DE60121610T2

DE60121610T2 - Kabel-anker-system zur spinalen fixierung

Info

Publication number: DE60121610T2
Application number: DE60121610T
Authority: DE
Inventors: Kevin Jon Redding Lawson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-08-17
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2021-08-18
Also published as: WO2002024086A1; US6277120B1; EP1322241B1; DE60121610D1; EP1322241A4; EP1322241A1; ATE333242T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf chirurgische Vorrichtungen, um einen Wirbel zu stabilisieren, und genauer gesagt auf Platten und Stäbe, die durch Kabel verankert sind, um Wirbel der menschlichen Wirbelsäule zu immobilisieren.
Beschreibung des Standes der Technik
Die degenerative Scheibenerkrankung ist jährlich für mehr als 100.000 Wirbelsäulenfusionsprozeduren des unteren Rückens in den Vereinigten Staaten, gemäß Columbia, Colorado Hospitals, verantwortlich. Die Zwischenwirbelscheibe ist ein Polster aus Material vom Knorpeltyp, das zwischen Wirbelsäulenknochen liegt. Jede Scheibe dient als ein Verbinder, Abstandshalter und Stoßdämpfer für die Wirbelsäule. Eine weiche geleeartige Mitte wird durch äußere Schichten aus fibrösem Gewebe eingedämmt. Gesunde Scheiben helfen, ein normales Drehen und Biegen zu ermöglichen. Trauma oder Verletzung an der Wirbelsäule kann bewirken, dass Scheiben reißen, hervorstehen, einen Bruch bilden oder sogar zerbrechen. Dies kann ziemlich schmerzhaft sein, weil die weiche Mitte der Scheibe leckt, wobei Druck auf die benachbarten Nervenwurzeln und das Rückenmark platziert wird.
Eine beschädigte Scheibe kann Nervendysfunktion und schwächenden Schmerz im Rücken, den Beinen und Armen verursachen. Typische Behandlungen, die für Linderung sorgen und es Patienten ermöglichen, erneut tätig zu sein, umfassen Rückenstreben, medizinische Behandlung, Physiotherapie und Chirurgie, um die Scheibe zu entfernen. Eine herkömmliche chirurgische Lösung entfernt die schlechte Scheibe und fördert neues Knochenwachstum in dem Raum, um die benachbarten Wirbel zusammen zu verschmelzen.
Bei einer herkömmliche Vorgehensweise werden ein oder mehrere Metallstäbe implantiert, um einen beschädigten Abschnitt der Wirbelsäule zu überbrücken. Derartige Stäbe verriegeln die überbrückten Wirbelsäulenwirbel, so dass sie sich an ihren Zwi schenwirbelscheiben nicht verdrehen oder biegen können. In einigen Fällen können derartige Scheiben entfernt worden sein, und die Aufgabe der Wirbelsäulenfixation besteht darin, Knochenwachstum zu fördern, die die Wirbel zusammen verschmelzt. Ein derartiges System wird von Erik Wagner, u.a., in dem US-Patent 5 989 250 beschrieben, das am 23. November 1999 erteilt wurde. Knochenhaken und Knochenschrauben, die an einzelnen Wirbeln gesichert sind, dienen als Anker für einen überbrückenden Wirbelsäulenstab. Die Stäbe werden zurechtgemacht, um entlang der Lamina in den beiden parallelen Kanälen zu folgen, die durch die posterioren Dornfortsätze jedes Wirbels gebildet werden. Ein ähnliches System wird von Robert Howland in dem US-Patent Nr. 5 030 220 beschrieben, das am 9. Juli 1991 erteilt wurde.
DePuy AcroMed, eine Tochter von Johnson & Johnson, vermarktet mehrere Wirbelsäulen-Fixationssysteme und -vorrichtungen. Beispielsweise ist das ISOLA Spinal System ein stabbasiertes, Hals- und Lenden-Mehrebenen-Fixationssystem. Das Anterior Spine Stabilization System von Dr. Kiyoshi Kaneda ist ein weiteres, das universell für die Wirbelsäulenfixation von Tumoren und Trauma verwendet wird. Das ACROMED Cable System von Matthew Songer, MD, verwendet mehradrige Kabel für Hals-, Brust- und Lenden-Fixation. Das ACROPLATE Anterior Cervical System verwendet eine Titaniumplatte an dem zervikalen Anterior und wird mit bikortialen Schrauben gesichert.
Edward Benzel u.a. beschreiben eine Wirbelsäulenhalterung in dem US-Patent 5 800 433, das am 1. September 1998 erteilt wurde. Ein Paar von parallelen fenestrierten Trägerstäben sind an jedem Wirbel mit einer Mittelplatte gesichert. Eine Anzahl von Löchern in jeder Platte ermöglichen, dass Knochenschrauben verwendet werden können, um die Platte an den jeweiligen Wirbeln zu sichern. Derartige Platten spannen sich nicht zwischen Wirbeln, die Stäbe tun dies. Stellschrauben in den Platten ermöglichen, dass die Platten an jedem Stab verriegelt und somit Verdrehungen und/oder Verschiebungen widerstehen werden.
Erik Wagner u.a. beschreiben ebenfalls in dem US-Patent 6 030 389, das am 29. Februar 2000 erteilt wurde, eine Knochenplattenvorrichtung zur Stabilisierung der menschlichen Wirbelsäule. Derartige Platten werden mit Knochenschrauben verankert, die zueinander gewinkelt sind, so dass sie sich tief in das stärkste Knochenmaterial einbetten werden.
Eine direkte Stab-Knochen-Befestigungsschraube wird von Robert Songer u.a. in dem US-Patent 5662653 beschrieben, das am 2. September 1997 erteilt wurde. Eine Kno chenschraube, die einer Augenschraube ähnlich ist, wird in die Wirbel geschraubt, und ein fenestrierter Trägerstab wird durch die Augenschlaufen geführt. Klemmen in den Augenschlaufen öffnen sich, um die Stäbe aufzunehmen und sie darin zu festzuklemmen.
Alle derartigen Knochenschrauben-abhängigen Systeme leiden unter Schraubendurchbruch- und Schraubenherausbewegungs-Problemen. Verschiedenartige raffinierte Techniken und Vorrichtungen wurden entwickelt, um diese Probleme zu vermindern, wobei kabelverankerte Vorgehensweisen überlegen zu sein scheinen.
Einige Wirbelsäulen-Fixationssysteme des Stands der Technik leiten Schlaufen aus schweren Kabel oder Draht unter die Wirbelsäulenlamina und durch den Wirbelsäulenkanal. Dies muß natürlich ohne Stören der Nerven oder des Rückenmarks durchgeführt werden. Es gibt wenig überschüssigen Raum in dem Wirbelsäulenkanal, der nicht von dem Rückenmark beansprucht wird. Jeder Brustwirbel im Rücken weist beispielsweise einen Wirbelkanal mit einem kleinen Raum in der hinteren (dorsalen) Ecke benachbart der Lamina auf. Dort kann ein Kabel sicher durchgeleitet werden. Aber direkt davor gibt es das Rückenmark, das sehr delikat ist und absolut nicht tolerieren kann, gedrückt oder gestört zu werden.
Ein chirurgisches Kabelsystem und Verfahren wird von Erik Wagner u.a. in dem US-Patent 6053921 beschrieben, das am 25. April 2000 erteilt wurde. Ein Metallcrimp oder eine Klemmhülse wird verwendet, um ein Kabel in einer Schlaufe zu sichern. Eine Spannungsvorrichtung ermöglicht, dass das Kabel um den Wirbelknochen gespannt werden kann.
Uns ist die sowjetische Patentschrift SU 1771717 (Elizarov) bekannt, die eine Wirbelsäulen-stabilisierende Vorrichtung beschreibt, die aus zwei Titaniumlegierungslager-Perforationsplatten und verdrillten Polyesterbefestigungsfäden besteht.
Uns ist ebenfalls die russische Patentschrift RU 2086200 (Dulaev) bekannt, die eine chirurgische Prozedur zur Wirbelsäulenkorrektur und -stabilisierung beschreibt, die Stäbe verwendet, die an mit Löchern versehenen Wirbeln durch verdrehte Drahtschlaufen befestigt sind.
Ferner ist uns die US-Patentschrift US 6086590 (Margulies u.a.) bekannt, die einen Verbinder zum Sichern eines chirurgischen Kabels oder Drahts an einem implantierbaren chirurgischen Stab oder dgl. beschreibt. Der Verbinder umfasst einen Verbinderkörper mit einem offenen Raum zum Aufnehmen des chirurgischen Stabs oder einer ähnlichen Trägervorrichtung. Der Körper führt ein Verriegelungselement zum festen Befestigen des Verbinders und des Stabs zusammen in einer gewünschten Position entlang des Stabes.
Typischerweise ist das Verriegelungselement eine Stellschraube. Der Verbinder umfasst ebenfalls ein Halterungselement, das auf dem Verbinder auf eine drehbare Art und Weise getragen wird. Das Halterungselement, das typischerweise in Ringform ist, legt mindestens eine Bohrung fest, die sich dadurch zum Aufnehmen des Kabels oder des Drahts erstreckt, und es in einer gewünschten Position bezogen auf den Stab hält. Somit kann Spannung auf gebrochene Knochen oder dgl. aus einer gewünschten steuerbaren Richtung mit einer gewünschten Spannungsbetrag platziert werden.
Die Ankerdrähte von Wirbelsäulen-Fixationssystemen des Stands der Technik werden herkömmlicherweise um gegenüberliegende Enden und den fenestrierten Trägerstäben verdreht. Derartige können auf den gewöhnlicherweise glatten Stäben ohne weiteres rutschen und sich verdrehen. Die alternativen Ankerkabel sind mehradrige Drähte, die nicht einfach zusammen verdreht werden können. Verschiedene Kabelklemmen und Verriegelungen wurden kommerziell vermarktet, um derartige Kabel an den Stäben zu sichern. Ein Knochenbandkabel wird von Leo Whiteside u.a. in dem US-Patent 5 772 663 beschrieben, das am 30. Juni 1998 erteilt wurde.
Sobald ein Kabel durchgeleitet wurde, kann eine Vorrichtung verwendet werden, um die Kabel zu sichern, wie die, die von Robert J. Songer u.a. im US-Patent 5116340 beschrieben ist, das am 26. Mai 1992 erteilt wurde. Durch Wirbel der Wirbelsäule herumgeführte Kabel werden herkömmlicherweise durch Songer-Crimpzangen gesichert.
Was benötigt wird, ist ein Wirbelsäulen-Fixationssystem, das posteriore thorakale und lumbare Platten oder Stangen kombiniert, die mit Kabeln oder Drähten verankert sind, die einzeln durch die Wirbelsäulenkanäle von benachbarten Wirbeln laufen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Wirbelsäulen-Fixationssystem zum Immobilisieren von mindestens zwei benachbarten Brust- oder Lendenwirbeln bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Wirbelsäulen-Fixationssystem bereitzustellen, das mit Kabeln oder Drähten verankert ist, die durch die Räume des Wirbelsäulenkanals von benachbarten Wirbeln laufen.
Wesentliche und optionale Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in den begleitenden Haupt- und Unteransprüchen dargelegt.
Kurz gesagt umfasst eine bevorzugte Ausführungsform eines Wirbelsäulen-Fixationssystems der vorliegenden Erfindung eine doppelte parallele Überbrückung, die entlang einer posterioren Länge der Wirbelsäule läuft und mit Kabeln verankert ist, die um eine dorsale Ecke des Wirbelsäulenkanals von jeweiligen benachbarten Wirbeln herumgeführt werden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Wirbelsäulen-Fixationssystem bereitgestellt wird, das die Wirbelsäule eines Patienten sicher immobilisiert.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Wirbelsäulen-Fixationssystem bereitgestellt wird, das es für einen Chirurgen sicherer und einfacherer macht, beschädigte Abschnitte der Wirbelsäule zu immobilisieren.
Die obigen und noch weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Berücksichtigung der folgenden ausführlichen Beschreibung spezifischer Ausführungsformen davon insbesondere in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B sind rechte und linke Seitendiagramme, die die Wirbelsäule eines Patienten darstellen, die eine Ausführungsform eines Wirbelsäulenimplantats der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Stabilisierungsimplantats der vorliegenden Erfindung, das dem in 1 gezeigten ähnlich ist;
3A und 3B sind Teilquerschnittsdiagramme einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Verankerungskabel direkt an fenestrierten Trägerstäben befestigt; und
4 ist ein perspektivisches Diagramm eines Wirbelsäulen-Fixationssystems, das dem von 3A und 3B ähnlich ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1A und 1B veranschaulichen ein Wirbelsäulen-Fixationssystem, das hier durch die allgemeine Bezugsziffer 100 bezeichnet wird. Das Wirbelsäulen-Fixationssystem 100 immobilisiert Abschnitte der menschlichen Lendenwirbel L1–L5 und der Halswirbel T1– T12, wie durch eine Reihe von Wirbeln 101–106 dargestellt wird. C1–C7 ist ebenfalls durchführbar. In 1 sei angenommen, dass Wirbel 102–105 bezogen zueinander zu immobilisieren sind. Weniger als zwei benachbarte derartige Wirbel könnten durch das System 100 immobilisiert werden, z.B. um Zwischenwirbelknochenfusionswachstum zu fördern. 1A zeigt lediglich die rechte Hälfte des bevorzugten Systems, und 1B zeigt die linke Hälfte. Die entsprechenden Elemente in jeder Hälfte sind untereinander austauschbar, und so werden sie gleich nummeriert.
Ein fenestrierter Stab oder Platte 108 ist an jedem entsprechenden Wirbel 102–105 durch eine jeweilige Schlaufe des Kabels 110–113 gesichert. Jedes derartige Kabel umfasst einen oberen Verknüpfungsabschnitt 114, der an dem fenestrierten Stab oder Platte 108 gesichert ist, einen superioren Wirbel-Einkerbungsabschnitt 115, einen Wirbelsäulenkanalabschnitt 116, einen inferioren Wirbel-Einkerbungsabschnitt 117 und einen unteren Verknüpfungsabschnitt 118. Die Kabel 110–113 umfassen ein mehradriges Kabel, wobei die oberen und unteren Verknüpfungsabschnitte 114 und 118 durch Klemmhülsen gesichert sind, wie ausführlicher in 3A und 3B gezeigt wird.
Der fenestrierte Stab oder Platte 108 ist bei einer Ausführungsform mit einem Flachstangenmaterial aufgebaut, das eine Reihe von Kabellöchern aufweist. Derartige Löcher sind beabstandet und treten in Intervallen auf, die für einen guten Kabelankereinsatz geeignet sind. Bei anderen Ausführungsformen ist er ein Metallstab mit vielen durchgebohrten transversalen Löchern.
Die Annäherungs- und Entfernungswinkel von Kabelabschnitten 115 und 117 sind vorzugsweise eingestellt, um Wackeln und Spiel zwischen den Wirbeln 102–105 und dem fenestrierten Stab oder Platte 108 zu minimieren. Bevorzugte Materialien umfassen chirurgischen Edelstahl, Titanium und Polyethylen. Scharfe Kanten an allen Ecken und Kanten des flachen Stangenmaterials werden vorzugsweise entfernt. Die äußeren Ränder entlang der Länge können bei einer Vielfalt von strategischen Punkten zusammen geführt werden, um posterioren Dornfortsätzen Spielraum zu geben.
Der fenestrierte Stab oder Platte 108 ist bei einer anderen Ausführungsform mit einem Stabmaterial mit einer Reihe von angeklemmten Ohren aufgebaut. Derartige Ohren weisen Kabelschlaufenlöcher auf und sind an dem Stab beabstandet, um in Intervallen aufzutreten, die such für einen guten Kabelankereinsatz eignen. Hier werden die Annäherungs- und Entfernungswinkel der Kabelabschnitte 115 und 117 ebenfalls vorzugsweise eingestellt, um Wackeln und Spiel zwischen den Wirbeln 102–105 und dem fenestrierten Stab oder der Platte 108 zu minimieren. Bevorzugte Materialien umfassen chirurgischen Edelstahl, Titanium und Polyethylen.
In 2 umfasst ein Wirbelsäulen-Fixationssystem 200 und ein symmetrisches Paar von Überbrückungen 202 und 204, die entlang einer posterioren Länge eines Abschnitts der Wirbelsäule eines Patienten zwischen Dornfortsätzen liegen. Ein Satz von jeweiligen Kabeln, die durch linke und rechte Kabel 206 und 208 dargestellt werden, sichern die Überbrückungen 202 und 204 an jeweiligen Brust-, Lenden- oder Halswirbeln 210. Ein derartiges Wirbelsäulen-Fixationssystem 200 ist dem Wirbelsäulen-Fixationssystem 100 von 1 ähnlich, und wird hier im Querschnitt gezeigt, um den beabsichtigten Einsatz besser darzustellen. Die Kabel 206 und 208 laufen durch eine dorsale Ecke oder sublaminaren Raum eines Wirbelsäulenkanalbereichs 212 posterior zu einem Rückenmark 214. Eine Scheibe 216 wird anterior zu dem Wirbelsäulenkanalbereich 212 gezeigt.
3A und 3B stellen eine Ausführungsform eines Wirbelsäulen-Fixationssystems der vorliegenden Erfindung dar, das hier durch die allgemeine Bezugsziffer 300 bezeichnet wird. Das System 300 umfasst einen glatten Stab 302, der wie der fenestrierte Stab oder Platte 108 in 1 arbeitet. Ein Kabel 304 ist den Kabeln 110–113 in 1 äquivalent und wird verwendet, um den Stab 302 direkt, z.B. an Wirbeln 102–105 in 1 und Wirbeln 210 in 2, zu sichern. Der Stab 302 umfasst eine Anzahl von Kegellöchern 306, die jeweils ein Paar von Klemmhülsenhälften 308 und 310 erfassen. Viele derartige Kegellöcher können alle entlang der Länge des Stabs angeordnet sein, um den Chirurgen eine reichliche Auswahl für optimale Kabelverankerungswinkel zu geben.
3A zeigt die Klemmhülsenhälften 308 und 310 auseinandergebaut, wie vor der Montage. 3B zeigt sie in dem Kegelloch 306 mittels gemeinsamer Reibung mit dem Kabel 304 und einer an sie angelegte Spannung verriegelt. Bei einigen Anwendungen ist es vorzuziehen, alle übermäßigen losen Enden des Kabels 304 wegzuschneiden. Bei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, die Klemmhülsenhälften 308 und 310 in dem Kegelloch 306 mit einem Schnappring zu erfassen. Dies würde die Arbeit des Chirurgen durch Beseitig zusammen en kleiner loser Stücke vereinfachen, und das Kabel könnte einfach einseitig durchgedrückt werden, um verriegelt zu werden. Eine Spannungseinrichtung und eine Kabelschneidevorrichtung würden zur endgültigen Einstellung verwendet werden.
4 veranschaulicht eine Ausführungsform des Wirbelsäulen-Fixationssystems der vorliegenden Erfindung, das hier durch die allgemeine Bezugsziffer 400 bezeichnet wird. Es ist den Systemen 100, 200 und 300 ähnlich. Ein fenestrierter Stützstab 402 wird mit einer einzigen Kabelschlaufe 404 gezeigt, die eine beliebige Anzahl derartiger Schlaufen darstellt, die an einem einzigen Stab befestigt sind. Weitere Kabelschlaufen können ebenfalls bei anderen radialen Winkeln enthalten sein, um Dornfortsätze zur linken oder rechten mit einem Band zu erfassen, sowie auch durch den Wirbelsäulenkanal geführt zu werden, wie in 1A, 1B und 2 gezeigt ist. Ein Paar von Klemmhülsen 406 und 408 klemmen das Kabel fest in dem Stab 404 ein.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, ist derartiges nicht bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Modifikationen und Änderungen werden zweifellos einem Fachmann in den Sinn kommen, und es ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche begrenzt wird.

Claims

Wirbelsäulen-Fixationssystem zum Immobilisieren einer menschlichen Wirbelsäule, mit: einer transvertebralen Überbrückung (108, 202, 204, 302, 402) zum Überspannen von mindestens zwei Wirbeln in der Längsrichtung zu einer menschlichen Wirbelsäule; einer Reihe von Ankerlöchern (306, 506), die entlang einer Länge der Überbrückung angeordnet sind; und einer Mehrzahl von Kabeln (110–113, 206, 208, 304, 404), die einzeln um die mindestens zwei Wirbel herumgeführt werden und in jeweiligen Ankerlöchern der Reihe von Ankerlöchern enden; ferner gekennzeichnet durch eine Klemmhülse (308, 310, 406, 408) zum Festklemmen eines jeweiligen der Kabel in einem jeweiligen Ankerloch der Reihe von Ankerlöchern; dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmhülsen zweigeteilt sind, um eine Greifwirkung an den Kabeln bereitzustellen.
System gemäß Anspruch 1, bei dem die transvertebrale Überbrückung zwei parallele Teile (202, 204) zur Platzierung zwischen Dornfortsätzen der Wirbel an linken und rechten Hinterseiten umfasst.
System gemäß Anspruch 1, bei dem die transvertebrale Überbrückung flache Stangenteile (202, 204) zur Platzierung zwischen Dornfortsätzen der Wirbel an linken und rechten Hinterseiten umfasst.
System gemäß Anspruch 1, bei dem die transvertebrale Überbrückung glatte Stäbe (302) zur Platzierung zwischen Dornfortsätzen der Wirbel an linken und rechten Hinterseiten umfasst.
System gemäß Anspruch 1, bei dem die Kabel Schlaufen zum Laufen durch eine dorsale Ecke eines Wirbelsäulenkanal jedes entsprechenden Wirbels bereitstellen.
System gemäß Anspruch 1, bei dem die Ankerlöcher der Reihe von Ankerlöchern (306) jeweils derart sind, dass sie konisch zulaufen, um die Greifwirkung zu erzeugen, wenn die Kabel unter Spannung sind.
System gemäß Anspruch 1, bei dem die Ankerlöcher der Reihe von Ankerlöchern ferner eine Halterung umfassen, um die Klemmhülsen zu fassen.