DE3639810C2

DE3639810C2 - Implantat zur Wirbelsäulenkorrektur und/oder -stabilisierung

Info

Publication number: DE3639810C2
Application number: DE19863639810
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ulrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-21
Filing date: 1986-11-21
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2006-11-22
Also published as: DE3639810A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Implantat zur Wirbelsäulenkorrektur und/oder -stabilisierung, mit zumindest zwei Knochenschrauben zum Einschrauben in die Wirbelkörperspongiosa und mit einer im wesentlichen quer zu den Schraubenachsen der Knochenschrauben verlaufenden Spannstange, die in an den Knochenschrauben ausgebildete Aufnahmen einlegbar und zur Wirbelkontraktion oder -distraktion in Richtung der Spannstange jeweils beiderseitig gegen die Knochenschrauben verspannbar ist.

Bei einem aus der DE 26 49 042 B1 bekannten Implantat dieser Art sind die Aufnahmen als offene Schlitze im Kopf der Knochenschrauben ausgebildet. Die Spannstange trägt zu ihrer Verspannung gegen die Schraubenköpfe ein Gewinde und beiderseitig jedes Schraubenkopfes eine Mutter, die mit einem gegen den Schraubenkopf vorstehenden Kragen in eine zugeordnete Ausnehmung des Schraubenkopfes greift, die im Vergleich zur Schlitz breite radial erweitert ist, so daß die Spannstange durch den Eingriff der Muttern in die Ausnehmungen des Schraubenkopfes gegen ein postoperatives Herausspringen aus den Schraubenkopfschlitzen gesichert ist. Das bekannte Implantat dient speziell zur ventralen Derotationsspondylodese, jedoch ist es auch zur dorsalen Kompressionsspondylodese oder dergl. gut geeignet, und zwar besonders dann, wenn die Knochenschrauben transpedikulär in die Wirbelkörper eingeschraubt werden, wobei die Möglichkeit besteht, das Implantat entweder nur einerseits oder je eines beiderseitig der Wirbelachse vorzusehen. In jedem Fall können mit Hilfe der Spannstange(n) komprimierende oder distrahierende Kräfte auf die Wirbelkörper übertragen werden, so daß korrigierende Wirbelsäulenverformungen und/oder Wirbelsäulenstabilisierungen erreicht werden können. Ein Mangel dieser bekannten Implantate besteht allerdings darin, daß durch die Verspannung der Spannstange an den Schraubenköpfen die Richtung der Schraubenachse der Knochenschrauben nicht ausreichend und gezielt genug beeinflußt werden kann, und daß bei beiderseitig der Wirbelachse angeordneten Implantaten versteifende Querverbindungen unmöglich sind, so daß auf Wirbelverlagerungen und -ausrichtungen allein durch Ändern der Achsenrichtung der Knochenschrauben verzichtet werden muß.

Die DE 28 34 891 B2 zeigt ein Implantat, bei dem zwei Knochenschrauben jeweils mittels einer Klemmhalterung in Langlöcher verstellbar und einstellbar sind, die in den sich gegenüberliegenden Schenkeln eines T-förmigen Trägers angeordnet sind. Das Implantat ist durch insgesamt zwei Träger mit vier Knochenschrauben gebildet, wobei die Lage der beiden Träger relativ zueinander durch zwei Gewindebolzen, die im wesentlichen senkrecht von der Schraubenachse der Knochenschrauben und der Oberfläche der Träger abstehen, einstellbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Implan tat der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Knochenschrauben auch bezüglich der Richtung ihrer Schraubenachse gegeneinander genau verstellt und diese eingestellten Richtungen fixiert werden können, und daß die gleiche Wirkung ausübenden Quer verbindungen zwischen beiderseitig der Wirbelachse vor gesehenen Implantaten möglich werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ge löst, daß zusätzlich zur Spannstange ein zumindest in Richtung der Schraubenachse gegen die Spannstange versetzter Spannstab vorgesehen ist, zu dessen An schluß an mindestens einer der Knochenschrauben in Richtung der Schraubenachse neben der Aufnahme für die Spannstange ein Gelenkteil angeordnet ist, das aus zwei um eine zur Schraubenachse senkrechte Ge lenkachse drehbar miteinander verbundenen Gelenkstüc ken besteht, von welchen das eine drehbar um die Schraubenachse an der Knochenschraube gelagert ist und das andere eine Aufnahme zum Einlegen des Spann stabes aufweist, der in seiner Längsrichtung beider seitig gegen das Gelenkstück verspannbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Implantat ist die das Gelenkteil tragende Knochenschraube sowohl von der Spannstange als auch vom Spannstab belastet, und zwar dank des Drehungen in zwei zueinander senkrech ten Ebenen ermöglichenden Gelenkteils im wesentlichen jeweils nur in Längsrichtung der Spannstange bzw. des Spannstabs. Da im übrigen die Spannstange und der Spannstab in Richtung der Schraubenachse im Abstand voneinander an der Knochenschraube angreifen, üben sie je nach ihrer Verspannung an der Knochenschraube Drehmomente und Scherkräfte auf die Knochenschraube aus und ermöglichen dadurch eine fein dosierbare Ein stellung der Richtung der Schraubenachse und die sichere Fixierung dieser Richtung. Der Spannstab kann über weitere Gelenkteile an eine, mehrere oder alle Knochenschrauben desselben Implantats oder, bei beiderseitig der Wirbelachse angeordneten Implantaten, an eine der Knochenschrauben des jeweils anderen Im plantats angeschlossen sein, wobei er in gleicher Weise die Einstellung und Fixierung der Achsrichtungen auch dieser Knochenschrauben ermöglicht, so daß im Ergebnis eine solide innere Fixation der Wirbelkör per, insbes. auch bei verschiedenen Wirbelfrakturen typen, gelingt.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekenn zeichnet, daß bei im Schraubenkopf der Knochenschrau ben angeordneter Aufnahme für die Spannstange das Ge lenkteil an der Knochenschraube auf der Gewindeseite unter dem Schraubenkopf liegt und das an der Knochen schraube gelagerte Gelenkstück vom Schraubenkopf quer zur Schraubenachse übergriffen ist. Dadurch ist in einfacher Weise die axiale Lage des Gelenkteils längs der Knochenschraube fixiert. Im einzelnen empfiehlt es sich, daß das an der Knochenschraube gelagerte Ge lenkstück eine die Knochenschraube aufnehmende Boh rung und eine dazu senkrecht verlaufende zweite Boh rung aufweist, in der als Gelenkschale das mit der Aufnahme für den Spannstab versehene Gelenkstück mit einem Gelenkzapfen gelagert ist. Um möglichst kleine Abmessungen des Gelenkstücks zu erhalten, empfiehlt es sich, daß sich die Achsen beider Boh rungen kreuzen, daß der Durchmesser der die Gelenk schale bildenden Bohrung größer ist als der Durch messer der die Knochenschraube aufnehmenden Bohrung, und daß im Gelenkzapfen quer zur Zapfenachse eine die Bohrung für die Knochenschraube freigebende transversale Aussparung vorgesehen ist, deren lich te Weite in Richtung quer zu beiden Bohrungsachsen über den Durchmesser der die Knochenschraube auf nehmenden Bohrung verbreitert, in Richtung der Zapfenachse aber nur gleich diesem Durchmesser ist. Die Knochenschraube verhindert dann axiale Ver schiebungen des Gelenkzapfens in der die Gelenk schale bildenden Bohrung, während die Verbreite rung der Aussparung quer zu beiden Bohrungsachsen die begrenzte Verdrehung des Gelenkzapfens und da mit des am Spannstab verspannten Gelenkstücks er möglicht.

Die Aufnahme für den Spannstab ist zweckmäßig als offener Schlitz im Gelenkstück ausgebildet, der quer zur Zapfenachse und zur Achse der Aussparung ver läuft. Weiter empfiehlt es sich, den Spannstab im wesentlichen gleich wie die Spannstange auszubilden und den Spannstab am Gelenkstück in im wesentlichen gleicher Weise wie die Spannstange an den Knochen schrauben zu halten und zu verspannen. Dazu ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der Spannstab zu seiner Verspannung ein Gewinde und beiderseitig des Ge lenkstücks eine Mutter trägt, die mit einem gegen das Gelenkstück vorstehenden Kragen in eine zuge ordnete Ausnehmung des Gelenkstückes greift, die im Vergleich zur Schlitzbreite radial erweitert ist, so daß der Spannstab durch den Eingriff der Muttern in die Ausnehmungen des Gelenkstücks gegen ein post operatives Herausspringen aus dem Gelenkstückschlitz gesichert ist.

Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispielen näher er läutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Implantat nach der Erfindung in einer Sei tenansicht,

Fig. 2 einen Knochennagel des Implantats nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Mutter des Implantats nach Fig. 1, je weils in einer Schrägansicht,

Fig. 4 das Implantat nach Fig. 1 in einem Verspan nungszustand mit gegeneinander geneigten Ach sen der Knochenschrauben,

Fig. 5 zwei Implantate in einer Anordnung beiderseitig der Wirbelachse in einer Ansicht von dorsal,

Fig. 6 eines der Gelenkteile der Implantate nach den Fig. 1 bis 3 in vergrößerter Darstellung in einer Seitenansicht,

Fig. 7 das in Fig. 6 linke Gelenkstück des Gelenk teils in Einzeldarstellung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Gelenkstück der Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt in Richtung IX-IX durch das Gelenkstück nach den Fig. 7 und 8.

Die in der Zeichnung dargestellten Implantate dienen zur Fixation der lediglich in Fig. 5 angedeuteten Wirbelkörper 1 unmittelbar aufeinander folgender Wirbel, beispielsweise bei im einzelnen nicht darge stellten Wirbelfrakturen. Die Implantate bestehen ihrem wesentlichen Aufbau nach jeweils aus allgemein mit 2 bezeichneten Schrauben, einer Spannstange 3 und aus die Schrauben an der Spannstange fixierenden Muttern 4. Im einzelnen besitzen die Schrauben 2 einen zum Einschrauben in die Wirbelkörperspongiosa im Bereich der Wirbelbogenfüße geeigneten Schrauben schaft 2.1, dessen Länge und Gewindetiefe von Schraube zu Schraube variieren können. Der gegenüber dem Schrau benschaft 2.1 verbreiterte Schraubenkopf 2.2 besitzt einen Schlitz 2.3, in dem die mit einem Gewinde ver sehene Spannstange 3 eingelegt ist. Beiderseitig jedes Schraubenkopfes 2.2 trägt die Spannstange 3 eine der Muttern 4 (Fig. 3), die mit einem gegen den Schraubenkopf 2.2 vorstehenden Kragen 4.1 in eine zugeordnete zylindri sche Ausnehmung 2.4 des Schraubenkopfes 2.2 greift, die im Vergleich zur Breite des Schlitzes 2.3 radial erweitert ist. Im Ergebnis können die Schrau benköpfe 2.2 zwischen den ihnen jeweils zugeordneten beiden Muttern 4 eingespannt werden, wobei die Spann stange 3 je nach Verspannung komprimierende oder distrahierende Kräfte auf die Schraubenköpfe 2.2 und damit auf die Wirbelkörper 1 ausübt. Durch den da bei stattfindenden Eingriff der Muttern 4 in die Ausnehmungen 2.4 des Schraubenkopfes 2.2 wird die Spannstange 3 gegen ein postoperatives Herausspringen aus den Schraubenkopfschlitzen 2.3 gesichert. Die Muttern 4 besitzen einen an den Kragen 4.1 anschließen den Abschnitt zum Ansetzen eines Mutternschlüssels, im Ausführungsbeispiel den üblichen Sechskant 4.26 (Fig. 3).

Zusätzlich zur Spannstange 3 ist ein Spannstab 5 vorgesehen, der in Richtung der Schraubenachsen 2.5 gegen die Spannstange 3 versetzt ist (Fig. 1 und 4). Zu seinem An schluß sind an den Knochenschrauben 2 in Richtung der Schraubenachse 2.5 neben dem Schraubenkopf 2.2 Gelenkteile 6 angeordnet, die aus zwei um eine zur Schraubenachse 2.5 senkrechte Gelenkachse 6.1 dreh bar miteinander verbundenen Gelenkstücken 6.2, 6.3 bestehen (Fig. 6). Das eine Gelenkstück 6.3 ist drehbar um die Schraubenachse 2.5 an der Knochenschraube 2 gela gert. Das andere Gelenkstück 6.2 ist mit einer Auf nahme 6.4 zum Einlegen des Spannstabes 5 versehen, der in seiner Längsrichtung beiderseitig gegen das Ge lenkstück 6.2 verspannbar ist, wobei je nach Ver spannungszustand wiederum komprimierende oder distrahierende Kräfte vom Spannstab 5 auf das Ge lenkstück 6.2 übertragen werden können. Der Spann stab 5 kann, wie in den Fig. 1 und 4, an die Knochen schrauben 2 desselben Implantats, oder, wie in Fig. 5 bei beiderseitig der Wirbelachse angeordneten Implan taten, an eine der Knochenschrauben 2 des jeweils anderen Implantats angeschlossen sein, wobei in der Fig. 5, der Fall dargestellt ist, daß zwei Spann stäbe 5 einander kreuzend jeweils zwei Knochenschrau ben 2 der sich zur Wirbelachse gegenüberliegenden Im plantate verbinden. Die Gelenkteile 6 liegen an der Knochenschraube 2 auf der Seite des Gewindeschaftes 2.1 unter dem Schraubenkopf 2.2, wobei das an der Knochenschraube 2 gelagerte Gelenkstück 6.3 vom Schraubenkopf 2.2 quer zur Schraubenachse 2.5 über griffen ist, so daß es bei in den Wirbelkörper ein geschraubter Knochenschraube 2 zwischen dem Wirbel körper einerseits und dem Schraubenkopf 2.2 anderer seits axial fixiert ist. Das jeweils an der Knochen schraube 2 gelagerte Gelenkstück 6.3 besitzt eine die Knochenschraube 2 aufnehmende Bohrung 6.5 und eine dazu senkrecht verlaufende zweite Bohrung 6.6 (Fig. 6), in der als Gelenkschale das mit der Aufnahme 6.4 für den Spannstab 5 versehene Gelenkstück 6.2 mit einem Gelenkzapfen 6.7 gelagert ist (Fig. 7), wobei im Ausführungs beispiel die Anordnung so getroffen ist, daß sich die Achsen beider Bohrungen 6.5, 6.6 bei 7 kreuzen (Fig. 6), die Spannstange 3 und der Spannstab 5 also in zwei zu einander senkrechten Ebenen gegeneinander verdreh- bzw. verschwenkbar sind. Der Durchmesser der die Gelenkschale bildenden Bohrung 6.6 ist größer als der Durchmesser der die Knochenschraube 2 aufnehmen den Bohrung 6.5. Im Gelenkzapfen 6.7 ist quer zur Zapfenachse 6.1 eine die Bohrung 6.5 für die Knochen schraube 2 freigebende transversale Aussparung 6.8 vorgesehen. Die lichte Weite dieser Aussparung 6.8 ist in Richtung quer zu beiden Bohrungsachsen, also in Fig. 9 in horizontaler Richtung zumindest in den peripheren Querschnittsbereichen über den Durch messer der die Knochenschraube 2 aufnehmenden Boh rung 6.5 verbreitert, in Richtung der Zapfenachse 6.1 aber nur gleich diesem Durchmesser. Das hat zur Folge, daß bei in der Bohrung 6.5 befindlicher Knochenschraube 2 der Gelenkzapfen 6.7 zwar gegen axiale Verschiebungen gesichert ist, aber entsprechend der Verbreiterung der Aussparung 6.8 begrenzt, d. h. in Fig. 9 über einen durch den Doppelpfeil 8 ange deuteten Winkelbereich von etwa 40°, verdrehbar bleibt. Die Aufnahme 6.4 für den Spannstab 5 ist als offener Schlitz im Gelenkstück 6.2 ausgebildet, der quer zur Zapfenachse 6.1 und zur Achse 6.9 der Aussparung 6.8 verläuft. Die Schlitzbreite entspricht dem Durchmesser des Spannstabs 5. Der Spannstab 5 trägt zu seiner Verspannung ebenfalls ein Gewinde und beiderseitig des Gelenkstücks 6.2 je eine Mutter 4 in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform. Jede Mutter 4 greift mit einem gegen das Gelenkstück 6.2 vorstehenden Kragen 4.1 in eine zugeordnete Ausnehmung 6.10 des Gelenkstücks 6.2, die im Ver gleich zur Schlitzbreite radial erweitert ist, so daß der Spannstab 5 durch den Eingriff der Muttern 4 in die Ausnehmungen 6.10 des Gelenkstücks 6.2 gegen postoperatives Herausspringen aus der Aufnahme 6.4 gesichert ist, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem Anschluß der Spannstange 3 in den Schlitzen 2.3 der Schraubenköpfe 2.2 der Knochenschrauben 2 beschrieben worden ist.

Werden in Fig. 1 die Gelenkstücke 6.2 am Spannstab 5 so verspannt, daß sich der Abstand der Gelenkstücke 6.2 voneinander vergrößert oder verkleinert, so er gibt sich eine Verstellung der Achsrichtungen der Knochenschrauben 2 in Richtung der in Fig. 4 einge tragenen Doppelpfeile 9, wobei in Fig. 4 der Fall einer Abstandsverkleinerung der Gelenkstücke 6.2 dar gestellt ist. Die Achsverstellung der Knochenschrauben 2 kann unschwer entweder unmittelbar in den die Spann stange 3 aufnehmenden Schlitzen 2.3 der Schrauben köpfe 2.2 oder durch eine geringfügige Biegeverfor mung der Spannstange 3 selbst aufgenommen werden. Je nach Verspannungszustand der Gelenkstücke 6.2 am Spann stab 5 können Spannstange 3 bzw. Spannstab 5 auf Zug oder Druck beansprucht werden.

Claims

1. Implantat zur Wirbelsäulenkorrektur und/oder -sta bilisierung, mit zumindest zwei Knochenschrauben (2) zum Einschrauben in die Wirbelkörperspongiosa und mit einer im wesentlichen quer zu den Schraubenachsen (2.5) der Knochenschrauben (2) verlaufenden Spannstange (3), die in an den Knochenschrauben (2) ausgebildete Aufnahmen (2.3) einlegbar und zur Wirbelkontraktion oder -distraktion in Richtung der Spannstange (3) jeweils beiderseitig gegen die Knochenschrauben (2) verspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Spannstange (3) ein zumindest in Richtung der Schraubenachsen (2.5) gegen die Spannstange (3) versetzter Spannstab (5) vorgesehen ist, zu dessen Anschluß an mindestens einer der Knochenschrauben (2) in Richtung der Schraubenachse (2.5) neben der Aufnahme (2.3) für die Spannstange (3) ein Gelenkteil (6) angeordnet ist, das aus zwei um eine zur Schraubenachse (2.5) senkrechte Gelenkachse (6.1) drehbar miteinander verbundenen Gelenkstücken (6.2, 6.3) besteht, von welchen das eine drehbar um die Schraubenachse (2.5) an der Knochenschraube (2) gelagert ist und das andere eine Aufnahme (6.4) zum Einlegen des Spannstabs (5) aufweist, der in seiner Längsrichtung beiderseitig gegen das Gelenkstück (6.2) verspannbar ist.

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß bei im Schraubenkopf (2.2) der Knochen schrauben (2) angeordneter Aufnahme (2.3) für die Spannstange (3) das Gelenkteil (6) an der Knochenschraube (2) auf der Gewindeseite unter dem Schraubenkopf (2.2) liegt und das an der Knochenschraube (2) gelagerte Gelenkstück (6.3) vom Schraubenkopf (2.2) quer zur Schrauben achse (2.5) übergriffen ist.

3. Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das an der Knochenschraube (2) gelagerte Gelenkstück (6.3) eine die Knochen schraube (2) aufnehmende Bohrung (6.5) und eine dazu senkrecht verlaufende zweite Bohrung (6.6) aufweist, in der als Gelenkschale das mit der Auf nahme (6.4) für den Spannstab (5) versehene Ge lenkstück (6.2) mit einem Gelenkzapfen (6.7) ge lagert ist.

4. Implantat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß sich die Achsen beider Bohrungen (6.5, 6.6) kreuzen, daß der Durchmesser der die Gelenk schale bildenden Bohrung (6.6) größer ist als der Durchmesser der die Knochenschraube (2) auf nehmenden Bohrung (6.5), und daß im Gelenkzapfen (6.7) quer zur Zapfenachse (6.1) eine die Bohrung (6.5) für die Knochenschraube (2) freigebende transversale Aussparung (6.8) vorgesehen ist, deren lichte Weite in Richtung quer zu beiden Bohrungsachsen über den Durchmesser der die Knochenschraube (2) aufnehmenden Bohrung (6.5) verbreitert, in Richtung der Zapfenachse (6.1) aber nur gleich diesem Durchmesser ist.

5. Implantat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Aufnahme (6.4) für den Spannstab (5) als offener Schlitz im Gelenkstück (6.2) ausgebildet ist, der quer zur Zapfenachse (6.1) und zur Achse (6.9) der Aussparung (6.8) ver läuft.

6. Implantat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Spannstab (5) zu seiner Verspannung ein Gewinde und beiderseitig des Gelenkstücks (6.2) eine Mutter (4) trägt, die mit einem gegen das Gelenkstück (6.2) vorstehenden Kragen (4.1) in eine zugeordnete Ausnehmung (6.10) des Gelenk stücks (6.2) greift, die im Vergleich zur Schlitz breite radial erweitert ist, so daß der Spannstab (5) durch den Eingriff der Muttern (4) in die Aus nehmungen (6.10) des Gelenkstücks (6.2) gegen postoperatives Herausspringen aus der Aufnahme (6.4) gesichert ist.