DE4109466A1

DE4109466A1 - Fixiervorrichtung fuer die spinalchirurgie

Info

Publication number: DE4109466A1
Application number: DE4109466A
Authority: DE
Inventors: Sven Olerud
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1992-09-24
Also published as: JPH03188845A; SE8903403D0; US5057109A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fixiervorrichtung für die Spinalchirurgie.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine mindestens zwei Einheiten umfassende Vorrichtung, wobei die Einheiten mittels sogenannter Knochenschrauben an spinalen Wirbeln angebracht werden und über Mittel miteinander verbunden sind, deren Längen veränderbar sind, beispielsweise mittels Schraubspindeln, und wobei eine der Einheiten dazu vorgesehen ist, an dem Kreuzbein verankert zu werden.

Vor allem bei älteren Menschen ist das Knochenmaterial im Bereich des Kreuzbeins oft porös und weist häufig Knochenschwund auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere Befestigung der Vorrichtung an dem Kreuzbein zu erreichen. Es soll das Problem der Winkelstellung des Rückgrats im Bereich des Kreuzbeins überwunden werden, und es soll möglich sein, nach dem Eindrehen der Knochenschrauben eine Einstellung zu sichern. Dem Chirurgen soll es möglich sein, von einer Seite aus alle Einstellungen und Verriegelungen durchzuführen und vorzugsweise mit einem einzigen Werkzeug auszukommen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß der Chirurg von einer Seite aus alle Einstellungen und Verriegelungen durchführen kann und vorzugsweise mit einem einzigen Werkzeug auskommt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht der neuen Fixiervorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Fixiervorrichtung,

Fig. 3 eine Teilseitenansicht der Fixiervorrichtung,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch einen Teil eines Blocks mit Knochenschraube und der in Fig. 1 dargestellten Fixiervorrichtung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Mittel aus Fig. 4,

Fig. 6 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt einer Scharnierverbindung der Fixiervorrichtung,

Fig. 7 einen Schnitt entlang einer Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Bolzens als Teil einer Scharnierverbindung nach den Fig. 6 und 7, und

Fig. 9 in vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels einer Knochenschraube gemäß der Erfindung.

Bei Verwendung von zwei nachstehend beschriebenen Fixiervorrichtungen besteht die Möglichkeit, die angestrebte Verlagerung der Wirbel zu erzielen und die Fixiervorrichtung in einer Position zu verriegeln, in der die Wirbel in den angestrebten Lagen zueinander fixiert sind.

Aus der nachfolgenden Beschreibung geht hervor, daß bestimmte Merkmale des Konzepts auch zu anderen Zwecken eingesetzt werden können.

Die dargestellte Fixiervorrichtung umfaßt eine Einheit 1 zur Anbringung am Kreuzbein. Die vorgenannte Einheit besteht aus einem ersten Klotz 2 mit einem Ansatz 3, der hinsichtlich der Längserstreckung des Klotzes schräg von diesem wegweist. Im Klotz 2 sind zwei hindurchgehende Bohrungen 4, 5 mit jeweils verschiedener Neigung zueinander vorgesehen. Die Bohrungen liegen also in verschiedenen Ebenen, so daß die Mittellinien der Bohrungen divergieren. In den Bohrungen 4, 5 sitzen Knochenschrauben 6, 7. Die Positionen und die Winkel der Bohrungen 4, 5 sind ferner so gewählt, daß Knochenschrauben keine Nervenbahnen gefährden. Mit dem Klotz 1 ist ein zweiter Klotz 8 verschwenkbar verbunden. Dies wird durch einen Bolzen 10 mit einem Kopf 9 erreicht. Der Ansatz 3 bildet einen Teil der Scharnierverbindung, die nachstehend im einzelnen beschrieben werden wird.

Um eine feste Verankerung des Klotzes 2 an dem Kreuzbein zu erzielen, ist nicht nur die schräge Position der Knochenschrauben notwendig, sondern sie müssen auch verdrehfest sein und fest sitzen, und es wird angestrebt, daß ihre Anbringung in der gleichen Richtung erfolgen kann, wie andere Manipulationen der Vorrichtung.

Hierzu sind die Knochenschrauben so konstruiert, wie dies aus Fig. 4 der Zeichnungen hervorgeht. Die Knochenschraube 6 weist einen Kopf 11 auf, von dem aus axial eine Bohrung wegweist, die in der Fig. 4 in ihrem oberen Bereich mit einem Innengewinde 12 versehen ist. Daran schließt sich eine Verjüngung 13 an, die in eine Art Schlüsselgriff übergeht, beim Ausführungsbeispiel einen Innensechskant 14. Mit Hilfe einer Anzahl axialer Schlitze 15 am oberen Ende der Knochenschraube ist deren oberer Teil in eine Anzahl biegsamer Segmente aufgeteilt, die zusammen ein Futter bilden.

Es ist möglich, die betreffenden Knochenschrauben mittels eines Innensechskant-Schlüssels in das Kreuzbein einzudrehen, und daß die Knochenschrauben dann in dem Klotz 2 verbleiben. Um sie in ihrer eingedrehten Position zu verriegeln wird ein Verriegelungselement 16 (Fig. 5) verwendet. Dieses Verriegelungselement hat ein Außengewinde 17 für den Eingriff in dem Innengewinde 12 der Knochenschraube, eine Verjüngung 18 zum Eingriff mit der Verjüngung 13 der Knochenschraube und einen Schaft 19, zur vorzugsweisen Führung in dem Innensechskant 14 oder einer glatten Bohrung darüber. Das Verriegelungselement 16 hat an seinem - bezogen auf Fig. 5 - oberen Ende einen Innensechskant 20 in vorzugsweise der selben Größe wie der Innensechskant 14.

Die Verjüngung 18 ist so dimensioniert, daß sie durch Zusammenwirken mit der inneren Verjüngung 13 der Knochenschraube deren biegsame Segmente nach außen drückt und dadurch die betreffende Knochenschraube im Klotz 2 sehr wirksam fixiert. Das oben erwähnte Scharnier zwischen den Klötzen 1 und 8 sollte so gestaltet sein, daß eine Verbindung zwischen dem Kreuzbein und den winkelförmig entfernten Wirbeln des Rückgrates möglich ist, und daß die Einstellung rasch und auf einfache Weise feststellbar ist. Die wird durch eine Konstruktion gewährleistet, wie sie in den Fig. 6 bis 8 zu sehen ist. Das Scharnier oder Gelenk bildet mit dem Klotz 2 einen Winkel und erlaubt dem Klotz 2 und dem Ansatz 3 eine Verschwenkung, wobei eine Axialbewegung eingeschränkt ist, um den Klotz 2 und den Ansatz 3 einerseits und den Klotz 8 andererseits gegeneinanderzudrücken. Dies wird dadurch erreicht, daß der Bolzen 10 eine Querbohrung 21 aufweist, die in Axialrichtung des Bolzens zu einem Langloch ausgeweitet ist (Fig. 7, 8), dessen Außenkanten 22 zu einem weiter unten zu beschreibenden Zweck stark abgeschrägt sind. Der in Fig. 6 links angeordnete Kantenbereich der Querbohrung 21 ist vorzugsweise mit einer Verjüngung 23 versehen. Durch den Klotz 8 und senkrecht zu der Bohrung für den Bolzen 10 ist eine Bohrung (Fig. 7) vorgesehen, die mit der Lagerbohrung für den Bolzen in Verbindung steht, und das erste Teil seines Ansatzes ist mit einem Gewinde versehen und weist jenseits der Lagerbohrung einen Konus 25.

Ein Verriegelungselement 26 hat einen außen mit einem Gewinde versehenen Ansatz 27, der sich in eine Verjüngung 28 fortsetzt, die ihrerseits zu einem vorzugsweise zylindrischen Teil überleitet, der in einer Verjüngung 29 endet. Das Verriegelungselement hat in seinem in Fig. 7 oben dargestellten Bereich einen Innensechskant 30, der vorzugsweise die gleiche Abmessung hat, wie alle anderen, beschriebenen Innensechskant-Handhaben. Die Bohrung 24, 25 ist in bezug auf die Querbohrung 21 für den Bolzen 10 so positioniert, daß die Verjüngung 28 des Verriegelungselements mit der Verjüngung 23 der Querbohrung 21 dann in Kontakt kommt, wenn das Verriegelungselement in die Fixiervorrichtung eingeschraubt wird, weil dessen Verjüngung mit der Verjüngung 28 übereinstimmt. Das weitere Eindrehen wird dann durch das Zusammenwirken der Verjüngung 23 mit der Verjüngung 28 eine Bewegung des Bolzens 10 in Fig. 6 nach links bewirken. Weil der Bolzen 10 einen Kopf 9 aufweist, der an der Außenseite des Ansatzes 3 anliegt, wird die erwähnte Bewegung den Ansatz 3 gegen den Klotz 8 bewegen, und in der Endlage sind die erwähnten Teile mechanisch miteinander verbunden. In der erwähnten vollständig eingeschraubten Position der Verriegelungselement befindet sich die Verjüngung 29 in Eingriff mit dem Konus 25 des Klotzes 8. Um zu vermeiden, daß sich der Bolzen radial ausdehnt, wenn das Verriegelungselement eingeschraubt wird, sind die Außenkanten 22 der Querbohrung 21 (Fig. 7) so sehr abgeschrägt, daß stets ein ausreichendes Spiel zwischen der Verjüngung 28 und den Außenkanten gegeben ist.

Zur weiteren Sicherung der Einstellung sind die sich miteinander in Eingriff befindlichen Flächen des Klotzes 8 und des Ansatzes 3 vorzugsweise mit radial ausgerichteten Rippen und/oder Nuten (Fig. 3) versehen, die durch ihren Eingriff jedes Herausdrehen der eingestellten und verriegelten Position verhindern.

Dieses Verriegeln wird auch aus der gleichen Richtung wie die anderen Einstellungen und Verriegelungen ausgeführt.

Die im folgenden beschriebene Einheit ist dazu da, am Kreuzbein des Patienten befestigt zu werden, die Vorrichtung umfaßt aber auch eine Einheit, die an einem Wirbel angebracht und mit der zuerst genannten Einheit mit Hilfe einer Schraubspindel oder ähnlichem derart verbunden ist, daß die Einheiten durch Verdrehung der Schraubspindel zueinander bewegt werden.

Zu diesem Zweck ist der Klotz 8 der dargestellten Vorrichtung mit einer Axialbohrung 31 (Fig. 2) versehen, die sich vom oberen Ende wegerstreckt, und in dieser Axialbohrung sitzt ein Zylinderteil 32 einer Schraubspindel 35. Das Zylinderteil 32 hat eine Ringnute 33, in die eine in den Klotz 8 eingedrehte Sicherungsschraube 34 mit einem vorzugsweise konisch zulaufenden Ende eingreift. Die Komponenten sind so dimensioniert, daß die teilweise eingedrehte Sicherungsschraube die Schraubspindel 35 gegen Axialbewegung sichert, aber eine Drehung erlaubt, während die Schraubspindel auch gegen Verdrehung gesichert ist, wenn die Sicherungsschraube fest eingedreht ist.

Die Schraubspindel 35 sitzt in einem Gewinde in einer zweiten Einheit 36, und ist dazu vorgesehen, wie erwähnt, mittels einer Knochenschraube über eine weitere Einheit an einem Wirbel angebracht zu werden. Weil die Einheit 36 schon aus der EP-PS 02 33 930 bekannt ist, wird sie hier nicht noch einmal im Detail beschrieben.

Wie oben schon erwähnt, ist der Knochen des Kreuzbeins häufig derart porös, daß es schwierig ist, eine ausreichend zuverlässige Verankerung der Fixiervorrichtung zu erzielen.

Erfindungsgemäß ist es aber möglich, selbst in solchen Fällen eine befriedigende Fixierung durch Knochenschrauben zu erzielen, wie in Fig. 9 dargestellt ist.

Die Knochenschraube, die zunächst so aufgebaut ist, wie anhand der Fig. 4 erläutert, ist mit einer Axialbohrung 37 versehen, die bis nahe an das - in Fig. 9 untere - Ende der Knochenschraube heranreicht und mit einer oder mehreren, durch die Wandung der Knochenschraube hindurchgehenden seitlichen Öffnungen 38 in Verbindung steht. Nach dem teilweisen oder vollständigen Einschrauben der Knochenschraube kann man ein Kunstharz oder ähnliches mittels einer Injektionsvorrichtung in sie injizieren. Nach dem Aushärten oder Verbinden mit dem Knochenmaterial ist eine Struktur gebildet, die Knochenschrauben zuverlässig zu halten.

Durch Anwendung derartiger Knochenschrauben ist es dementsprechend möglich, die Haltekräfte des betreffenden Knochenmaterials während der Operation zu erhöhen, was die Erzielung ausreichenden Halts sogar unter ungünstigen Bedingungen bedeutet.

Es sei erwähnt, daß bestimmte der beschriebenen Lösungen, Einheiten und Komponenten auch in anderen Bereichen verwendet werden können, als dies hier beschrieben wurde. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, den Klotz 2 und die Einheit 36 mit Haltemitteln zu versehen, wie beispielsweise Gewindebohrungen an der oberen Fläche zur Ermöglichung des Einsatzes von Griffen an dem Klotz, die über Spindeln angebracht sind.

Claims

1. Fixiervorrichtung für die Spinalchirurgie mit mindestens zwei Einheiten (1, 36), die mittels Knochenschrauben (6, 7) an Wirbeln anbringbar sind, und die mittels eines Elements miteinander in Verbindung stehen, insbesondere einer Schraubspindel (35), die in ihrer Länge einstellbar ist, und wobei die eine Einheit (1) an dem Kreuzbein anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (1) einen ersten Klotz (2) mit einem Ansatz (3) umfaßt, der schräg von ihr wegweist, und einen zweiten Klotz (8), der verschwenkbar mit dem Ansatz verbunden ist, daß der erste Klotz (2) mindestens zwei hindurchgehende Bohrungen (4, 5) aufweist, deren Längsachsen einander divergieren und jeweils eine Knochenschraube (6, 7) aufnimmt, daß die Knochenschrauben Verriegelungselemente (16) haben, mit denen die Knochenschrauben in dem ersten Klotz fixiert werden, und daß der zweite Klotz (8) eine drehbare Schraubspindel (35) umfaßt, der ihn mit der anderen Einheit (36) verbindet.

2. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (4, 5) und die Knochenschrauben (6, 7) in zwei verschiedenen Ebenen liegen und gegenseitig divergieren, und daß die Anordnung und Ausrichtung der Bohrungen und die Winkel so gewählt sind, daß die Knochenschrauben keine Nervenbahnen und ähnliches gefährden können.

3. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenschrauben (5, 6) in ihrem oberen, gewindefreien Bereich jeweils einen Kopf (11) aufweisen, daß ausgehend von dem Kopf eine Axialbohrung (37) vorgesehen ist, deren oberer Bereich in Nähe des Kopfes mit einem Innengewinde (12) versehen ist, daß sich daran eine Verjüngung (13) anschließt und danach eine Schlüsselöffnung in Form eines Vierkantes oder eines Innensechskants (14), und daß jeweils im oberen Bereich der Knochenschrauben eine Anzahl axial ausgerichteter Schlitze (15) vorgesehen ist, wobei sich die Schlitze vom oberen Bereich im Kopf der Knochenschraube wegerstrecken und eine Anzahl biegsamer Segmente bildet, daß ein weiteres Verriegelungselement (16) mit einer Schlüsselöffnung in Form eines Vierkantes oder eines Innensechskants (20) sowie mit einem Außengewinde (17), das auf das Innengewinde der Knochenschraube abgestimmt ist sowie mit einer Verjüngung (18) versehen ist, die nach dem Eindrehen des Verriegelungselements in die Knochenschraube durch Zusammenwirkung mit der Verjüngung (13) der biegsamen Segmente dazu in der Lage ist, den oberen Bereich der Knochenschraube (6, 7) zu weiten, so daß sie zuverlässig in dem Klotz (2) gesichert ist.

4. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Klotz (2), dessen Ansatz (3) einerseits und der andere Klotz (8) andererseits der einen Einheit (1) mittels eines mit einem Kopf (9) versehenen Bolzens (10) frei verschwenkbar miteinander verbunden sind, daß der Bolzen eine Querbohrung (21) aufweist, die in axialer Richtung des Bolzens zu einem Langloch geweitet ist, daß die im wesentlichen axial verlaufenden Außenkanten (22) abgeschrägt sind und das freie Ende des Bolzens an seinem dem Kopf (9) abgekehrten Ende mit einer Verjüngung versehen ist, deren Formgebung vorzugsweise auf die Formgebung einer Verjüngung (28) des Verriegelungselements (26) abgestimmt ist, das mit einem Ansatz (27), der mit einem Gewinde versehen ist, im zweiten Klotz (8) der Einheit sitzt und dort vorzugsweise mittels einer Verjüngung (29) geführt ist, daß die Verjüngung (23) in der Bohrung bezüglich des Kopfes (9) in derartiger Entfernung angeordnet ist, daß die Verjüngung (28) des Verriegelungselements (26) wenn dieses teilweise eingedreht ist, mit der gleichen Verjüngung in Kontakt kommt, und wenn es weiter eingedreht wird, eine relative Verlagerung in Axialrichtung zwischen dem Bolzen und einem Teils der Einheit bewirkt, wodurch dementsprechend der eine Klotz (2) und der Ansatz (3) einerseits sowie der andere Klotz (8) andererseits gegeneinandergedrückt werden, und daß ferner die abgeschrägte Außenkante (22) so dimensioniert ist, daß unabhängig von dem Grad des Einschraubens stets ein ausreichendes Spiel zwischen der Verjüngung (28) des Verriegelungselements und den Außenkanten (22) der Bohrung verbleibt.

5. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Flächen des einen Klotzes (2) und des Ansatzes (3) einerseits und des anderen Klotzes (8) andererseits der Einheit (1) radial ausgerichtete Nuten bzw. Rippen (39) aufweisen, die sich in Eingriff befinden und dadurch eine Festlegung der Teile in der gewünschten Winkellage zueinander bewirken.

6. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenschraube (6, 7) eine Axialbohrung (37) aufweist, die sich vom oberen Ende im Bereich ihres Kopfs bis in die Nähe ihres anderen Endes erstreckt und mit mindestens einer, radial in der Knochenschraube ausgerichteten Öffnung (38) zum Einspritzen von Verstärkungsmaterial in einen weichen Knochenbereich, in den die Knochenschraube eingereht ist, in Verbindung steht.

7. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Klotz (8) der Einheit (1) mit einer Axialbohrung (31) versehen ist, in der ein Zylinderteil (32) einer Schraubspindel (35) drehbar gelagert ist, das Zylinderteil (32) eine Ringnute (33) aufweist, und daß in den Klotz (8) eine Sicherungsschraube (34) so weit eingedreht ist, daß es der Schraubspindel (35) mit ihrer Ringnute möglich ist, zu drehen, sie aber gehalten wird, und daß die Sicherungsschraube (34) aus der gleichen Richtung bedienbar ist, wie die Mittel einerseits zum Eindrehen der Knochenschrauben (6, 7) und andererseits des Bolzens, der einerseits den einen Klotz (2) mit dem Ansatz (3) und andererseits den anderen Klotz (8) verschwenkbar miteinander verbindet.

8. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Flächen der Einheiten (1, 36) zur Verbindung mit abnehmbaren Handhaben ausgebildet sind, insbesondere zur Längenänderung mittels Schraubspindeln.