DE3927782A1 - Verbindungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Verbindung von einer einen Längsschaft aufweisenden Vorrichtung zur Abstützung der Wirbelsäule mit einer Knochenschraube, mit einem ersten Körperteil, das über eine zylindrische Längsschaftaufnahme verfügt, wobei der Längsschaft mit einer Schaftschraube in dem ersten Körperteil fixierbar ist.

Ein derartiges Verbindungselement ist aus dem Fir­ menkatalog "Universal instrumentation (CD) for spinal surgery" der Firma Sofamor aus F-62 604 Berck-Sur-Mer bekannt und wird bei der operativen Behandlung von Wirbelsäulendeformationen eingesetzt. Unter der Nummer 84 154 ist ein einstückiges Verbindungselement dargestellt, das eine offene seitliche Aufnahme zur Aufnahme eines Längsschaftes aufweist, der mit Hilfe einer Schraube mit einem Sechskantkopf fixiert wird. Entlang einer quer zu der Achse des Längsschaftes verlaufenden Achse ist eine durchgehende Bohrung in dem Verbindungselement vorgesehen, in die der Schaft einer Wirbelsäulenschraube einführbar ist. Die Wir­ belsäulenschraube verfügt über einen üblichen, in dem Knochen zu verankernden Schraubenbereich, einen verdickten Absatz sowie einen sich anschließenden zweiten Schraubenabschnitt mit einem Feingewinde. Die Knochenschraube wird in den Knochen eingedreht und an­ schließend wird das Verbindungselement mit seiner Bohrung über das Feingewinde auf der Verdickung aufgesetzt. Das Verbindungselement wird mit der Knochenschraube durch eine auf das Feingewinde aufschraubbare Mutter fixiert.

Diese Knochenschrauben bilden wichtige Verankerungs­ punkte der Abstützungsvorrichtung, da sie in tragende Teile der Wirbelsäule eingebracht werden. Das vor­ bekannte Verbindungselement weist dabei den Nachteil auf, daß der Längsschaft immer rechtwinklig zum Veran­ kerungskanal der Knochenschraube in der Wirbelsäule verläuft. Daher sind zumeist mehrere entgegengesetzte, S-förmige Verbiegungen des eingesetzten Längsschaftes erforderlich, die die Stabilität und das Abstütz­ verhalten der Abstützungsvorrichtung verschlechtern.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungs­ element der oben genannten Art zu schaffen, das eine leichte Instrumentierung der Abstützungsvorrichtung gestattet und eine hohe Stabilität aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsschaftaufnahme die Gestalt einer durch das erste Körperteil hindurchgehenden Bohrung auf­ weist, daß ein zweites Körperteil vorgesehen ist, das mit Hilfe einer im wesentlichen quer zur Längsschaft­ achse verlaufenden Halteschraube mit dem ersten Körperteil drehbar verbunden ist, und daß in dem zweiten Körperteil eine seitliche Aussparung zur Auf­ nahme der Knochenschraube vorgesehen ist, deren Achse im wesentlichen rechtwinklig auf der Achse der Halte­ schraube steht.

Solche Verbindungselemente werden vorzugsweise an den Enden von Vorrichtungen zur Stützung der Wirbelsäule eingesetzt, an denen Schanz′sche Schrauben in belast­ baren Teilen der Wirbelsäule eingedreht sind.

Vorzugsweise werden zwei auf der Schaftachse neben­ einander angeordnete Schaftschrauben vorgesehen, so daß Scherungen des Längsschaftes verhindert werden.

Die Achsen der Schaftschrauben und die Achse der Halteschraube bilden vorteilhafterweise miteinander einen Winkel zwischen 100 und 130 Grad, so daß das Verbindungselement besonders leicht zu instrumentieren ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Rückansicht einer mensch­ lichen Wirbelsäule mit an dieser fixierten Längsschäften,

Fig. 2 das Verbindungselement mit einem in ihm ein­ gesetzten Längsschaft und dem Schaft einer Schanz′schen Schraube,

Fig. 3 eine geschnittene Vorderansicht des Verbin­ dungselements mit dem ersten und dem zweiten Körperteil,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Verbindungselements,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das erste Körperteil des Verbindungselements und

Fig. 6 eine Unteransicht des zweiten Körperteils.

Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Rückansicht eine Wirbelsäule 5 eines Patienten mit an dieser seitlich fixierten Längsschäften 6 und 6′. Die Längsschäfte 6 und 6′ sind mit Hilfe von Pedikelhaken, Lamina-Haken oder Schrauben 8 mit der Wirbelsäule fest verbunden. Jeder der Längsschäfte 6 und 6′ versteift und fixiert die Wirbelsäule über mehrere Wirbel 7 hinweg. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Längs­ schäfte 6 und 6′über Querstege 8 miteinander verbunden sind, um eine größere Quersteifigkeit zu erhalten.

Insbesondere jedoch ist es notwendig, die Längs­ schäfte 6 bzw. 6′ mit Hilfe von Verbindungselemen­ ten 11 bzw. 11′ und Schanz′schen Schrauben 12 bzw. 12′ im stabilen Wirbelsäulenbereich zu verankern. In der Fig. 1 sind in einer Draufsicht auf die Schanz′schen Schrauben 12 und 12′ nur deren Schäfte 13 und 13′ erkennbar.

Die Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Seitenan­ sicht ein Verbindungselement 11, in dem ein Längs­ schaft 6 und der glatte Schaft 13 einer Schanz′schen Schraube 12 eingeführt sind.

Ein erstes Körperteil 14 des Verbindungselements 11 verfügt über eine längliche im wesentlichen zylinder­ ähnliche Form, wobei entlang der Hauptachse 17 des Zylinders eine Bohrung 15 durch das erste Körper­ teil 14 hindurchgeht. Die Bohrung 15 weist einen Durchmesser auf, der ausreichend ist, um einen Längsschaft 6 hindurchzuführen. An einer Seite des ersten Körperteils 14 weist der Zylinder eine dickere und abgeflachte Wand 16 auf, in die entlang der Hauptachse 17 des Längsschaftes 6 in einem räumlichen Abstand zwei Innensechskantmadenschrauben 18 und 18′, in entsprechende Gewindelöcher 19 und 19′ einge­ schraubt sind. Die kurzen Innensechskantmaden­ schrauben 18 und 18′ klemmen den 6 Millimeter starken Längsschaft 6 in der einen Durchmesser von 6,2 Millimeter aufweisenden Bohrung 15. Vorteilhafterweise ist die Bohrung 15 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Rändelung versehen, um das Verbin­ dungselement 11 gegen Verdrehung um den Längsschaft 6 zu schützen.

Das oben beschriebene erste Körperteil 14 hat z.B. die zur Klemmung des Längsschaftes 6 ausreichende und für den operativen Einsatz beim Patienten genügend kleine Länge von 15 Millimetern, während seine Breite sogar ungefähr nur 11 Millimeter beträgt.

Auf dem ersten Körperteil 14 ist auf einem Ansatz 21 ein zweites Körperteil 22 vorgesehen. Das zweite Körperteil 22 verfügt über eine Bohrung 23, die sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem Längsschaft 6 erstreckt. In der Bohrung 23 ist eine Halteschraube 24 in Gestalt einer Innensechskantsenkschraube ein­ geführt, die in ein in der Fig. 3 gezeichnetes Innengewinde 41 in dem Ansatz 21 des ersten Körper­ teils 14 eingreift. Die Schraubenachse 25, die im wesentlichen senkrecht auf der Hauptachse 17 des Schaftes 6 steht, bildet zugleich mit den Achsen der Schrauben 18 und 18′ einen Außenwinkel 39 zwischen 100 und 130 Grad. Damit ist gewährleistet, daß die Schrauben 18 und 18′ auch bei einem überstehenden glatten Schaft 13 einer Schanz′schen Schraube 12 leicht zu instrumentieren sind, da dann der in die Innensechskantmadenschrauben 18 bzw. 18′ eingreifende Außensechskant von diesem glatten Schaft 13 wegweist. In der Fig. 2 ist weiterhin zu erkennen, daß zwischen dem Ansatz 21 des ersten Körperteils 14 und dem zweiten Körperteil 22 eine Riffelung 27 bzw. 27′ vorgesehen ist, um das zweite Körperteil 22 in verschieden gegeneinander verdrehten Positionen bezüglich der Schraubenachse 25 zu fixieren.

Das zweite Körperteil 22 verfügt über eine im wesent­ lichen halbzylindrische Kehlung 30, in die der glatte Schaft 13 einlegbar ist. Gegenüber der halbzylin­ drischen Kehlung 30 ist auf dem ersten Körperteil 14 eine glatte Oberfläche 32 vorgesehen. Die glatte Ober­ fläche 32 befindet sich in einer Ebene, die normal auf der Schraubenachse 25 steht. Bei einer Drehung des zweiten Körperteils 22 um diese Schraubenachse 25 bilden die halbzylindrische Kehlung 30 und die glatte Oberfläche 32 ein Lager für den Schaft 13. Die Schaftachse 33 erstreckt sich dabei immer rechtwinklig zu der Schraubenachse 25.

Die Höhe des Zwischenraums zwischen dem höchsten Punkt der Kehlung 30 und der glatten Oberfläche 32 beträgt z.B. 4,5 Millimeter, so daß der glatte Schaft 13 einer Schanz′schen Schraube 12 mit einem üblichen Durchmesser von 5 Millimetern sicher geklemmt werden kann. Die Gesamthöhe des Verbindungselements 11 mit eingelegtem Schaft 13 der Schanz′schen Schraube 12 beträgt weniger als 20 Millimeter.

Die Fig. 3 zeigt das Verbindungselement 11 nach Fig. 2 in einer geschnittenen Vorderansicht. Deutlich ist das im wesentlichen zylindrische erste Körper­ teil 14 zu erkennen, in dem die Bohrung 15 zur Aufnahme des Schaftes 6 vorgesehen ist. In der abgeflachten und verdickten Seite 16 sind die Boh­ rungen 18, 19′ für die Halteschrauben 18, 18′ zur Befestigung des Schaftes 6 eingebracht. Die Ober­ fläche 40 des abgeflachten Teils bildet mit der Oberfläche der Bohrung 18 einen Winkel 38 von 18 Grad.

Dieser Winkel 38 entspricht einem Außenwinkel 38 zwischen der Achse der Schaftschrauben 19 und der Schraubenachse 25 von 108 Grad.

In dem ersten Körperteil 14 und dem zweiten Körper­ teil 22 sind entlang der Schraubenachse 25 konzen­ trische Bohrungen vorgesehen. In dem ersten Körper­ teil 14 ist dabei konzentrisch um die Schrauben­ achse 25 ein Innengewinde 41 geschnitten. In dieses Innengewinde 41 ist durch den unteren Teil 42 der Boh­ rung 23 die Halteschraube 24 einschraubbar, z.B. eine Senkschraube mit einem M5-Gewinde, deren Kopf sich auf dem Absatz 43 der Bohrung 23 absetzt. Vorteilhafter­ weise steht der Kopf der Halteschraube 25 nicht über die Oberfläche 44 des zweiten Körperteils 22 über. Die Schraubenachse 25 der Bohrung 23 ist um ungefähr 2 Millimeter gegenüber der normal zur Zeichenebene verlaufenden Hauptachse 17 seitlich versetzt.

Die Fig. 4 zeigt in einer Seitenansicht eine Ausge­ staltung des Verbindungselements 11 nach Fig. 1. In einer nicht mit der Zeichenebene übereinstimmenden schrägen Ebene sind die Befestigungsschrauben­ löcher 19, 19′ angeordnet. Parallel zur Zeichenebene verläuft die Hauptachse 17 des Schaftes 6. Auf dem ersten Körperteil 14 ist der Ansatz 21 mit einer Höhe von z.B. 3,6 Millimetern zu erkennen, der auf seiner dem Schraubenschaft 13 zugewandten Seite abgerundet ist.

Zwischen dem ersten und dem zweiten Körperteil 14 bzw. 22 besteht vor dem Spannen der Schraube 24 eine Fuge 50. Dadurch kann der Schraubenschaft 13 über die zwischen der Oberfläche 32 und einer abgerundeten Nase 52 des zweiten Körperteils 22 gelegene freie Öffnung 51 seitlich in die halbzylindrische Ausneh­ mung 30 eingeführt werden. Die dem Schaft 13 der Schanz′schen Schraube 12 zugewandte Nase 52 des zweiten Körperteils 22 ist zur Vermeidung von Verlet­ zungen von Weichteilen abgerundet, insbesondere da das zweite Körperteil 22 um die Schraubenachse 25 ver­ schwenkbar ist.

In der gezeichneten Ausgestaltung der Erfindung ist der Halteschraubenkopf der Halteschraube 24 nicht völlig im zweiten Körperteil 22 versenkbar, sondern ein Teil des Absatzes 43 bildet die äußere Oberfläche des zweiten Körperteils 22.

Die Fig. 5 zeigt in einer Draufsicht das erste Körperteil 14. Die Oberfläche 32 verläuft parallel zur Zeichenebene. Auf dem unteren Abschnitt des ersten Körperteils 14 ist der Ansatz 21 aufgesetzt, der in einer zur glatten Oberfläche 32 parallel verlaufenden oberen Eingriffsfläche 53 endet. Die obere Eingriffs­ fläche 53 verfügt über die Riffelung 27, die radial zur Schraubenachse 25 verläuft. Die Riffelung 27 bildet einen Zahnkranz mit einer Tiefe von 0,3 Millimetern. Der Ansatz 21 weist auf seiner der Oberfläche 32 zuweisenden Seite Rundungen 54 auf, die mit den Seitenkanten des Ansatzes 21 einen Winkel von ungefähr 45 Grad bilden und über einen um die Schrau­ benachse 25 konzentrischen Bogen miteinander verbunden sind, so daß der Schaft 13 der Schanz′schen Schrau­ be 12 über einen Bereich von 90 Grad um die Schrauben­ achse 25 verschwenkt werden kann.

Die Fig. 6 schließlich zeigt eine Unteransicht des zweiten Körperteils 22, der über eine, in der Zeichen­ ebene gelegene untere Eingriffsfläche 55 verfügt.

Diese, der Riffelung 27 im ersten Körperteil 14 gegenüberliegende untere Eingriffsfläche 55 umfaßt die Riffelung 27′. Die bezüglich der Schraubenachse 25 radiale Riffelung 27′ greift in die Riffelung 27 ein, so daß das zweite Körperteil 22 sicher auf dem ersten Körperteil 14 fixierbar ist. Deutlich ist das Rän­ del 56 der halbzylindrischen Ausnehmung 30 zu erken­ nen, in die der Schaft 13 der Schanz′schen Schraube 12 einlegbar ist.

Claims (6)

1. Verbindungselement zur Verbindung von einer einen Längsschaft (6) aufweisenden Vorrichtung zur Ab­ stützung der Wirbelsäule mit einer Knochenschraube (12, 13), mit einem ersten Körperteil (14), das über eine zylindrische Längsschaftaufnahme (15) verfügt, wobei der Längsschaft (6) mit einer Schaftschraube (19, 19′) in dem ersten Körperteil (14) fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschaftaufnahme (15) die Gestalt einer durch das erste Körperteil (14) hindurchgehenden Bohrung (15) aufweist, daß ein zweites Körperteil (22) vor­ gesehen ist, das mit Hilfe einer im wesentlichen quer zur Längsschaftachse (17) verlaufenden Halteschraube (24) mit dem ersten Körperteil (14) drehbar verbunden ist, und daß in dem zweiten Körperteil (22) eine seitliche Aussparung (51) zur Aufnahme der Knochen­ schraube (12, 13) vorgesehen ist, deren Achse (33) im wesentlichen rechtwinklig auf der Achse (25) der Halteschraube (24) steht.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf der Schaftachse (15) nebeneinander angeordnete Schaftschrauben (19 und 19′) vorgesehen sind.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Schaft­ schrauben (19, 19′) und die Achse (25) der Halte­ schraube (24) im Querschnitt durch den Längsschaft (6) in einer Ebene liegen und miteinander einen Winkel (39) zwischen 100 und 130 Grad bilden.

4. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Körper­ teil (14) auf seiner der Aussparung (30) des zweiten Körperteils (22) gegenüberliegenden Seite über eine glatte Fläche (32) verfügt, deren Normale zu der Hal­ teschraube (24) parallel verläuft.

5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den sich gegen­ überliegenden Oberflächen (53 und 55) des ersten Körperteils (14) und des zweiten Körperteils (22) jeweils eine radiale Riffelung (27 bzw. 27′) im Bereich der Bohrungen (23, 41) für die Halteschrau­ be (24) vorgesehen ist.

6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Körperteil (14) das Gewinde (41) für die Halteschraube (24) vorgesehen ist.