungen eine gezahnte Oberfläche besitzen, um
mit den Verzahnungen auf dem Stabglied zusammenzupassen.
22. Verfahren zur Herstellung eines spinalen Stützsystems
zum Verhindern einer Bewegung eines Abschnitts
der Wirbelsäule von vorne nach hinten, von Seite zu
Seite und von Drehbewegungen,
gekennzeichnet durch
die Schritte, daß
- zumindest ein Schraubzwingenglied in einen vorbestimmten Abschnitt eines Wirbels eingefügt wird, wobei jede Schraubzwinge einen Oberflächenabschnitt umfaßt, der eine Bezugsfläche mit einer festgelegten Kontur umfaßt, die in einer vorbestimmten Beziehung in bezug auf die Wirbelsäule angeordnet ist,
- daß ein provisorisches Bezugsformstück mit einer Kontur ausgebildet wird, die die festgelegte Kontur nachbildet,
- daß das provisorische Bezugsformstück verwendet wird, um ein Bezugsformstück-Muster mit Oberflächenabschnitten auszubilden, die zueinander in im wesentlichen derselben Beziehung wie die Kontur der Bezugsoberfläche der Schraubzwingen stehen,
zumindest zwei Stabglieder zur Nachbildung der gewünschten Kontur auszuzbilden, und
- daß die Stabglieder an den Zwingen montiert werden.
- zumindest ein Schraubzwingenglied in einen vorbestimmten Abschnitt eines Wirbels eingefügt wird, wobei jede Schraubzwinge einen Oberflächenabschnitt umfaßt, der eine Bezugsfläche mit einer festgelegten Kontur umfaßt, die in einer vorbestimmten Beziehung in bezug auf die Wirbelsäule angeordnet ist,
- daß ein provisorisches Bezugsformstück mit einer Kontur ausgebildet wird, die die festgelegte Kontur nachbildet,
- daß das provisorische Bezugsformstück verwendet wird, um ein Bezugsformstück-Muster mit Oberflächenabschnitten auszubilden, die zueinander in im wesentlichen derselben Beziehung wie die Kontur der Bezugsoberfläche der Schraubzwingen stehen,
zumindest zwei Stabglieder zur Nachbildung der gewünschten Kontur auszuzbilden, und
- daß die Stabglieder an den Zwingen montiert werden.
23. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest zwei Schraubzwingenglieder in den Wirbel
eingefügt werden.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt der Ausbildung des vorläufigen Bezugsformstücks
den Schritt umfaßt, daß relativ weiche Stabglieder gebogen werden, um die festgelegte Kontur
nachzubilden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest einige der Schraubzwingenglieder durch
den Pedicle des Wirbels angebracht werden.
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